CN110089172A - 非许可频带中的信道选择 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于选择有在非许可频带中操作的网络节点(20)使用的频率信道的过程。为此，网络节点(20)使用自相关技术分析为多个频率信道中的每一个频率信道接收的信号，并且因此在不首先解调信号的情况下，确定哪些类型的无线通信设备(32)对每个频率信道的负载有贡献。于是，网络节点(20)选择频率信道之一用于调度与无线通信设备(30)的在非许可频带中的通信，其中该选择不仅响应于估计的负载，而且还响应于所识别类型的其他无线通信设备(32)。
Description
技术领域
本文给出的解决方案一般涉及网络中无线通信设备的信道选择，更具体地，涉及非许可频带中的信道选择。
背景技术
近来，对无线通信中更多频谱的不断增长的需求已经将标准开发者的注意力转移到非许可频带。鉴于非许可频带中的大量可用频谱，可能会增加为第三代合作伙伴计划(3GPP)开发的长期演进(LTE)中的容量。然而，非许可频带带来了与例如管理干扰和与其他技术共存相关联的额外挑战。
作为响应，已经引入了3GPP中的许可辅助接入(LAA)框架。LAA框架(3GPP版本13)建立在版本10LTE中引入的载波聚合解决方案，以访问非许可频带中的附加带宽。图1示出了示例性LAA框架40，其中增强型NodeB(eNB)在非许可频带上使用和配置辅小区(SCell)44或LAA载波。主小区(PCell)42承载更关键的实时业务和控制信息，而LAA载波将用于增加较不敏感数据的容量，例如尽力而为数据。下一个3GPP版本可以使LAA能够以更独立的方式在没有许可的主载波的情况下操作，这可能带来额外的挑战。与传统的Wi-Fi标准相比，LAA上行链路是调度的，不允许自己竞争访问。相反，用户设备(UE)从eNB接收所谓的上行链路授权，其包含关于何时允许UE发送的信息。上行链路和下行链路传输通常包含在相同的传输机会(TXOP)内。这样，eNB保护上行链路免受信道竞争技术的影响。
与在相同频带中操作的其他技术共存的需要对于将非许可频带用于LAA载波提出了挑战。目前在非许可频带中运行的主要技术是Wi-Fi，其由Wi-Fi标准IEEE 802.11及其所有变体管理。IEEE 802.11设备用于共存和共享频谱的传统方法是所谓的载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)。遵循该方案的设备使用载波侦听来检测其他传输，并执行后退以推迟传输，直到找到信道空闲。该算法也称为先听后说(LBT)方案。
IEEE 802.11ax是最新的Wi-Fi技术变体，目前正由IEEE 802.11ax任务组(TGax)标准化。802.11ax中最突出的两个新特征是上行链路/下行链路正交频分多址(OFDMA)和上行链路多用户多输入多输出(MU-MIMO)。在IEEE 802.11的早期变体中通常没有发现的另一个重要特征是调度的上行链路。传统上，Wi-Fi中的上行链路和下行链路在相同的信道接入规则下运行。具体地，非网络节点使用CSMA/CA争用信道。这种设计背后的动机是保持低复杂性，并没有给小型网络带来任何问题。然而，当上行链路设备的数量增加时，正如802.11ax所预期的那样，当存在N个上行链路设备并且假设所有设备具有非空缓冲区时，下行链路将逐渐接收较小的容量份额，即总容量的1/(N+1)。
在802.11ax中，已经为256的新快速傅里叶变换(FFT)大小设置了音调计划(传统标准使用的大小(即64)的4倍)。通常被称为资源单元(RU)的最小分配子带由26个子载波组成，其中每个RU包含两个导频音调。20MHz的最大RU包含242个音调，包括8个导频音。针对不同的带宽，还有更多的音调单元尺寸。在上行链路和下行链路中使用OFDMA进行资源分配需要该音调计划。802.11ax中增加的FFT大小导致对于数据字段长四倍的OFDM符号。请注意，802.11ax分组中的传统前导码仍然使用64的传统FFT大小。
在传统的LAA系统中，eNB争用下行链路(DL)和上行链路(UL)的接入。在具有竞争Wi-Fi设备(一个BSS)(例如受IEEE 802.11标准约束的设备)的网络中，由于网络节点以及Wi-Fi设备竞争信道的事实，当所有设备都有数据要传输时，LAA小区最多将接收上行链路和下行链路的总容量的1/(N+2)。与LAA小区与一个Wi-Fi BSS共存的情况相比，两个LAA小区之间的共存将在小区之间提供公平的容量共享。因此，需要额外的信道分配解决方案。特别地，需要一种解决方案，其使得LAA能够以更加均匀的方式与Wi-Fi共享无线电资源，同时仍然遵守定义信道接入公平性的所有规则。
发明内容
本文给出的解决方案有助于选择由在非许可频带中操作的网络节点使用的频率信道。为此，网络节点分析对于多个频率信道中的每一个频率信道接收的信号，而不首先解调信号，以确定哪些类型的无线通信设备对每个频率信道的负载做出贡献。然后，网络节点选择频率信道之一用于调度在非许可频带中与无线通信设备的通信，其中该选择不仅响应于估计的负载，而且还响应于其他无线通信设备的所识别类型。
一个示例性实施例包括一种为在非许可频带中操作无线网络选择频率信道的方法，所述无线网络包括网络节点和无线通信设备。网络节点被配置为将下行链路信号发送到无线通信设备并从无线通信设备接收上行链路信号。该方法由网络节点实现，并且包括接收用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号，以及响应于接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载。该方法还包括，对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关，以生成一个或多个自相关结果。对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联。该方法还包括，对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，使用一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备。该方法还包括响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备，为非许可频带选择两个或更多个频率信道中的一个频率信道，以及在所选择的频率信道上调度与无线通信设备的在非许可频带中的通信。
