CN110213804B - Nr非授权下行场景下的一种全向和方向lbt动态切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法，旨在解决如何在全向和方向LBT之间动态切换，从而在缓解全向LBT带来的严重暴露点问题的同时避免严重隐藏点问题的出现，实现空间复用概率和开销之间的平衡，提升系统性能。本发明中基站连续进行统计以决定是否改变用于接下来的信道检测的LBT波束宽度：如果LBT连续失败一段时间，则LBT波束宽度变为1/n；如果基站在LBT方向连续收到多个NACK，则LBT波束宽度变为n倍；如果一段时间内基站在n个子方向上的所有方向性LBT均成功，则LBT波束宽度变为n倍。

Description

NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法
技术领域
本发明涉及无线移动通信技术领域，特别涉及NR(New Radio，新空口)非授权下行场景下的一种全向和方向LBT (Listen-Before-Talk，先听后说)动态切换方法。
背景技术
5G NR的到来为我们带来了许多极具诱惑力的新场景，但同时也不可避免的造成数据业务的大量增加。由于有限的频谱资源不足以面对5G带来的挑战，非授权频带的使用也就开始逐步步入人们的视野。3GPP(3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)提出LAA(Licensed-Assisted Access，辅助授权接入)作为将LTE中过多的业务分摊到5GHz非授权频带上的手段。LBT是其用以提升信道利用率，减少传输碰撞的CCA(Clear Channel Assessment，空闲信道评估)机制。3GPP认为NR非授权可以复用LBT绝大部分的设计以确保与现有系统的公平共存。这里的LBT特指全向LBT，它是指在进行能量检测时不考虑阵列增益的LBT。全向LBT易于实现，可以简化系统设计。
在高频非授权频带，波束赋形是基站用以对抗高路损的必要技术。然而，在采用全向LBT时，波束赋形的高波束增益可能会带来严重的暴露点问题。
方向性LBT可以有效地克服暴露点问题，它是指通过窄波束进行能量检测的LBT。方向性LBT能够提高信道接入成功概率并增强空间复用。然而，它将带来更严重的隐藏点问题和更高的开销。
针对上述背景，我们提出了一种全向和方向LBT动态切换方法。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明旨在解决如何在全向和方向LBT之间动态切换，从而在缓解全向LBT带来的严重暴露点问题的同时避免严重隐藏点问题的出现，实现空间复用概率和开销之间的平衡，提升系统性能。
(二)技术方案
参见图1，初始使用全向LBT进行信道检测。基站连续进行统计以决定是否改变用于接下来的信道检测的LBT波束宽度。规则如下：
1.当全向性LBT连续失败一段时长为D1的时间后，接下来的信道检测采用波束宽度为原先1/n的方向性LBT来覆盖全向，并为每个子方向赋予一个方向索引i1 m，m∈1～n。
2.当指向特定方向的波束方向索引为
Figure DEST_PATH_FDA0002524900800000012
的方向性LBT连续失败一段时长为D1的时间后，接下来的信道检测采用波束宽度为原先1/n的方向性LBT来覆盖该方向,并为每个子方向追加新的方向索引ik+1 q，m,o,p,q∈1～n。
3.检测波束最小宽度为Wmin，当指向特定方向的检测波束宽度为Wmin的方向性LBT连续失败一段时长为D1的时间后，接下来的信道检测仍采用波束宽度为Wmin的方向性LBT。
4.当存在n-1个方向索引序列长度≥2且除最后方向索引外剩余方向索引与基站进行LBT的方向的索引均相同的子方向时，若基站在其进行LBT的方向连续收到nCD个NACK，则删除代表这n个子方向的最后方向索引，接下来的信道检测采用波束宽度为原先n倍的方向性LBT，其方向索引为这n个子方向的方向索引中相同的部分。
5.当存在n个方向索引序列长度＝1的子方向时，若基站在其进行LBT的方向连续收到nCD个NACK，则删除方向索引，接下来的信道检测采用全向性LBT。
6.当存在n个方向索引序列长度≥2且除最后方向索引外剩余方向索引均相同的子方向时，若在一段时长为D2(D2>>D1)的时间内基站在这n个子方向上的所有方向性LBT均成功，则删除代表这n 个子方向的最后方向索引，接下来的信道检测采用波束宽度为原先n倍的方向性LBT，其方向索引为这n个子方向的方向索引中相同的部分。
7.当存在n个方向索引序列长度＝1的子方向时，若在一段时长为D2(D2>>D1)的时间内基站在这n个子方向上的所有方向性LBT 均成功，则删除方向索引，接下来的信道检测采用全向性LBT。
8.潜在的LBT波束宽度变化会从下一次传输前的LBT流程开始应用。
(三)有益效果
本发明提出的技术方案通过动态切换全向和方向LBT，在缓解了全向LBT带来的严重暴露点问题的同时避免了严重隐藏点问题的出现，实现了空间复用概率和开销之间的平衡，提升了系统性能。
附图说明
下面给出本说明书附图中各图的概要介绍。
图1为本发明基本流程图。
图2为本发明实施例：应对暴露点问题。
图3为本发明实施例：应对隐藏点问题。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
