CN110365460B - 用于利用空间-特定感测进行通信的设备、网络和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于利用空间‑特定感测进行通信的设备、网络和方法。在一实施例中，一种用于提供从网络中第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输的方法包括：所述第一通信节点确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；所述第一通信节点依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间‑特定载波感测；所述第一通信节点依照所述空间‑特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；并且当所述信道不忙时，所述第一通信节点沿所述传输方向传输信号。

Description

用于利用空间-特定感测进行通信的设备、网络和方法
技术领域
本公开涉及用于无线通信的设备、网络和方法，并且，在具体的实施例中，涉及一种用于利用空间域中的感测进行通信的设备、网络和方法，所述空间域中的感测即方向感测，或更一般的，资源-特定感测。
背景技术
无线数据的传输量被期望超过有线数据的传输量，推动着宏蜂窝部署的极限。小型小区部署具有更高的密度和/或更新和更多样化的频谱资源，这种小型小区部署可被用于帮助处理这种数据容量的增加，同时满足客户对服务质量的期望和运营商对服务交付的成本效益的要求。
小型小区一般是在授权频谱中工作的低功率无线接入点。小型小区为家庭和商务，以及城市和农村公共空间提供改进的小区覆盖、容量和应用。小型小区包括不同的类型，一般从最小尺寸到最大尺寸为：毫微微小区、微微小区和微小区。小型小区可被密集部署，并且也可利用附加的频谱资源，如工作在毫米波(mm波)区域的高频段频谱资源、非授权/共享授权的频谱资源等。
发明内容
各种实施例涉及利用空间域中的感测进行通信的设备、网络和方法。
用于从网络中第一通信节点到第二通信节点提供基于竞争的传输的一示例性方法包括：所述第一通信节点确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；所述第一通信节点依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测；所述第一通信节点依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；并且当所述信道不忙时，所述第一通信节点沿所述传输方向传输信号。
用于提供从网络中第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输的一示例性第一通信节点包括：处理器以及存储有由所述处理器执行的程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序包括的指令用于：确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；依据与所述传输方向相关联的感测方向执行空间-特定载波感测；依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；以及当所述信道不忙时，沿所述传输方向传输信号。
在一实施例中，一第一通信节点被用于提供从一网络中的所述第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输。所述第一通信节点包括：确定单元，其确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；感测单元，其依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测；所述确定单元依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；以及发射器，其当所述信道不忙时，沿所述传输方向传输信号。
附图说明
为更全面地理解本发明及其优点，现在参考下面结合附图的说明，附图中：
图1A示出了宏小区中的蜂窝通信；
图1B示出了带宏小区和微微小区的异构网络中的蜂窝通信；
图1C示出了带载波聚合的宏小区中的蜂窝通信；
图1D示出了带宏小区和若干小型小区的异构网络中的蜂窝通信；
图1E示出了一示例性双连接场景；
图2A示出了具有常规循环前缀(CP)的示例性正交频分复用(OFDM)符号；
图2B示出了一频分双工(FDD)配置和一时分双工(TDD)配置的示例性帧结构；
图2C示出了一用于FDD配置的示例性OFDM子帧；
图2D示出了一用于TDD配置的示例性OFDM子帧；
图2E示出了一示例性共用参考信号(CRS)；
图2F示出了一示例性信道状态指示参考信号(CSI-RS)和专用/解调参考信号(DMRS)；
图2G示出了一发射功率的示例；
图3A和图3B是用于模拟波束调向的系统300、350的实施例的方框图；
图4示出了一在非授权频谱中工作的基于帧的设备的示例；
图5是传统的载波感测的一示例的一流程图；
图6是传统的先听后说机制的一示例的一流程图；
图7示出了用于WiFi的一信道访问过程；
图8A和图8B示出了正常(宽)波束(A)下的天线模式的一示例和窄波束(B)下的天线模式的一示例；
图9示出了多个节点使用传统的先听后说机制访问一载波的一示例；
图10示出了多个节点在窄波束设置中访问一载波的一示例；
图11示出了一节点处两个(发射或接收)波束的一示例；
图12是空间-资源-特定的载波感测的一示例的一流程图；
图13是空间-资源-特定的先听后说机制的一示例的一流程图；
图14示出了用于执行本文所述方法的一处理系统实施例的一方框图，其可安装在主机设备上；以及
图15示出了适用于通过电信网络发射和接收信令的一收发器的一方框图。
具体实施方式
以下详细讨论目前优选实施例的制造和使用。应当理解的是，本公开提供了许多具有实用性的创造性概念，可以在广泛的具体上下文中具体化。所讨论的具体实施例仅为制作及使用本公开的具体方式的示意，并非限制本公开的范围。
典型地，在现代无线通信系统中，如第三代合作伙伴计划(3GPP)长期演进(LTE)合规通信系统中，多个小区或演进NodeB(eNBs)(也常称为NodeB、基站(BS)、基站终端、通信控制器、网络控制器、控制器、接入点(AP)等)可布置成一个小区簇，各个小区具有多个发射天线。此外，每个小区或eNB可以服务若干个用户(也常称为用户设备(UE)、无线设备、移动站、用户、订阅者、终端等)，这种服务可以基于优先级衡量标准，例如一个时间长度内的公平性、比例公平性、轮叫等。注意到术语“小区”、“传输点”和“eNB”可以互换使用。在需要时对小区、传输点和eNB进行区别。