另一示例性实施例包括在非许可频带中操作的无线网络中的网络节点。无线网络包括网络节点和无线通信设备，其中网络节点被配置为向无线通信设备发送下行链路信号并从无线通信设备接收上行链路信号。网络节点包括接收器电路、负载电路、识别电路、选择电路和调度电路。接收器电路被配置为接收用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号。负载电路被配置为响应于接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载。识别电路包括相关电路，该相关电路被配置为对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关，以产生一个或多个自相关结果。对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联。识别电路被配置为对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，使用一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备。选择电路被配置为响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备，为非许可频带选择两个或更多个频率信道中的一个频率信道。调度电路被配置为在所选频率信道上调度与无线通信设备的在非许可频带中的通信。
另一示例性实施例包括在非许可频带中操作的无线网络中的网络节点。无线网络包括网络节点和无线通信设备，其中网络节点被配置为向无线通信设备发送下行链路信号并从无线通信设备接收上行链路信号。网络节点包括接收器模块、负载模块、识别模块、选择模块和调度模块。接收器模块被配置为接收用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号。负载模块被配置为响应于接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载。识别模块包括相关模块，相关模块被配置为针对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关，以生成一个或多个自相关结果。对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联。识别模块被配置为对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，使用一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备。选择模块被配置为响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备，为非许可频带选择两个或更多个频率信道中的一个频率信道。调度模块被配置为在所选频率信道上调度与无线通信设备的在非许可频带中的通信。
另一示例性实施例包括一种存储用于控制网络节点中的处理电路的计算机程序产品的非暂时性计算机可读介质。网络节点被配置为将下行链路信号发送到无线通信设备并从无线通信设备接收上行链路信号。该计算机程序产品包括软件指令，当在处理电路上运行时，该软件指令使网络节点接收用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号，并响应于接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载。该计算机程序产品包括软件指令，当在处理电路上运行时，该软件指令还使得网络节点针对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关，以生成一个或多个自相关结果。对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联。该计算机程序产品包括软件指令，当在处理电路上运行时，该软件指令还使得网络节点使用一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备。该计算机程序产品包括软件指令，当在处理电路上运行时，该软件指令还使网络节点响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备，为非许可频带选择两个或更多个频率信道中的一个频率信道，以及在所选频率信道上调度与无线通信设备的在非许可频带中的通信。
另一示例性实施例包括一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当在无线通信设备的至少一个处理器上执行时，该指令使得无线通信设备执行为在本文公开和要求保护的为在非许可频带中操作的无线网络选择频率信道的方法。在一些示例性实施例中，计算机可读介质包括计算机程序。在一些示例性实施例中，计算机可读介质包括非暂时性计算机可读介质。
附图说明
图1示出了用于将许可和非许可频谱用于无线通信的示例性框架；
图2示出了交互LTE和Wi-Fi网络的示例性无线系统；
图3示出了用于802.11ax通信的OFDM符号的示例性前导码；
图4示出了根据一个示例性实施例的为在非许可频带中操作的无线网络选择频率信道的方法；
图5示出了被配置为实现图4的方法的网络节点的示例性框图；
图6示出了根据一个示例性实施例的图5的相关电路/模块的实现；以及
图7示出了根据另一示例性实施例的为在非许可频带中操作的无线网络选择频率信道的方法。
具体实施方式
本文呈现的解决方案使得网络节点(例如图2中的节点20)能够在非许可频带中选择用于与无线通信设备30(例如图2中的设备30)通信的频率信道时更公平地评估信道条件和资源，其中无线通信设备30将上行链路信号发送到网络节点20并从网络节点20接收下行链路信号。应当理解，本文给出的解决方案适用于在非许可频带中操作的任何无线网络10，例如LAA无线网络、增强型LAA无线网络、MulteFire无线网络等。在本文提出的解决方案的上下文中，应当理解，网络节点20可以包括无线电网络节点(例如无线电基站、NB、eNB等)。示例性无线通信设备30包括但不限于机器对机器(M2M)设备、机器类型通信(MTC)设备和/或NB-IoT设备。无线通信设备30还可以包括用户设备(UE)，但是应该注意，UE在拥有和/或操作设备的个人意义上不一定具有“用户”。无线通信设备30还可以被称为无线电设备、无线电通信设备、无线终端或简称为终端。除非上下文另有说明，否则这些术语中的任何一个的使用旨在包括设备到设备UE或设备、机器类型设备或能够进行机器到机器通信的设备、配备有无线设备的传感器、具有无线能力的台式计算机、移动终端、智能电话、笔记本电脑嵌入式设备(LEE)、笔记本电脑安装设备(LME)、USB加密狗、无线客户端设备(CPE)等。在本文的讨论中，也可以使用术语机器到机器(M2M)设备、机器类型通信(MTC)设备、无线传感器和传感器。应当理解，这些设备可以是UE，但是通常被配置为在没有直接人工交互的情况下发送和/或接收数据。在物联网(IoT)场景中，如本文所述的无线通信设备30可以是或可以包括在执行监控或测量的机器或设备中，并且将这种监控测量的结果发送到另一设备或者网络。这种机器的具体示例是功率计、工业机械或家用或个人用具(例如冰箱、电视、诸如手表等的个人可穿戴设备)。在其他场景中，如本文所述的无线通信设备30可以包括在车辆中并且可以执行车辆的操作状态或与车辆相关联的其他功能的监控和/或报告。