参见图2，介绍本发明应对暴露点问题时带来的优势：
如左图所示，基站1正在向用户1传输数据。此时，基站2想要向用户2传输数据。由于基站2使用全向LBT，它可以检测到基站1 正在传输。因此，信道将被认为处于繁忙状态，且基站2将不向用户 2传输数据。事实上，如果基站2使用波束赋形，则用户1可能不处于基站2发射波束的覆盖范围内，这意味着即使基站1和基站2同时传输也不会有干扰。因此，这种情况将严重降低空间复用的效率。
针对上述问题，在本发明中LBT连续失败一段时间后将采用波束宽度为原先1/n的方向性LBT来进行接下来的信道检测。如右图所示，由于基站2使用波束宽度更窄的方向性LBT，其检测波束不与基站1的发射波束对齐。因此，基站2将认为信道空闲并开始向用户 2发送数据。这样暴露节点问题就得到了解决，空间复用效率也得到了有效提升。
参见图3，介绍本发明应对隐藏点问题时带来的优势：
由于基站1的发射/检测波束不与基站2的检测/发送波束对准，基站1和基站2将同时认为信道空闲并发送。然而，用户2在基站1 传输波束的覆盖范围内，这意味着基站1在向用户1传输数据时可能会对用户2造成干扰。这种情况将严重影响用户2的数据接收和解调。
针对上述问题，在本发明中基站在其进行LBT的方向连续收到多个NACK后将采用波束宽度为原先n倍的LBT来进行接下来的信道检测。如右图所示，由于基站2使用波束宽度更宽的LBT，其检测波束覆盖了基站1发射波束的方向。因此，基站2可以检测到基站1 的传输，这意味着基站2将认为信道繁忙且不会向用户2传输数据。相反，基站2可能向另一超出基站1发送波束的覆盖范围的UE发送数据。这样隐藏点问题就得到了解决。
介绍本发明应对增加的开销时带来的优势：
方向LBT每次只覆盖一个波束方向，每个波束覆盖该方向内的少量用户。为了服务不同方向上的所有用户，基站必须进行多次LBT 尝试以进行多次传输。与全向LBT相比这增加了开销。
针对上述问题，在本发明中一段时间内n个子方向上的所有方向性LBT均成功后将采用波束宽度为原先n倍的LBT来进行接下来的信道检测。这意味着覆盖同一区域所需的LBT尝试次数大大减少。这样就可以将方向LBT带来的开销限制在合理的范围内。
以上所述仅为本发明的较佳实例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法，其中LBT为Listen-Before-Talk的缩写，意为先听后说，该方法包括下列步骤：
步骤1：初始使用全向LBT进行信道检测，基站连续进行统计以决定是否改变用于接下来的信道检测的LBT波束宽度；
步骤2：当全向性LBT连续失败一段时长为D1的时间后，接下来的信道检测采用波束宽度为原先1/n的方向性LBT来覆盖全向，并为每个子方向赋予一个方向索引
Figure FDA0002524900800000011
m∈1～n；当指向特定方向的波束方向索引为
Figure FDA0002524900800000012
的方向性LBT连续失败一段时长为D1的时间后，若检测波束宽度为检测波束最小宽度Wmin，则接下来的信道检测仍采用波束宽度为Wmin的方向性LBT；若检测波束宽度非Wmin，则接下来的信道检测采用波束宽度为连续失败的方向性LBT的波束宽度1/n的方向性LBT来覆盖该方向,并为每个子方向追加新的方向索引
Figure FDA0002524900800000013
m,o,p,q∈1～n；
步骤3：当存在n-1个方向索引序列长度≥2且除最后方向索引外剩余方向索引与基站进行LBT的方向的索引均相同的子方向时，若基站在其进行LBT的方向连续收到nCD个NACK，则删除代表这n个子方向的最后方向索引，接下来的信道检测采用波束宽度为原先n倍的方向性LBT，其方向索引为这n个子方向的方向索引中相同的部分；当存在n个方向索引序列长度＝1的子方向时，若基站在其进行LBT的方向连续收到nCD个NACK，则删除方向索引，接下来的信道检测采用全向性LBT；
步骤4：当存在n个方向索引序列长度≥2且除最后方向索引外剩余方向索引均相同的子方向时，若在一段时长为D2的时间内基站在这n个子方向上的所有方向性LBT均成功，则删除代表这n个子方向的最后方向索引，接下来的信道检测采用波束宽度为原先n倍的方向性LBT，其方向索引为这n个子方向的方向索引中相同的部分；当存在n个方向索引序列长度＝1的子方向时，若在一段时长为D2的时间内基站在这n个子方向上的所有方向性LBT均成功，则删除方向索引，接下来的信道检测采用全向性LBT，其中D2大于D1。
2.如权利要求1中所述的NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法，其特征在于，基站连续进行统计以决定是否改变用于接下来的信道检测的LBT波束宽度，如果改变，是变为1/n还是n倍。
3.如权利要求1中所述的NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法，其特征在于，基站通过引入方向索引来标识原本属于同一方向的n个子方向。
4.如权利要求1中所述的NR非授权下行场景下的一种全向和方向LBT动态切换方法，其特征在于，潜在的LBT波束宽度变化会从下一次传输前的LBT流程开始应用。
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