如图1A所示，系统100是一个典型的无线网络，其具有通信控制器105，该通信控制器使用无线链路106与第一无线设备101和第二无线设备102通信。无线链路106可包括单个载波频率，如典型用于时分双工(TDD)配置；或可包括一对载波频率，如用于频分双工(FDD)配置。用于支持通信控制器105的某些网元未在系统100中显示，如回程线路、管理实体等。从控制器到UE的发射/接收称为下行链路(DL)发射/接收，并且从UE到控制器的发射/接收称为上行链路(UL)发射/接收。通信控制器105可包括天线、发射机、接收机、处理器和非暂时性计算机可读介质和/或存储器。通信控制器105可以被实现为或称为传输点(TP)、BS、基站收发台(BTS)、AP、eNB、网络控制器、控制器、基站终端等。这些术语在本公开全文中可以互换使用。
如图1B所示，系统120是示例性无线异构网络(HetNet)，其通信控制器105使用无线链路106(实线)与无线设备101进行通信，并使用无线链路106与无线设备102进行通信。第二通信控制器121，如微微小区，具有覆盖区域123，并能够使用无线链路122与无线设备102进行通信。典型地，无线链路122和无线链路106使用相同的载波频率，但无线链路122和无线链路106可以使用不同的频率。可以有回程线路(未示出)连接通信控制器105和通信控制器121。HetNet可包括宏小区和微微小区，或一般地，包括覆盖较大的高功率节点/天线和覆盖较小的低功率节点/天线。低功率节点(或低功率点、或微微节点、毫微微节点、微节点、中继节点、远程射频头(RRH)、远程射频单元、分布式天线等)一般为在授权频谱中工作的低功率无线接入点。小型小区可使用低功率节点。低功率节点为家庭和商务，以及城市和农村公共空间提供改进的小区覆盖、容量和应用。
在例如图1B中系统120的网络中，可以有利用多个分量载波工作的多个宏点105和多个微微点121，并且任意两点之间的回程线路可以是快速回程线路或慢速回程线路，这取决于部署。当两点之间具有快速回程线路时，此快速回程线路可被充分利用，以例如简化通信方法和系统或提高协同性。在网络中，配置用于UE进行发射或接收的点可以包括多个点，某些点对可具有快速回程线路，但其他点对可具有慢速回程线路或任意回程线路。
在部署中，一eNodeB可控制一个或多个小区。多个远程射频单元可通过光缆连接到eNodeB的同一个基带单元，并且基带单元与远程射频单元之间的延迟相当小。因此，同一个基带单元可以处理多个小区的协同发射/接收。例如，eNodeB可以协调多个小区向一UE的发射，其称为协调多点(CoMP)发射。eNodeB也可协调多个小区自一UE的接收，此称为CoMP接收。在这种情况下，这些小区与同一个eNodeB之间的回程链路是快速回程线路，并且不同小区中为该UE所进行的数据发射的调度可在同一个eNodeB中轻松协调。
作为HetNet部署的扩展，使用低功率节点的、可能密集部署的小型小区被视为承诺处理移动业务流爆炸，尤其是室内和室外场景中热点部署的移动通讯爆炸。低功率节点一般指发射功率低于宏节点和BS级别的节点，例如微微eNB和毫微微eNB均可适用。作为3GPP正在进行的研究，用于E-UTRA和E-UTRAN的小型小区增强将专注于使用可能密集部署的低功率节点提供附加功能，以增强室内和室外的热点区域中的性能。
如图1C所示，系统110是一配置有载波聚合(CA)的典型的无线网络，其中通信控制器105使用无线链路106(实线)与无线设备101进行通信，并使用无线链路107(虚线)和无线链路106与无线设备102进行通信。在一些示例性部署中，对于无线设备102，无线链路106可被称为一级分量载波(PCC)，而无线链路107可被称为二级分量载波(SCC)。在一些载波聚合部署中，PCC可提供从无线设备到通信控制器的反馈，而SCC则可携带数据业务流。在3GPPRel-10规范中，一分量载波被称为一小区。当多个小区由同一个eNodeB控制时，因为在所述同一个eNodeB中可以存在单个调度器调度所述多个小区，所以能够实施多个小区的交叉调度。利用CA，一个eNB可以操作和控制形成一级小区(Pcell)和二级小区(Scell)的若干个分量载波。在Rel-11设计中，eNodeB可控制宏小区和微微小区两者。在这种情况下，此宏小区与此微微小区之间的回程线路就是快速回程线路。eNodeB可动态控制宏小区和微微小区的发射/接收。
如图1D所示，系统130是具有通信控制器105的一示例性无线异构网络，所述通信控制器105使用无线链路106(实线)与无线设备101进行通信，并使用无线链路106与无线设备102进行通信。第二通信控制器131，如小型小区，具有覆盖区域133，并能够使用无线链路132与无线设备102进行通信。另一个小型小区135的通信控制器具有覆盖区域138，并使用无线链路136。通信控制器135能够使用无线链路136与无线设备102进行通信。覆盖区域133与138可有重叠。无线链路106、132和136的载波频率可以相同，或者也可不同。
图1E显示了一配置为双连接的示例性系统。主eNB(MeNB)使用如Xn接口(在一些特定情况中，Xn可以是X2)连接到一个或多个二级eNB(SeNB)。回程线路可以支持此接口。各SeNB之间可以有X2接口。UE，例如UE1，无线连接到MeNB1和SeNB1。第二UE，UE2，可无线连接到MeNB1和SeNB2。
在正交频分复用(OFDM)系统中，频率带宽在频域内被分割为多个子载波。在时域内，一个子帧被分割为多个OFDM符号。每个OFDM符号可具有循环前缀以避免由于多路径延迟造成符号间干扰。一个资源单元(RE)由一个子载波和一个OFDM符号中的时间-频率资源定义。参考信号与其他信号如数据信道(例如物理下行共享信道(PDSCH))和控制信道(例如物理下行控制信道(PDCCH))成正交，并且在时域-频域中的不同资源单元中复用。此外，信号还被调制，并映射到资源单元。对于每个OFDM符号，频域内的信号被使用例如傅里叶变换转换为时域中的信号，并添加循环前缀后发射，以避免符号间干扰。
每个资源块(RB)中含有若干个RE。图2A示出了带正常循环前缀(CP)的示例性OFDM符号。在每个子帧中，有14个OFDM符号，标记为0到13。每个子帧中的符号0到6对应偶数位的时隙，并且每个子帧中的符号7到13对应奇数位的时隙。在图中，仅显示了子帧的一个时隙。在每个RB中有12个子载波，标记为0到11，故而在本例中，一RB对中有12×14＝168个RE(一RB等于12个子载波乘以一时隙内的符号数)。在每个子帧中有若干个RB，并且具体个数可取决于带宽(BW)。
图2B显示了LTE中使用的两种帧配置。帧200典型用于FDD配置，其中标记为0到9的所有10个子帧在相同方向上(在本例中为下行方向)通信。每个子帧的时长为1毫秒，并且每个帧的时长为10毫秒。帧210显示了TDD配置，其中某些子帧被分配为下行传输(如无阴影线的格(子帧0和5))、上行传输(垂直线(子帧2))和包含上行和下行传输的特殊(点格(子帧1))。整个子帧专用于下行(上行)传输的，可称为下行(上行)子帧。子帧6可以是下行或特殊子帧，这取决于TDD配置。每个实心阴影格(子帧3、4、7、8和9)可以是下行子帧或上行子帧，这取决于TDD配置。帧210的着色方式是示例性的，但也是基于标准TSG 36.211Rel.11，此标准于此通过引用并入本文。