Leif Wilhelmsson和Filip Mestanov的在本文称为'370申请的PCT申请No.PCT/SE2015/051370，“用于无线局域网中的接入点选择的接入点、站及其中的方法”，提供了一种处理与802.11ax相关联的调度问题的解决方案。'370申请使用这样的想法：与具有不能支持多用户传输和接收的设备的网络相比，加入具有802.11ax设备的网络可能更有利。然而，在'370申请的解决方案中，每个接入点(AP)知道它服务于哪个站，因此可以确定当前与频率信道相关联的具有802.11ax能力的设备的数量。于是，每个AP将该号码作为基站子系统(BSS)负载元件的扩展版本的一部分发信号通知给其他Wi-Fi单元，以便这样的Wi-Fi单元可以使用该信息。普通的BSS负载元件已经包含有关相关联设备的数量和负载的信息，并且'370申请将有关802.11ax设备数量的细节添加到此BSS负载元件。但是，'370申请中提出的解决方案不适用于非Wi-Fi单元。
本文给出的解决方案使用与特定频率信道相关联的接收信号与接收信号的延迟版本的一个或多个相关性，以确定哪些类型的设备与特定频率信道相关联。该方法利用通常与OFDM符号相关联的循环前缀冗余。特别地，本文给出的解决方案将来自接收信号的第一组样本与来自相同接收信号的延迟版本的另一组样本相关，以产生自相关结果。当用于生成接收信号的延迟版本的延迟与符号持续时间匹配时，自相关结果将包括一个或多个峰值。
图2示出了包括蜂窝通信网络12(例如LTE通信网络)和一对Wi-Fi网络14的一个示例性无线通信系统10。网络12在非许可频带中操作并且包括服务于多个无线通信设备30(例如用户设备(UE))的网络节点20(例如eNB)。网络12可以例如包括LAA无线网络、增强型LAA(eLAA)无线网络、MulteFire等。每个Wi-Fi网络14根据控制IEEE 802.11标准操作，并且包括服务于多个无线通信设备32的接入点(AP)22(例如站(STA))。此外，每个Wi-Fi网络14根据不同的频率信道(由不同的虚线标记指示)进行操作。如图2所示，网络12与网络14重叠，这使得eNB20能够在其各自的频率信道上检测来自Wi-Fi网络14的传输。如本文所讨论的，eNB 20选择频率信道之一用于非许可频带中的通信。本文给出的解决方案提供了一种用于进行这种选择的改进方法。本领域技术人员将理解，图2的系统图是示例性的，并且不旨在限制本文呈现的解决方案的范围。
本文给出的解决方案用不同类型的设备来描述。示例性类型的设备包括但不限于“ax设备”，即，由IEEE 802.11ax标准约束的那些设备，以及“非ax设备”，即由IEEE 802.11标准(IEEE 802.11ax除外)的所有变体约束的那些设备。在提供附加细节之前，下面首先提供有关为不同类型的802.11设备传输的分组类型的一些基本信息。图3示出了与ax设备相关联的802.11ax分组的示例性前导码50。前导码50包括传统(L)前导码52和高吞吐量(HT)前导码54。传统前导码52对于所有基于OFDM的802.11变体(例如11n和11ac)是相同的，并且是适当共存所需的。如本领域技术人员所理解的，IEEE 802.11标准的每个新变体在传统前导码之后直接添加新前导码。前导码中的字段是短训练字段(STF)、长训练字段(LTF)和信号字段(SIG)。如图3所示，传统前导码52是利用64点快速傅里叶变换(FFT)生成的，而高吞吐量前导码54的一些部分是利用256点FFT生成的，而高吞吐量前导码54的其他部分是使用64点FFT生成的。本文给出的解决方案利用传统和高吞吐量前导码的这些特性来识别802.11ax信号，从而识别ax设备和非ax设备，而不需要对接收的信号进行解码。这样，本文给出的解决方案为网络节点20提供了在不解码接收信号的情况下识别不同类型的设备的能力，从而使网络节点20能够更有效地选择在非许可频段中用于与无线通信设备30进行调度通信的频率信道。应当理解，本文给出的解决方案可以用于区分也具有不同符号长度的其他类型的设备，并且因此便于基于这些符号长度进行区分。
在示例性实施例中，本文呈现的解决方案利用OFDM符号的结构来检测802.11ax传输的存在，从而识别不同频率信道上的设备类型。为此，网络节点20将接收信号与接收信号的延迟版本相关，并使用自相关结果来识别与每个频率信道相关联的设备32的类型，并响应于该信息选择频率信道用于与无线通信设备30进行非许可通信。无线通信设备30连接到网络节点20或与网络节点20相关联，而设备32未连接到网络节点20或与网络节点20相关联。
图4示出了由网络节点20实现的为在非许可频带中操作的无线网络选择频率信道的一种示例性方法100。如图2所示，无线网络10包括网络节点20和一个或多个无线通信设备30，其中网络节点20被配置为向无线通信设备30发送下行链路信号并从无线通信设备30接收上行链路信号。由网络节点20实现的方法100包括接收用于两个或更多个频率信道中的每个频率信道的信号(框110)，并响应于接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载(框120)。例如，网络节点20可以通过针对每个频率信道测量频率信道被占用的接收信号的时间比例，来估计负载。对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，方法100还包括将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关以生成一个或多个自相关结果，其中对应的接收信号的每个延迟版本与不同延迟相关联(框130)。对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，方法100还包括使用一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备32(框140)。方法100还包括响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备32，选择用于非许可频带的两个或更多个频率信道中的一个频率信道(框150)，并且在所选频率信道上调度与无线通信设备的在非许可频带中的通信(框160)。
图5示出了根据一个或多个实施例实现的一个示例性网络节点20的框图。网络节点20包括一个或多个处理电路200、存储器250和收发器电路/模块260。收发器电路/模块260被配置为接收对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号。处理电路200被配置为：评估接收的信号而不解调接收的信号以识别对于每个频率信道的一种或多种类型的设备32，响应于该评估选择用于非许可频带的频率信道之一，以及在所选频率信道上调度与无线通信设备30的在非许可频带中的通信。如图所示，网络节点20中的处理电路200使用各种功能装置、单元、电路或模块来执行图4的方法。这些功能装置、单元、电路或模块包括例如负载电路/模块210、识别电路/模块220、选择电路/模块230和调度电路/模块240。负载电路/模块210被配置为响应于所接收的信号估计两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载。例如，负载电路/模块210可以通过针对每个频率信道测量频率信道被占用的接收信号的时间比例来估计负载。识别电路/模块220包括相关电路/模块222，其被配置为对于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关，以生成一个或多个自相关结果。对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联。识别电路/模块220被配置为对两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，使用由相关电路/模块222产生的一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与对应的接收信号相关联的一个或多个类型的无线通信设备32。选择电路/模块230被配置为响应于估计的负载和所识别类型的无线通信设备32，为非许可频带选择两个或更多个频率信道中的一个频率信道。调度电路/模块240被配置为在所选频率信道上调度与无线通信设备30的在非许可频带中的通信。
以下描述用于产生第一和第二自相关结果的第一和第二延迟方面的解决方案，第一和第二自相关结果用于识别一种或多种类型的无线通信设备，并且其中第一延迟大于第二延迟。具体地，以下描述了网络节点20如何使用接收信号的自相关来识别在接收信号中使用哪种类型的前导码，从而识别接收信号中存在哪种类型的无线通信设备。然而，应当理解，本文给出的解决方案适用于两个以上的延迟，并且因此适用于两个以上对应的自相关结果。
图6示出了由相关电路/模块222执行的接收信号r(n)与接收信号的延迟版本r(n-N)的一个示例性相关(图4中的框130)。在该示例中，相关电路/模块222包括第一延迟电路/模块223、第二延迟电路/模块224、第一乘法器/加法器电路/模块225和第二乘法器/加法器电路/模块226。第一延迟电路/模块223将接收信号r(n)延迟第一延迟N1以产生第一延迟信号r(n-N1)，第二延迟电路/模块224将接收信号r(n)延迟第二延迟N2，以产生第二延迟信号r(n-N2)。应当理解，第一和第二延迟通常由网络节点20选择，以对应于与所考虑的不同类型的802.11设备32相关联的不同前导码的FFT特性。例如，网络节点20可以设置N1为12.8μs，其中12.8μs对应于利用与高吞吐量前导码54相关联的20MHz信道的256点FFT生成的OFDM符号的有用部分的持续时间，并且可以设置N2为3.2μs，其中3.2μs对应于由于64点FFT而与传统前导码52相关联的20MHz信道的64点FFT生成的OFDM符号的有用部分的持续时间。第一乘法器/加法器电路/模块225根据等式(1.1)产生第一自相关结果R1，第二乘法器/加法器电路/模块226根据等式(1.2)产生第二自相关结果R2，其中K表示样本中的循环前缀(CP)的长度。例如，64点FFT增加了0.8μs的CP，而256点FFT增加了0.8μs、1.6μs或3.2μs的CP；K表示样本中的这些长度。
结果，R1将仅在(以及如果)接收信号包括高吞吐量前导码54的时域中产生峰值，而R2将仅在接收信号包括传统前导码52的时域中产生峰值。此外，如图6所示，R1中的任何峰值将被N1+K分开，其表示OFDM符号的总长度，例如OFDM符号的有用部分的持续时间加上相关联的循环前缀的持续时间。类似地，R2中的任何峰值将被N2+K分开，其表示OFDM符号的总长度，例如OFDM符号的有用部分的持续时间加上相关联的循环前缀的持续时间。虽然图6示出了在并行处理路径中发生的与延迟和对应的相关性相关联的处理，但是应当理解，这种并行处理不是需要的。在一些实施例中，例如相关电路/模块222可以顺序地实现每个相关。应当理解，虽然在该示例中计算自相关时使用的项的数量被选择为与CP中的样本K的数量相同，但是本文给出的解决方案不限于此。例如，网络节点20可以使用较少数量的项。然而，无论在计算自相关时使用多少项，峰值之间的距离仍将由OFDM符号的总长度限定，例如当存在高吞吐量前导码时的N1+K和存在传统前导码时的N2+K。
识别电路/模块220评估自相关结果，例如，R1和R2，以确定与每个频率信道相关联的设备32的类型。该评估通常涉及评估每个自相关结果中的峰值(或不存在峰值)。以下提供用于评估自相关结果以确定与每个频率信道相关联的设备32的类型的各种不同示例。然而，应当理解，本文提出的解决方案不限于这些示例。
在一个示例性实施例中，识别电路/模块220可以识别与接收信号相关联的设备32的类型，这取决于哪个(些)自相关结果包括多个峰值。例如，如果第一自相关结果包括多个峰值和/或两个自相关结果都包括多个峰值，则识别电路/模块220可以将接收的信号与第一设备(例如ax设备)相关联。然而，如果只有一个自相关结果(例如第二自相关结果)包括多个峰值，则识别电路/模块220可以将接收信号与非ax设备相关联。
在另一示例性实施例中，识别电路/模块220可以根据自相关结果中的两个连续峰值之间的距离来识别与接收信号相关联的设备32的类型。例如，如果两个连续峰值之间的距离超过阈值，则识别电路/模块220可以将接收到的信号与第一类型的设备32(例如ax设备)相关联，并且如果两个连续峰值之间的距离小于阈值，则将接收的信号与第二类型的设备32(例如非ax设备)相关联。在该示例中，识别电路/模块220将阈值设置为在预期用于不同类型的设备32的峰值间隔之间的预定值，例如设置为在N1+K和N2+K之间的值。