图2C和图2D显示了按照符号和频率划分的下行子帧示例。一个子帧，如子帧205，在频域上被划分为3个区(假定RB数大于6)。相似的图也可显示用于6RB的下行带宽(如下行载波的带宽)。
在图2C中，子帧205显示了一个针对FDD配置的子帧0和5的符号分配的示例。实心阴影显示了具有共用参考信号(CRS)的符号。此例假定CRS要么在天线端口0上发射，要么在天线端口0和1上发射。水平阴影显示了二级同步信号(SSS)的位置。点阴影显示了一级同步信号(PSS)的位置。PSS和SSS都占据了下行链路载波的中心的六个资源块。时隙1的符号0、1、2、3中标斜线处代表着物理广播信道(PBCH)在子帧0中所占据的位置。在Rel.11的标准中，PBCH不在子帧5中传输。注意，此处的PSS、SSS和CRS可被视为开销。
在图2D中，子帧215显示了图2B中TDD子帧210的子帧0和5的符号分配示例。类似的，子帧218显示了TDD子帧210的子帧1和6的符号分配示例。在子帧215和子帧218中，实心阴影显示了具有CRS的符号。此例也假定CRS要么在天线端口0上发射，要么在天线端口0和1上发射。子帧215中水平阴影显示了SSS的位置。子帧218中点阴影显示了PSS的位置。PSS和SSS都占据了下行链路载波的中心的六个RB。子帧218中的交叉阴影表示该子帧中剩余的符号要么是下行链路(如果子帧6是下行链路子帧)，要么是下行链路符号、保护时间和上行链路符号的组合(如果该子帧是特殊子帧)。类似图2C，时隙1的符号0、1、2、3中对角线代表着PBCH在子帧0中所占据的位置。在Rel.11的标准中，PBCH不在子帧5中传输。注意，此处的PSS、SSS和CRS可被视为开销。PBCH(即主信息块)的信息内容每40ms变换一次。
在LTE-A系统的下行链路传输中，有参考信号供UE为PDCCH和其他共用信道的解调以及测量和某些反馈执行信道估计，这是继承自E-UTRA的Rel-8/9规范的CRS，如图2E所示。在Rel-10的E-UTRA中，专用/解调参考信号(DMRS)可以与PDSCH信道同时发射。DMRS用于PDSCH解调期间的信道估计。DMRS也可与增强PDCCH(EPDCCH)同时发射，用于UE对EPDCCH的信道估计。此处用(E)PDCCH表示EPDCCH和/或PDCCH。
在Rel-10中，除CRS和DMRS之外，还引入了信道状态指示参考信号(CSI-RS)，如图2F所示。CSI-RS用于供Rel-10的UE测量信道状态，尤其是在多天线的情况下。PMI/CQI/RI和其他反馈可基于Rel-10及其以后的UE的CSI-RS测量。PMI是预编码矩阵指示符，CQI是信道质量指示符，并且RI是预编码矩阵的秩指示符。可能有多个CSI-RS资源被配置用于UE。eNB为每个CSI-RS资源分配了专门的时间-频率资源和扰码。
图2G显示了来自通信控制器，如图1A中的105，在FDD配置下针对子帧0和1的发射功率的示例性图形220。图形220显示，通信控制器始终在传输例如CRS(实心阴影)、SSS(水平阴影)、PSS(点阴影)和PBCH(对角线阴影)等信号，即便下行链路中并无其他数据需要传输。这些信号的传输会增加诸如图1B的系统中观察到的干扰，即便当通信控制器121并未向诸如无线设备102的UE提供服务时。这种干扰会降低系统容量。
然而，完全消除这些信号会妨害系统工作。例如，无线设备依赖这些信号来同步(包括时间和频率)并然后进行测量。
要减少来自没有任何UE依附(分配、驻留)的eNB的干扰，一种概念就是关闭这些eNB。当有UE到达时，这些eNB将开启。类似的，当不再有业务流时，eNB将又关闭。不过，要支持这种开-关机制(开/关适应)，需要对标准做许多修改，例如UE基于诸如PSS、SSS和CRS等信号的持续传输确定eNB的质量；当这些信号不存在时，UE如何测量所述质量。关于小型小区开/关适应，或者更一般地，网络适应的其他有关问题包括：
1.覆盖问题：不管小型小区开/关，依然确保小区覆盖；
2.空闲UE问题：工作在开/关模式下的小型小区能否支持空闲态的UE、支持空闲态的UE需要做些什么、在连接状态下UE/eNB能否交换数据；
3.遗留UE支持(如何支持不具有此特性的UE)；
4.如何支持快速开/关适应？更具体地，在新引入的过程/机制(在Rel-11/12或更新中)之下，如小型小区发现和测量增强；双连接或更宽泛地，多流聚合(MSA)；CoMP和增强CoMP(eCoMP)(包括CoMP场景4(宏小区覆盖内的具低功率RRH的网络，其中RRH所创建的发射/接收点所具有的小型小区ID与前述宏小区的相同)、非理想回程线路上的协同)；大规模载波聚合等，当如何支持快速开/关适应。
典型的部署场景包括其小区不执行(或至少不过于频繁地或显著地执行)网络适应的覆盖层，以及其小区(主要是小型小区)可以执行网络适应的容量层。覆盖/移动性和空闲UE的支持主要由覆盖层提供。典型地，UE首先连接到覆盖层中的小区，然后在需要时连接到容量层中的小型小区。小型小区与在覆盖层中的小区可以同信道或者非同信道。图1B中显示了一个示例性部署。
在一实施例中，作为一个部署和操作小型小区的有效方法，采用了一种虚拟小区配置(如CoMP场景4)，然后小型小区为具有高业务流需求的UE配置并见机地开启。于是在这样的网络中，覆盖和空闲UE的支持就能得到保障，不会受到小型小区适应的影响。
小型小区动态开/关的机制在预想小型小区网络进一步演化时被视作更具优势。具体地，为应对数据容量需求的不断增加，同时满足客户对服务质量的期望和运营商对服务交付的成本效益的要求，提出了小型小区网络的致密化。粗略言之，让小型小区网络的密度翻番，即可让网络容量翻番。然而，致密化会导致更大的干扰，尤其是持续发射的共用信道(如CRS)所导致的干扰。见机关闭小型小区可显著地有助于减小干扰和提高密集网络的效率。
在通过提高网络密度来增加网络资源的同时，另一种增加网络资源的方法则是增加对可用频谱资源的利用，这种频谱资源不仅包括与宏小区所用类型相同的授权频谱资源，还包括与宏小区所用类型不同的授权频谱资源(例如宏小区是FDD小区，而小型小区可使用FDD载波和TDD载波)，以及包括非授权的频谱资源和共享授权的频谱；其中一些频谱资源位于高频段中，如6GHz到60GHz。在遵守规章要求的前提之下，非授权的频谱通常任何用户均可使用。共享授权的频谱也不是由某个运营商独占使用的。传统上，小区网络并不使用非授权的频谱，因为通常难于确保满足服务质量(QoS)上的要求。在非授权的频谱上工作的，主要包括无线局域网(WLAN)，例如Wi-Fi网络。由于授权频谱通常稀少而又昂贵，可以考虑让小区运营商利用非授权的频谱。注意到在高频段上和非授权/共享授权频段上，典型使用的是TDD，因此可以利用信道互易性来进行通信。
在非授权频谱上，在相同频率资源上工作的多个节点之间，通常没有预协调。因此，可以使用基于竞争的协议(CBP)。依照美国联邦通信委员会(FCC)第90部分第90.7节(第58段)，CBP被定义为：
CBP---“通过限定当两个或多个发射机试图同时访问相同信道时所必须发生的事件，并建立规则以使一个发射机为其他发射机提供合理机会进行工作，从而允许多个用户共享相同频谱的一种协议。这种协议可以包括用于发起新传输的过程、用于确定信道状态(可用或不可用)的过程，以及用于管理在出现信道忙时进行重传的过程。”注意，信道忙状态也可被称为信道不可用、信道不干净、信道被占用等，而信道空闲状态也可被称为信道可用、信道干净、信道未被占用等。
最常用的CBP之一是IEEE 802.11或WiFi中的“先听后说”(“listen beforetalk”；LBT)工作过程(可参见例如“Wireless LAN medium access control(MAC)andphysical layer(PHY)specifications,”IEEE Std 802.11-2007(Revision of IEEEStd802.11-1999))，所述文档于此通过引用并入本申请。其也是已知的带冲突避免的载波感测多址访问(CSMA/CA)协议。载波感测在任意尝试传输之前执行，并且仅当感测到载波空闲时才执行传输，否则为下一次感测应用一个随机的退避时间。此感测一般通过净信道评估(CCA)过程完成，以确定信道内功率是否低于某个给定阈值。
在ETSI EN 301 893V1.7.1(于此通过引用并入本申请)中，在第4.9.2条款描述了2类自适应设备：基于帧的设备和基于负载的设备。引用该规范：
“基于帧的设备应遵守以下要求：
1)在工作信道上开始传输之前，设备应使用“能量检测”，以执行净信道评估(CCA)检查。在CCA观测时间内，设备应对工作信道进行观测，所述CCA观测时间不得少于20μs。制造商应声明该设备所用的CCA观测时间。如果信道内的能量水平超过下文第5点中所给出的能量水平所对应的阈值，则该工作信道应被视为被占用。如果设备发现工作信道是干净的，则可立即开始传输(见下文第3点)。
2)如果设备发现一被占用的工作信道，则在下一个固定帧期间内，不得在该信道上进行传输。
注1：允许该设备继续在该信道上进行短控制信令传输，前提是遵守第4.9.2.3条款的要求。
注2：对于在多个(相邻或不相邻)的工作信道上进行同时传输的设备，允许该设备在其他工作信道上继续进行传输，前提是CCA检查在这些信道上未检测到任何信号。
3)设备在给定信道上进行传输且无需重新评估该信道的可用性的总时间，被定义为“信道占用时间”。该信道占用时间应在1ms到10ms的范围内，并且最小空闲期间应是当前固定帧期间内设备所用信道占用时间的至少5％。空闲期间趋于结束时，设备应执行前文第1点所述的新的CCA。
4)设备一旦正确接收到发向该设备的包时，可以跳过CCA并直接(见注3)进行管理和控制帧(如ACK和阻塞ACK帧)的传输。该设备进行所述传输而不执行新CCA的一个连续序列不得超过前文第3点所定义的最大信道占用时间。
注3：为了进行组播，各设备的ACK传输(关联到相同数据包)允许在一个序列内进行。
5)用于CCA的能量检测阈值应正比于发射机的最大发射功率(PH)：对于23dBme.i.r.p.的发射机，在接收机的输入处，CCA阈值水平(TL)应等于或小于-73dBm/MHz(假定0dBi的接收天线)。对于其他发射功率水平，CCA阈值水平TL应使用公式计算：TL＝-73dBm/MHz+23-PH(假定0dBi接收天线，PH单位为dBm e.i.r.p.)。”
“基于负载的设备可以使用“能量检测”基于净信道评估(CCA)模式实施基于LBT的频谱共享机制，如IEEE 802.11TM-2007[9]第9和17条款、IEEE 802.11nTM-2009[10]第9、11和20条款所述)，前提是遵守第4.9.3条款所提到的一致性要求(见注1)(在此通过引用均并入本申请)。
注1：也意在允许一种基于净信道评估(CCA)模式、使用“能量检测”的机制，如IEEE802.11acTM[i.2]第8、9、10和22条款所述(在此通过引用均并入本申请)，待其可用时允许。
不使用以上所引述的任一种机制的基于负载的设备，应遵守以下最低要求集：
1)在工作信道上进行传输或突发传输之前，设备应使用“能量检测”执行净信道评估(CCA)检查。在CCA观测时间内，设备应对工作信道进行观测，所述CCA观测时间不得少于20μs。制造商应声明该设备所用的CCA观测时间。如果信道内的能量水平超过下文第5点中所给出的能量水平所对应的阈值，则该工作信道应被视为被占用。如果设备发现信道是干净的，则可立即传输(见下文第3点)。
2)如果设备发现工作信道被占用，则不得在该信道中进行传输。设备应执行扩展CCA检查，其中在一定时间内观测工作信道，所述时间的长度等于随机因数N乘以CCA观测时间。N定义了净空闲时隙的个数，由此可得发起传输之前需要观测的总空闲期间。每次需要扩展CCA时，都应在范围1..q内随机选择一个N的值，并将该值存储在计数器内。q的值由制造商在范围4..32内选择。制造商应声明该选择的值(见第5.3.1q条款)。每当有一个CCA时隙被视为“未被占用”，则该计数器减一。当计数器到达零时，设备即可进行传输。
注2：允许该设备继续在该信道上进行短控制信令传输，前提是遵守第4.9.2.3条款的要求。
注3：对于在多个(相邻或不相邻)的工作信道上进行同时传输的设备，允许该设备在其他工作信道上继续进行传输，前提是CCA检查在这些信道上未检测到任何信号。
3)设备使用工作信道的总时间为最大信道占用时间，此时间应小于(13/32)×qms，其中q同前文第2点所定义；超过此时间之后，设备应执行前文第2点所述的扩展CCA。
4)设备一旦正确接收到发向该设备的包时，可以跳过CCA并直接(见注4)进行管理和控制帧(如ACK和阻塞ACK帧)的传输。该设备进行所述传输而不执行新CCA的一个连续序列不得超过前文第3点所定义的最大信道占用时间。
注4：为了进行组播，各设备的ACK传输(关联到相同数据包)允许在一个序列内进行。
5)用于CCA的能量检测阈值应正比于发射机的最大发射功率(PH)：对于23dBme.i.r.p.的发射机，在接收机的输入处，CCA阈值水平(TL)应等于或小于-73dBm/MHz(假定0dBi的接收天线)。对于其他发射功率水平，CCA阈值水平TL应使用公式计算：TL＝-73dBm/MHz+23-PH(假定0dBi的接收天线，PH单位为dBm e.i.r.p.)。”