在又一示例性实施例中，识别电路/模块220可以依赖于自相关结果内的峰值的时间位置。例如，如果一个自相关结果为接收信号的第一部分产生多个峰值而另一个自相关结果为接收信号的第二部分产生多个峰值，则识别电路/模块220可以将所接收的信号与第一类型的设备32(例如ax设备)相关联。替代地，当仅针对接收信号的一部分产生多个峰值时，识别电路/模块220可以将接收信号与第二类型设备32(例如非ax设备)相关联。
在另一示例性实施例中，识别电路/模块220可以仅依赖于一个自相关结果。在该示例性实施例中，相关电路/模块222将接收信号延迟与ax前导码相对应的延迟，例如对应于256点FFT的N1延迟。于是，当自相关结果产生多个峰值时，识别电路/模块220将接收的信号与第一类型的设备32(例如ax设备)相关联，并且当自相关结果不产生峰值时，将接收的信号与第二类型的设备32(例如非-ax设备)相关联。
网络节点20还可以使用自相关结果来提供可以由选择电路/模块230使用的附加信息，以改善选择工作。例如，识别电路/模块220使用自相关结果可以估计与每个所识别类型的设备32相关联的分组数量和/或估计与每个所识别类型的设备32相关联的设备数量。然后，选择电路/模块230响应于估计的负载、所识别类型的设备32以及估计的分组数量和/或估计的设备数量来选择频率信道之一。在另一个实施例中，识别电路/模块220可以使用自相关结果估计每种类型的设备32占用每个频率信道的比例。例如，识别电路/模块220可以通过使用自相关结果确定总相关时间中有多少用于传输与一种类型的设备32相关联的OFDM符号以及总相关时间的多少用于传输与另一类型的设备32相关联的OFDM符号，来估计该比例。在该示例中，选择电路/模块230响应于估计的负载、所识别类型的无线通信设备32和估计的比例来选择频率信道之一。
以下提供了本文提出的解决方案的两个详细示例：示例A和示例B。包括这些示例以进一步说明本文提出的解决方案，并且不旨在限制所附权利要求的范围。
在示例A中，执行两个自相关，相关电路/模块222使用的延迟对应于3.2μs和12.8μs。第一延迟(即12.8μs)对应于对于20MHz信道用256点FFT生成的OFDM符号的有用部分的持续时间，第二延迟(即3.2μs)对应于用64点FFT生成的OFDM符号。因此，当接收信号中存在较长符号时由相关电路/模块222使用第一延迟产生的第一自相关结果将产生相关(即，一个或多个峰值)，而在接收信号中存在较短符号时由相关电路/模块222使用第二延迟产生的第二自相关结果将产生相关(即，一个或多个峰值)。连续峰值之间的距离将等于OFDM符号的总长度，即有用部分的持续时间加上循环前缀(CP)的持续时间。应当理解，网络节点20可以使用连续峰值信息之间的距离来确定CP的长度，如果事先不知道的话。然而，本文给出的解决方案可以使用连续峰值信息之间的距离来识别使用较长OFDM符号的频率，以及因此使用ax设备的频率。因此，根据该示例，网络节点20仅需要确定由相关电路/模块222输出的自相关结果包含峰值的持续时间。因此，根据该示例性实施例，网络节点20使用由相关电路/模块222输出的两个自相关结果来分别确定总时间中有多少用于发送长OFDM符号以及总时间中有多少用于发送短OFDM符号。当决定为LAA选择两个可能的频率信道中的哪一个频率信道时，网络节点20使用该信息以及每个频率信道的估计负载。
例如，考虑图7的示例性方法300，并且假设该方法用于在两个频率信道(CH1和CH2)之间进行选择。相关电路/模块222选择一个频率信道，例如CH1(框310)，并对CH1执行一段时间t(例如一秒)的相关(框320)。根据得到的第一和第二自相关结果，识别电路/模块220发现在CH1上没有发送长符号，识别电路/模块220从中得出没有使用ax设备的结论(框330)。然而，识别电路/模块220发现在CH1上50％的时间存在短符号，因此该信道具有50％的“非ax”负载。如果剩余频率信道(框340)，则相关电路/模块222选择下一个频率信道(框310)，例如CH2，并且对CH2执行一段时间t(例如一秒)的相关(框320)。根据得到的第一和第二自相关结果，识别电路/模块220发现仅在几个百分点的时间内找到CH2上的短OFDM符号，而在60％的时间在CH2上找到长符号。基于该观察，识别电路/模块220得出CH2上的所有传输都是根据802.11ax标准的结论，其中小百分比的短符号对应于802.11ax分组的初始部分，即传统前导码(框330)。因为假设CH2的传输由对应的AP 22调度，所以网络节点20将有效地仅与一个用于CH2的Wi-Fi设备竞争，即AP 22。对于CH1，所有STA 32将争用该信道，这实际上意味着网络节点20可能必须与大量Wi-Fi设备竞争。这样，网络节点20在CH1上赢得竞争的可能性很小。因此，尽管CH2的负载较高，但是选择电路/模块230可能仍然选择使用CH2(框350)，以增加赢得竞争的概率。
示例A考虑了具有长符号和短符号的相关时间的比例。示例B演示了如何通过识别以短符号开头然后切换到对应于802.11ax分组的长符号的分组，来明确识别802.11ax分组和非802.11ax分组。另一方面，仅包含短符号的分组将对应于非802.11ax分组。与示例A类似，两个分组的相关使用可以有利地用于选择合适的信道。虽然示例B的实现可能比示例A的实现稍微复杂，但是示例B产生了对流量的更好理解。另外，除了考虑频率信道的占用之外，网络节点20还可以可选地还确定每时间单元发送了多少分组的统计数据。例如，它可以用于网络节点20知道流量是否包含许多短分组或少量相对大的分组。
识别电路/模块220可以可选地对几个OFDM符号持续时间进行滤波，以提高检测性能。存在来自传统前导码和HE前导码的部分的至少八个长度为4μs的OFDM符号。长度为16μs的长OFDM符号的数量随有效载荷的大小而变化。例如，当信道的延迟扩展相对较大并且因此CP在很大程度上包含来自先前符号的干扰时，并且因此当可能更难将峰值与噪声分离时，这种滤波可能是有用的。在这种情况下，及时过滤将有助于消除至少一些噪声，从而更容易识别峰值。
本领域技术人员还将理解，本文的实施例还包括对应的计算机程序。计算机程序包括指令，当在节点的至少一个处理器上执行时，该指令使节点执行上述任何相应的处理。在这方面，计算机程序可以包括与上述装置或单元相对应的一个或多个代码模块。
实施例还包括包含这种计算机程序的载体。该载体可以包括电子信号、光信号、无线电信号或计算机可读存储介质中的一种。在这方面，本文的实施例还包括存储在非暂时性计算机可读(存储或记录)介质上的计算机程序产品，并且包括当由节点的处理器执行时使节点如上所述执行的指令。