图3A和图3B是用于模拟波束调向加数字波束调向的系统300、350的实施例的方框图。图3A中的系统300包括用于数字处理的基带组件302、多个RF链组件304、多个移相器306、多个组合器308和多个天线310。此图可用于发射或接收。为求简洁，描述此图时，假定其用于发射，可以类似地理解接收。每个RF链304接收来自基带组件302的权重因数(或如图中所示的权重p1、…、pm)。权重因数的集合形成用于该传输的数字预编码矢量、预编码矩阵、波束成形矢量或波束成形矩阵。例如，预编码矢量可以是[p1,…,pm]。当传输多个层/流时，基带单元可以使用预编码矩阵以生成所述权重因数，所述矩阵的每一个列(或行)应用到该传输的一个层/流。每个RF链304连接到多个移相器306。所述移相器在理论上可以应用任意相移值，但通常在实际中，仅有几个可能的相移值，例如16个或32个值。每个RF链304生成一窄波束312，所述窄波束312在移相器306和组合器308上的设置所确定的方向上取向。如果移相器可以应用任意相移值，则波束可以指向任意方向，但如果仅可使用几个可能的相移值，则波束只能是几种可能中的一种(例如在图中，实线的窄波束就是通过在RF链中设置一个特定的相移值而选定的，并且该波束是如与所有可能的相移值对应的实线波束和点线波束所示的所有可能的窄波束中的一个)。每个RF链选择这样一个窄波束，并且所有RF链选择的全部这样的窄波束将进一步叠加。这种叠加是基于数字权重因数而完成的。这种因数可让来自RF链的波束更强或更弱，因而不同的因数集可以在空间域中生成不同的叠加；在本图中，示出了一个特殊的波束314。换言之，通过选择不同的数字权重因数，可以生成不同的波束314。数字操作可一般称为(数字)波束成形或预编码，而模拟操作则可称为(模拟)波束调向或相移，但有时区别并不明显。
图3B中的系统350类似于图3A中的系统300，区别在于每个RF链302中对应的组合器308是相互连接的。
图4中示出了一种针对基于帧的设备的时序400的示例。图5中示出了一种用于载波感测的实施例方法500的流程图示例。图6中示出了一种用于通用先听后说机制的实施例方法600的流程图。
现在参看图5，方法500在方框502处开始，其中通信控制器接收来自UE的波形信号。在方框504处，通信控制器处理此信号，并生成决策变量X。此处的信号处理通常在数字域内完成，正常在基带中执行，所述信号处理可包括采样、模/数转换、接收机与预编码权重的数字组合等。决策变量X用于判断信道是空闲还是繁忙。在方框506处，通信控制器判断决策变量是否低于某个阈值T。此阈值可以是标准化的值，或者可以从某标准或规范获得，其可以特定于设备型号、特定于空间等。根据业务流负载、干扰条件等，此阈值也可以被允许在特定的范围内进行变化。如果通信控制器在方框506处判定决策变量的值X低于阈值T，则方法500进行到方框508，在方框508，通信控制器判定载波信道为空闲，然后方法500结束。如果通信控制器在方框506处判定决策变量的值X并不低于阈值T，则方法500进行到方框510，在方框510，通信控制器判定载波信道为繁忙，然后方法500结束。
现在参看图6，方法600在方框602处开始，其中通信控制器聚集一帧。在方框604处，通信控制器以例如上文参照图5所描述的方式执行载波感测，以判断信道是否空闲。如果通信控制器在方框604处判定信道不是空闲而是繁忙，则方法600进行到方框606，在方框606，通信控制器避免发射该帧，并等待一随机的退避计时器到期，然后方法返回到方框604。如果通信控制器在方框604处判定信道确为空闲，则方法600进行到方框608，在方框608，通信控制器发射该帧，然后，该方法结束。
WiFi是应用先听后说机制的最杰出的示例。WiFi使用802.11标准的技术，例如空口(包括物理和MAC层)。在802.11中，在一种具有称为DCF(分布式协调功能)功能的称为分布式信道访问的机制下，通信信道被多个站共享，此功能使用了CSMA/CA。DCF既使用物理载波感测功能又使用虚拟载波感测功能来判断媒介的状态。物理载波感测位于PHY中，并使用能量检测和带帧长度延迟(frame length deferral)的前导(preamble)检测来判断媒介何时繁忙。虚拟载波感测位于MAC中，并使用MAC头中的Duration字段中所携带的预留信息宣布阻止无线信道的使用。虚拟载波感测机制被称为网络分配矢量(NAV)。仅当物理和虚拟载波感测机制均显示无线信道为空闲时，才判定无线信道是空闲的。有数据帧要传输的站先执行CCA，在一个固定的时长，即DCF帧间间隔(DIFS)，内对无线信道进行感测。如果该无线信道正忙，则该站等待直至该信道变为空闲，延迟一DIFS，然后再等待又一随机的退避周期(通过利用整数个时隙设置退避定时器)。每有一个空闲时隙，则退避定时器减一，当感测到信道繁忙时，则退避定时器冻结。当退避定时器到达零时，该站即可开始数据传输。图7中显示了信道访问过程700。
要符合在非授权频谱中工作的规范要求，并与其他射频接入技术(RAT)如Wi-Fi等共存，则在非授权频谱上的传输就不能是时间上连续的或不断的。相反，可以采用开/关式的或按需见机的传输以及测量。
此外，对于在高频段中的工作，尤其是在28GHz到60GHz的频段中，这些通常属于毫米波区域，其传播特性与微波(通常在6GHz以下)有着相当的差别。例如，毫米波随距离而出现的路径损耗就高于微波。因此，相比宏小区工作，高频段更适用于小型小区工作，并通常依赖于大量天线(例如>16，有时甚至是数百个)产生的波束成形而进行有效传输。注意到在高频下，波长、天线尺寸和天线间隔都可小于低频下，因此在一个节点上配备大量天线是可行的。因此，由所述大量天线而产生的波束成形可以非常狭窄，例如波束宽度10°甚或更小。形成明显对比的是，在传统的无线通信中，波束宽度通常宽得多，例如数十度。请参见图8A中示出的低频中以少量天线产生的较宽的波束场型802，以及图8B中示出的高频中以大量天线产生的狭窄的波束场型804。一般的，窄波束被认为是毫米波的一个主要的新特性。作为一种经验法则，大规模MIMO所得到的波束成形增益可以用N x K粗略估算，其中N是发射天线的个数，且K是接收天线。这是因为信道矩阵H的2-范数大致与(N x K)1/2成比例，故而如果发射节点的预编码矢量是p，并且接收节点的组合矢量是w，则复合信道是w’Hp，并且通过适当地选择w和p，则按能量衡量的复合信道增益能达到N x K，远高于天线数更少时的情况。
由此可见，当考虑小型小区网络的进一步演进时，主要的场景可能是小型小区网络在节点密度和频谱这两个维度上有丰富的资源，其中频谱资源可能在于高频率和/或非授权/共享授权频段中。小型小区上覆盖有面积更大的宏小区。这样的场景可称为热区，表示相比热点更为扩大的区域。这样的热区通常由网络运营商部署和控制。对于这种热区，需要在灵活选取的资源上进行的间断的、见机的或按需的发射(和接收)及(信号的和/或各种干扰的)测量。
接下来我们指出我们已发现的在一些热区通信中会遇到的一些问题。对于在高频率非授权/共享授权频段中工作的小型小区，所述小型小区在传输之前可能需要执行载波感测。然而，如之前所讨论过的，毫米波与微波之间在能量放射的空间模式和干扰的空间分布上存在显著的差异。感测期内所可能感测到的干扰很可能为窄波束干扰(因为是大量天线所完成的波束成形)，并且执行的传输也很可能为窄波束传输。粗略而言，两节点之间的通信在某种程度上(更)类似于通过专用信道进行的通信，其干扰(窄波束中的泄露)主要集中在发射方向上。由此而来的，就是其通信可能受到窄波束影响的节点的空间分布与通信可能受到宽(正常)波束影响的节点的空间分布差别很大。换言之，为较宽的波束而设计的现存的冲突避免机制可能并不适用于热区的工作。为了在窄波束场景中实现有效的冲突避免，现有的先听后说机制可能需要经过重新考察和适当的修改。