实施例还包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码部分，程序代码部分用于当计算机程序产品由计算设备执行时执行本文任何实施例的步骤。该计算机程序产品可以存储在计算机可读记录介质(例如非暂时性计算机可读介质)上。
本文给出的解决方案通过考虑竞争设备的有效数量来确保系统具有访问信道的更高概率，并因此减少上行链路设备之间的冲突的数量，从而提高性能，例如增加吞吐量并减少与主要具有ax设备的频率信道上的非许可频带相关联的延迟。此外，相比于与非802.11ax网络共存的802.11ax网络的性能，本文提出的解决方案提高了整个802.11ax网络的性能。例如，因为LAA小区已经调度了上行链路，所以两个LAA小区(具有两个不同的运营商)之间会存在争用。这种争用类似于一个802.11ax BSS和一个LAA小区所经历的争用。此外，本文给出的解决方案使用接收信号的自相关来识别与每个频率信道相关联的无线通信设备32的类型，从而使网络节点20能够识别设备32的类型而不必解码接收的信号。此外，与具有非ax设备的信道相比，本文呈现的解决方案使得网络节点20能够在主要具有ax设备的信道上获取更大部分的信道容量。例如，网络节点20可能能够获取仅具有ax设备的频率信道的50％，因为它只需要与AP 14而不是每个ax设备竞争。
当然，本文提出的解决方案可以以不同于本文具体阐述的方式的其他方式来实施，而不脱离本文提出的解决方案的基本特性。本发明的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的，并且落入所附实施例的含义和等同范围内的所有改变都包含在其中。
Claims (27)
1.一种为在非许可频带中操作的的无线网络选择频率信道的方法，所述无线网络包括网络节点(20)和无线通信设备(30)，所述网络节点(20)被配置为向所述无线通信设备(30)发送下行链路信号并且从所述无线通信设备(30)接收上行链路信号，该方法由所述网络节点(20)实现并且包括：
接收(110)用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号；
响应于所述接收的信号估计(120)所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载；
对于所述两个或多个频率信道中的每一个频率信道：
将对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关(130)，以产生一个或多个自相关结果，其中所述对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联；
使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别(140)与所述对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备(32)；
响应于所述估计的负载和所识别类型的无线通信设备(32)，为所述非许可频带选择(150)所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道；以及
在所选频率信道上调度(160)与所述无线通信设备(30)的在所述非许可频带中的通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关(130)包括：对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道：
延迟所述对应的接收信号以第一延迟和以第二延迟，以分别产生第一延迟信号和第二延迟信号，所述第一延迟不同于所述第二延迟；
将所述对应的接收信号与所述第一延迟信号相关以产生第一自相关结果；
将所述对应的接收信号与所述第二延迟信号相关以产生第二自相关结果；以及
其中识别(140)所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括使用所述第一和第二自相关结果来识别与所述对应的接收信号相关联的所述一种或多种类型的无线通信设备(32)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一延迟大于所述第二延迟，并且其中，识别(140)所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括，对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道：当所述第一自相关结果包括多个峰值时或者当所述第一和第二自相关结果包括多个峰值时，将第一类型的无线通信设备(32)与所述对应的接收信号相关联，并且当仅所述第二自相关结果包括多个峰值时将第二类型的无线通信设备(32)与所述对应的接收信号相关联。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，识别(140)所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括，对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道：
测量所述自相关结果中的至少一个自相关结果中的两个连续峰值之间的距离；
当所述测量的距离超过预定阈值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述测量的距离小于所述预定阈值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关(130)包括将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个延迟版本相关以生成第一自相关结果，其中识别(140)所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括：
当所述第一自相关结果产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述第一自相关结果不产生峰值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中识别(140)所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括：