为求简洁，仅考虑水平面内的发射/接收；3D空间内的发射/接收可类似地理解。请参见图9中的系统900，其中有3个节点，其范围对应传统的、非常宽的天线波束。假定节点1要向节点2进行传输。仅当来自称为节点3的另一个节点的干扰波束命中节点2时，节点2处才发生冲突。为避免该冲突，如果节点1感测到节点3正在进行传输，则节点1不会传输，并且如果节点3感测到节点1正在进行传输，则节点3不会传输。这是CSMA/CA协议背后主要的直观解释。但是注意到，这个思路中并未考虑到俗称的隐藏/暴露节点问题；也即，未考虑接收节点2能否感测到来自节点3的干扰。相反，这个思路在节点1与节点2“足够接近”时效果良好，使得如果节点1位于节点3范围之内/之外，则节点2也位于节点3范围之内/之外。也即，在节点1处对节点3的感测能力可粗略代表在节点2处对节点3的感测能力。这在一般场景中是成立的，尽管在有些场景中会存在隐藏/暴露节点问题。
现在考虑一个如图10示出的示例性高频的窄波束传输系统1000，其中有3个节点，其范围对应窄波束。再次假定节点1要向节点2进行传输。仅当来自节点3的干扰波束命中节点2时，节点2处才发生冲突。然而，节点3的预编码使得节点3的波束大体上不会指向节点1或节点2，并且即便节点3的波束命中节点2(例如当其指向节点2或某些能量泄露到节点2时)，节点2的接收机组合也会使得节点2的接收机大体上对来自节点1的传输不敏感。虽说如果节点2调整其接收机组合权重指向节点3，则节点2的确能够感测到节点3，但节点2并不会这样做，因为节点2只会调整其接收机组合权重以指向节点1，这通常是个不同的方向。换言之，由于节点2的高度空间选择性的接收，故而可以避免节点2处发生冲突。这就意味着，即便节点3的波束命中节点1，节点1仍能够向节点2进行传输。例如，如果节点1感测到了节点3，但节点3的波束不大可能对准节点2的接收方向，故而节点1仍可向节点2进行传输，无需考虑节点2处发生冲突。因此，节点1(或类似地，节点3)可以方向性地进行感测，用以决定传输是否可以发生。
为更好地理解这一点，请参见图11中的系统1100，其中示出了两个波束到达一个节点的接收机。如果接收机具有全向天线，则两个波束在接收机中的权重相同。如果接收机可以应用组合权重，则可以让一个波束的权重高于其他波束。通常，接收机可以调整，从而对准期望的波束(例如波束A)，于是可以将来自干扰波束B的影响大打折扣。因此，波束B对该节点处所接收到的功率的贡献将大大降低，即，如果应用一定的接收机组合矢量，则干扰波束可能变得微不可察。注意到此矢量可以在模拟域和/或数字域中应用；在数字域中，接收机负责接收信号的后期处理。此外，节点可能需要朝波束A的方向进行传输，为此，节点可以通过利用信道互易性，选择其预编码矢量作为接收机组合矢量。
本质上，以上内容表明，感测能力的概念在高频的窄波束发射/接收的场景中会有所不同，并因此，在新的感测能力设置下，应当进行不同的感测。
图12是用于空间-特定载波感测的实施例方法1200的流程图。方法1200与图5中示出的传统的载波感测形成对比。在一实施例中，在感测期内在方框1202处接收到波形信号之前，节点在方框1201中设置有(例如在节点的某个组件上，如节点上为关联传输分配传输资源的调度器)资源-特定接收模式，并且此节点为其接收应用该模式。在一实施例中，所述资源-特定接收模式是空间-特定接收模式。例如，此模式可被此节点用于调整其天线指向一定的方向，或改变其下倾角等。换言之，此模式可规定空间域天线模式。注意到，此空间域天线接收模式仅是接收机波束成形的一部分；此空间域天线接收模式被用于调整天线的(模拟、RF)移相器，并且可以与在接收机波束成形的RF链之后的数字处理结合使用。又例如，此模式可规定空间域天线模式和/或频域天线模式，然后此节点可对其RF进行相应的调谐。一般的，空间-特定接收模式可以扩展到资源-特定接收模式，在资源特定接收模式规定天线所应指向的空间资源、接收所应完成的频率资源等。
接收天线在方框1202处接收到波形信号之后，在方框1204处，节点执行在RF链之后一些(数字)处理。在一实施例中，在方框1204处进行处理之前，节点上设置有(例如在节点的某个组件上，如节点上为关联传输分配传输资源的调度器)方框1203中的空间-特定处理模式，并且此节点为其方框1204中的处理应用该模式。例如，此模式可被节点用于组合不同天线上所接收的信号，以使接收机可以有效形成在空间域上指向一定方向的波束。更具体地说，如果有M个RF链用于接收，并且这些RF链获取了M个接收信号，则该空间-特定处理模式可以是M长度的矢量(或多个M长度的矢量)以对接收信号进行组合，从而使接收机波束成形指向期望的方向。一般的，空间-特定处理模式可以扩展到资源-特定处理模式，该资源-特定处理模式规定天线所应指向的空间资源、处理所应完成的频率资源等。
接收机在方框1204处理之后，方法进行到方框1206，在方框1206，接收机生成决策变量X，并将决策变量X与决策阈值T进行对比。决策变量X一般是一个标量，反映出沿复合接收机波束方向上的接收能量水平。阈值T可以由若干个因子确定，例如节点的功率水平、关联传输的功率水平。如果方框1206处，X决策变量未超过阈值T，则方法1200进行到方框1210，在方框1210，信道被视为“在空间资源上空闲”，于是节点可以在该空间资源上传输；否则，方法1200进行到方框1208，在方框1208，信道被视为在空间资源上繁忙/被占用，于是节点不能在该空间资源上传输。
此空间-特定载波感测的实施例可用作空间-特定LBT的核心。图13是用于空间-特定LBT的实施例方法1300的流程图。方法1300首先从方框1302开始，在方框1302，节点确定传输资源。例如，假设节点正在尝试用特定的传输资源进行传输；此传输资源可规定执行传输将要执行的时间/频率/空间/功率资源。例如，传输资源规定发射天线所应指向的空间资源、传输所应完成的频率资源、进行传输所应使用的功率水平等。具体地，考虑该资源规定传输的预编码的情况；换言之，节点尝试朝一定的方向进行传输。然后，在与传输资源(即传输的波束成形方向)关联的方框1301和方框1302，节点生成空间-特定接收模式和/或空间-特定处理模式。生成的模式可以使得接收信号按照与尝试的传输有关的方式被接收和处理。接收/处理模式与传输模式之间关系的一些实施例将在后文给出。例如，接收/处理模式可以使得接收机波束方向对准传输资源的波束方向。
在方框1308，执行空间-特定载波感测，并且节点判断信道在传输资源上是被视为空闲还是繁忙/被占用(即本例中传输的波束成形方向)。如果在方框1308，信道被视为空闲，则节点可以在该传输资源上传输，并且方法1300进行到方框1312，在方框1312，节点在该资源上传输；否则，如果在方框1308信道为忙，则节点不能在该传输资源上传输，然后方法1300进行到方框1310，在方框1310，节点不在该资源上传输，然后，方法1300进行到方框1302。在后一种情况中，节点可尝试在另一个传输资源上传输，例如，可以简单地选择另一个预编码方向，或选择另一个时间(这是常规LBT的行为)，或选择另一个频率资源，或选择另一个发射功率水平(例如减小发射功率，以使感测阈值增加)等。如此新尝试的传输可以实际执行，也可不执行，取决于新传输资源的感测结果。新尝试的传输可以是前次传输的另一个尝试，即，可以是将同样的数据发给同样的接收者，只是使用了不同的方向和/或不同的频率资源等。另一方面，新尝试的传输也可以不相同，例如，可以发往另一个接收者。换言之，如果初始尝试因为该方向上有某些其他传输正在进行而没有通过，则节点可以决定在不同的方向上传输，所述不同的方向通常与不同的UE关联。也即，节点在决定其传输资源时，可以利用多用户分集。尝试失败之后(即尝试沿某些方向进行传输但未能通过)，节点即获知哪些方向不能传输，然后节点能够更好地调度其下一次尝试的传输，以使得其具有更好的通过机会。例如，通过尝试失败，节点知道沿某个方向接收信号非常强，于是节点可以选择尽可能避开这个方向，例如选择向一正交的方向传输。
或者，节点可以同时在若干个传输资源上尝试传输，但仅选择与空闲信道相关联的资源进行实际传输。例如，节点接收到波形信号且RF链生成接收信号之后，(例如由节点的某个组件)可提供若干个不同矢量(即，空间-特定处理模式)用于组合接收信号。对于每个矢量，可生成决策变量，故而接收机可获得若干个决策变量。然后，如果其中值最小的决策变量(相对其所关联的决策阈值)不超过关联的阈值，则选择该最小值，然后选择关联的空间-特定处理模式。此模式还可以关联到一传输方向，然后节点将在该方向上传输。节点也可为其下一次传输计算一合适的空间-特定处理模式，例如，接收机解决在给定RF链生成的信号下的最优组合问题，生成沿其信道被视为空闲的波束方向，然后沿该方向进行传输。例如，RF链的输出可以是矢量y，然后接收机在该矢量y的零空间中选取一个矢量作为最优空间-特定处理模式，再然后下一次传输将与这个模式关联。注意到矢量y的零空间通常包含了无限多个矢量，并且其中任意一个可用作空间-特定处理模式。然后，节点可将到其接收者的方向投影到该零空间内，并挑选出投影值最大的一个。
在一实施例中，如果接收机天线数等于发射机天线数，则感测信道状态的节点将其接收机组合权重设置为等于用于期望传输的预编码。换言之，如果投射到期望传输方向上的干扰(通过在感测干扰时应用后组合(post-combining)接收机天线模式)较弱，则等效于节点没有“听到”干扰，于是依然可以传输。
在一实施例中，感测信道状态的节点将其接收机组合权重设置为使得接收机波束方向对准期望传输的波束方向。注意到，接收机所用天线的个数未必与发射机相同，但接收波束和发射波束仍可对准，虽然波束宽度未必完全相同(由于天线数的差别)。
在一实施例中，感测信道状态的节点基于期望传输的波束方向设置其接收机组合权重。例如，可选择与用于关联传输的发射机波束方向形成一定角度的用于感测的接收机波束方向。又例如，可选择与用于关联传输的发射机波束方向成0度角和180度角(即两个相反的波束)的用于感测的接收机波束方向；这可在干扰节点与发射机和接收机共线但其位置对发射机而言未知的时候有用。又例如，可选择与用于关联传输的发射机波束方向正交的用于感测的接收机波束方向。
在一实施例中，节点首先通过数字组合在感测期内接收的信号来感测信道状态，然后决定在感测期后的传输使用的预编码矢量。换言之，接下来传输所用的预编码与感测到的信号相关联。例如，通过对接收信号进行数字处理，节点识别沿其感测到的信号非常弱的某些方向，然后节点决定沿这些方向中的一个进行传输。注意到节点可能服务多个UE，且这些UE分布在不同的方向上。因此，节点在此情况下可以利用多用户分集增益。或者，节点可以决定一个与感测波束最强的方向成一定角度的方向进行波束成形，例如与感测波束最强的方向正交的方向。一般的，这些实施例规定了空间-资源受限的感测。
在一实施例中，感测信道状态的节点依照期望的传输下倾角设置其电子下倾角。在另一实施例中，节点基于感测的信号设置其用于传输的电子下倾角。
在一实施例中，节点使用位置信息以识别其感测波束方向和/或传输波束方向。所述位置信息可包括关于接收节点位置、干扰节点位置等的信息。所述位置信息可通过任意定位技术获取，如GPS或RF签名等获得。利用该位置信息，节点可构建周围节点的地理“地图”，更好地适应其感测和传输波束方向，以避免冲突。
在一实施例中，节点基于用于进行期望的传输所用的资源，在空间-频域中的资源上进行感测。例如，如果节点将要沿某个方向仅在频率资源的一子集例如子带上进行传输，则该节点可能需要在该子带上沿该关联的感测方向进行感测。注意到在此情况下，此信道中其他子带可以被此节点使用(以沿其他方向进行传输)，也可以不被此节点使用(例如被工作于部分重叠的信道上的WiFi节点使用)。在另一实施例中，此节点以满带宽在多个方向上进行感测，但节点对接收信号进行数字处理，在识别自带中的干扰方向，然后基于处理的结果决定在子带上进行其传输。例如，可以识别一特定的频带和波束方向，供其一个UE进行接收，且潜在干扰较低。总之，这些实施例规定了资源-特定感测，其中所述资源可以在空间-频域中。
在一实施例中，期望节点传输一个以上的流，例如执行秩2传输或多用户MIMO传输。此传输需要形成一个以上的波束，因此，感测期间需要形成一个以上的感测波束。
在一实施例中，在感测期间用于确定感测能力的阈值是功率水平，用于为接收到的后组合信号设立阈值。或者，对应于一球形(即无空间选择)准则的一维(标量)阈值被对应于空间选择准则的多维(矢量或连续函数)阈值替代。此阈值在不同子带上会不同。对于传输所关联的不同发射功率，此阈值也会不同。例如，较高的发射功率应当关联较低的阈值，例如根据CCA阈值水平TL公式：TL＝-73dBm/MHz+23–P，假定接收天线为0dBi，且发射功率P单位为dBm e.i.r.p.。
图14示出了用于执行本文所述方法的示例性处理系统1400的方框图，其可安装在主机装置上。如图所示，处理系统1400包括处理器1404、存储器1406和接口1410-1414，其可以按照(也可不按照)图14所示进行布置。处理器1404可以是任意适用于执行计算和/或其他处理相关任务的组件或组件的集合，并且存储器1406可以是任意适用于存储由处理器1404执行的程序和/或指令的组件或组件的集合。在一实施例中，存储器1406包括非暂时性计算机可读介质。接口1410、1412和1414可以是任意允许处理系统1400与其他装置/组件和/或用户进行通信的组件或组件的集合。例如，接口1410、1412、1414中的一个或多个可以适应于将数据、控制或管理消息从处理器1404通信到安装在主机装置和/或远程装置上的应用程序。作为又一实例，接口1410、1412、1414中的一个或多个可以适应于允许用户或用户装置(例如个人计算机(PC)等)与处理系统1400交互/通信。处理系统1400可以包括未出现在图14中的附加组件，例如长期存储器(如非易失性的存储器等)。