当所述一个或多个自相关结果中的第一自相关结果对所述对应的接收信号的第一部分产生多个峰值并且所述一个或多个自相关结果中的第二自相关结果对所述对应的接收信号的第二部分产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述一个或多个自相关结果对所述接收信号的所述第一部分和所述第二部分之一产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的分组数量，其中选择(150)所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道包括响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)和所述估计的分组数量来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的设备数量，其中选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道包括响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)和所述估计的设备数量来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，还包括：
使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的分组数量；
使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的设备数量；
其中选择(150)所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道包括响应于所述估计的负载、所述识别类型的无线通信设备(32)、所述估计的设备数量和所述估计的分组数量选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括使用所述一个或多个自相关结果估计每个频率信道被每种类型的无线通信设备(32)占用的比例，其中选择(150)所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道包括响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)和所述估计的比例来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其中，所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括不同的第一和第二类型的无线通信设备(32)，其中，所述第一类型的无线通信设备(32)根据IEEE 802.11ax配置，并且其中，所述第二类型的无线通信设备(32)未配置用于IEEE 802.11ax。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其中估计(120)所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载包括针对每个频率信道测量所述频率信道被占用的所述接收信号的时间比例。
13.一种在非许可频带中操作的无线网络(10)中的网络节点(20)，所述无线网络包括所述网络节点(20)和无线通信设备(30)，所述网络节点(20)被配置为向所述无线通信设备(30)发送下行链路信号并从所述无线通信设备(30)接收上行链路信号，所述网络节点(20)包括：
收发器电路(260)，其被配置为接收用于两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的信号；
负载电路(210)，其被配置为响应于所接收的信号估计所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道的负载；
识别电路(220)，其包括：
相关电路(222)，其被配置为，对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，将对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关联，以生成一个或多个自相关结果，其中，所述对应的接收信号的每个延迟版本与不同的延迟相关联；
其中，所述识别电路(220)被配置为针对所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来识别与所述对应的接收信号相关联的一种或多种类型的无线通信设备(32)；
选择电路(230)，其被配置为响应于所述估计的负载和所识别类型的无线通信设备(32)，为所述非许可频带选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道；以及
调度电路(240)，其被配置为在所选频率信道上调度与所述无线通信设备(30)的在所述非许可频带中的通信。
14.根据权利要求13所述的网络节点(20)，其中，所述相关电路(222)被配置为对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道进行以下操作来将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关：
延迟所述对应的接收信号以第一延迟和第二延迟，以分别产生第一延迟信号和第二延迟信号，所述第一延迟不同于所述第二延迟；
将所述对应的接收信号与所述第一延迟信号相关以产生第一自相关结果；
将所述对应的接收信号与所述第二延迟信号相关以产生第二自相关结果；以及
其中，所述识别电路(220)被配置为通过对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)来识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括：使用所述第一和第二自相关结果，来识别与所述对应的接收信号相关联的所述一种或多种类型的无线通信设备(32)。
15.根据权利要求14所述的网络节点(20)，其中，所述第一延迟大于所述第二延迟，并且其中，所述识别电路(220)被配置为通过以下操作来识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)：对于所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道，当所述第一自相关结果包括多个峰值时或者当所述第一和第二自相关结果包括多个峰值时，将第一类型的无线通信设备(32)与所述对应的接收信号相关联，并且当仅所述第二自相关结果包括多个峰值时将第二类型的无线通信设备(32)与所述对应的接收信号相关联。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的网络节点(20)，其中，所述识别电路(220)被配置为通过针对所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道进行以下操作来识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)：
测量至少一个所述自相关结果中两个连续峰值之间的距离；
当所述测量的距离超过预定阈值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述测量的距离小于所述预定阈值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
17.根据权利要求13-15中任一项所述的网络节点(20)，其中：
所述相关电路(222)被配置为通过将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个延迟版本相关以生成第一自相关结果，来将所述对应的接收信号与所述对应的接收信号的一个或多个延迟版本相关；以及
所述识别电路(220)被配置为针对所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道进行以下操作来识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)：
当所述第一自相关结果产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述第一自相关结果不产生峰值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
18.根据权利要求13-15中任一项所述的网络节点(20)，其中，所述识别电路(220)被配置为通过针对所述两个或更多个频率信道中的每一个频率信道进行以下操作来识别所述一种或多种类型的无线通信设备(32)：
当所述一个或多个自相关结果中的第一自相关结果对所述对应的接收信号的第一部分产生多个峰值并且所述一个或多个自相关结果中的第二自相关结果对所述对应的接收信号的第二部分产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第一类型的无线通信设备(32)相关联；以及
当所述一个或多个自相关结果为所述接收信号的所述第一部分和所述第二部分之一产生多个峰值时，将所述对应的接收信号与第二类型的无线通信设备(32)相关联。
19.根据权利要求13-18中任一项所述的网络节点(20)，其中：
所述识别电路(220)还被配置为使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的分组数量；以及
所述选择电路(230)被配置为通过响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)以及所述估计的分组数量选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道，来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
20.根据权利要求13-18中任一项所述的网络节点(20)，其中：
所述识别电路(220)还被配置为使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的设备数量；以及
所述选择电路(230)被配置为通过响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)和所述估计的设备数量来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道，来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
21.根据权利要求13-18中任一项所述的网络节点(20)，其中：
所述识别电路(220)还被配置为：
使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的分组数量；
使用所述一个或多个自相关结果中的至少一个自相关结果来估计与每种类型的无线通信设备(32)相关联的设备数量；
所述选择电路(230)被配置为通过响应于所述估计的负载、所述识别类型的无线通信设备(32)、所述估计的设备数量和所述估计的分组数量选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道，来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
22.根据权利要求13-21中任一项所述的网络节点(20)，其中：
所述识别电路(220)还被配置为使用所述一个或多个自相关结果估计每个频率信道被每种类型的无线通信设备(32)占用的比例；以及
所述选择电路(230)被配置为通过响应于所述估计的负载、所识别类型的无线通信设备(32)和所述估计的比例来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道，来选择所述两个或更多个频率信道中的一个频率信道。
23.根据权利要求13-22中任一项所述的网络节点(20)，其中，所述一种或多种类型的无线通信设备(32)包括不同的第一和第二类型的无线通信设备(32)，其中，所述第一类型的无线通信设备(32)根据IEEE802.11ax配置，并且其中，所述第二类型的无线通信设备(32)未配置用于IEEE 802.11ax。
24.根据权利要求13-23中任一项所述的网络节点(20)，其中，所述负载电路210通过针对每个频率信道测量所述频率信道被占用的所述接收信号的时间比例，来估计所述两个或更多个频率信道中的每个频率信道的负载。
25.一种计算机程序(252)，包括指令，所述指令当在网络节点(20)的至少一个处理器上执行时使所述网络节点(20)执行根据权利要求1-12中任一项所述的方法。
26.一种计算机可读介质，包括权利要求25所述的计算机程序。
27.根据权利要求26所述的计算机可读介质，其中，所述计算机可读介质包括非暂时性计算机可读介质。
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