在一些实施例中，处理系统1400包含在网络设备中，所述网络设备正在访问电信网络或属于电信网络的一部分。在一个实例中，处理系统1400在无线或有线电信网络中网络侧的装置中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或该电信网络中其他的装置。在其他实施例中，处理系统1400在访问无线或有线电信网络的用户侧装置中，例如移动电台、用户装置(UE)、个人计算机(PC)、平板电脑、可穿戴的通信设备(如智能手表等)、或其他任何适用于访问电信网络的设备。
在一些实施例中，接口1410、1412、1414中的一个或多个将处理系统1400连接到适用于通过电信网络发射和接收信令的收发器。图15示出了适用于通过电信网络发射和接收信令的收发器1500的方框图。收发器1500可安装在主机设备中。如图所示，收发器1500包括网络侧接口1502、偶联器1504、发射器1506、接收器1508、信号处理器1510和设备侧接口1512。网络侧接口1502可以包含任意适于通过无线或有线电信网络发射或接收信令的组件或组件的集合。偶联器1504可以包含任意适于促进通过网络侧接口1502进行双向通信的组件或组件的集合。发射器1506可以包含任意适于将基带信号转换为适合通过网络侧接口1502进行传输的调制载波信号的组件或组件的集合(如上变频器、功率放大器等)。接收器1508可以包含任意适于将通过网络侧接口1502所收到的载波信号转换为基带信号的组件或组件的集合(如下变频器、低噪声放大器等)。信号处理器1510可以包含任意适于将基带信号转换为适合通过设备侧接口1512进行通信的数字信号(或反之)的组件或组件的集合。设备侧接口1512可以包含任意适于在信号处理器1510与主机设备(如处理系统1400、局域网(LAN)端口等)中的组件之间通信数据-信号的组件或组件的集合。
收发器1500可以通过任意类型的通信媒介发射和接收信令。在一些实施例中，收发器1500通过无线媒介发射和接收信令。例如，收发器1500可以是无线收发器，其适于依照无线通信协议进行通信，例如蜂窝协议(如长期演进(LTE)等)、无线局域网(WLAN)协议(如Wi-Fi等)或其他任意类型的无线协议(如蓝牙、近场通讯(NFC)等)。在这些实施例中，网络侧接口1502包括一个或多个天线/辐射元件。例如，网络侧接口1502可以包括单个天线、多个单独的天线、或配置为用于例如单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、多输入多输出(MIMO)等多层级通信的多天线阵列。在其他实施例中，收发器1500通过例如双绞电缆、同轴电缆、光纤等有线媒介发射和接收信令。具体的处理系统和/或收发器可以利用所示的所有组件，也可以仅包括其中的一部分组件，且不同设备的集成度可以不同。
在一实施例中，一种在第一通信节点中用于提供从网络中所述第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输的方法包括：所述第一通信节点确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；所述第一通信节点依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测；所述第一通信节点依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；并且所述第一通信节点沿所述传输方向进行传输发射。此处的传输方向不必要是第一节点与第二节点之间的视线方向。在一实施例中，所述感测方向沿着所述传输方向或者沿着所述传输方向反向的方向。在一实施例中，用于发射和接收的波束成形方向均通过基带向RF链应用数字权重而生成。在一实施例中，发射和接收的模拟波束成形方向由移相器生成。换言之，所述方向与用于数字波束成形的“处理模式”和/或用于模拟波束调向的“接收模式”相关联。依据所述传输方向执行空间-特定载波感测包括：所述第一通信节点依据所述感测方向生成空间-特定接收模式和空间-特定处理模式中的至少一个；所述第一通信节点依据所述空间-特定接收模式接收来自一个或多个第三节点的波形信号；所述第一通信节点依据所述空间-特定处理模式进行处理；并且所述第一通信节点依照所述波形信号和所述空间-特定接收模式和所述空间-特定处理模式中的至少一个生成决策变量，所述决策变量用以确定沿所述感测方向上的所述信道的所述信道状态。在一实施例中，所述波形信号可以是任意其他节点所发送的任意信号。此种信号可被视为对从第一节点到第二节点的通信的干扰。在一实施例中，所述波形信号是来自一个或多个第三节点的传输的叠加。在一实施例中，当此种信号(干扰)较强时，第一节点不宜沿该方向进行传输。在一实施例中，通过对比决策变量与决策阈值，以确定沿感测方向上的信道的信道状态，其中当所述决策变量小于所述决策阈值时，即认为所述信道沿所述传输方向为空闲。在一个实施例中，决策阈值基于传输的发射功率、传输的频带(或子带)和传输的方向中的至少一个确定。空间-特定接收模式关联于接收机波束方向，并关联于应用到接收机模拟移相器的一组接收机相移值。在一实施例中，空间-特定处理模式是接收机组合矢量/矩阵，其关联于应用在数字域中的传输方向的预编码矢量/矩阵。在一实施例中，资源-特定接收模式和资源-特定处理模式被模式化为使得组合在空间域中的一个方向的复合接收机对准空间域中传输方向的复合波束成形方向加上波束调向。在一实施例中，空间-特定处理模式是接收机组合矢量/矩阵，其中确定所述接收机组合矢量/矩阵包括：获取所述接收天线的模拟组件依据所述空间-特定接收模式接收的波形；确定多个组合矢量/矩阵；将所述矢量/矩阵应用到所述波形上，从而依照所述多个组合矢量/矩阵生成多个决策变量；并且依照所述多个决策变量中最小的一个，在所述多个组合矢量/矩阵中选择一个作为所述接收组合矢量/矩阵。换言之，当基带数字单元处理接收到的波形时，可以应用不同的数字组合矢量/矩阵(例如p1,p2,p3,…，其中每个pi为矢量/矩阵)到所述波形，生成不同的决策变量X1、X2、X3、…然后使用关联于最小X的数字组合矢量/矩阵，因为该方向具有最少的测得传输活动量。基带可以解决最优问题，以在所有可能的方向中找出最优方向。在一实施例中，依据所述感测方向执行空间-特定载波感测包括：确定接收机组合矢量/矩阵，其中确定所述接收机组合矢量/矩阵包括：所述第一通信节点依据所述感测方向生成空间-特定接收模式和初始空间-特定处理模式；获取所述接收天线上的模拟组件依据所述空间-特定接收模式而接收的波形；确定关联于多个空间-特定处理模式的多个组合矢量/矩阵；通过将所述矢量/矩阵应用到所述波形上，依照所述多个组合矢量/矩阵生成多个决策变量；以及依照所述多个决策变量中最小的一个，在所述多个组合矢量/矩阵中选择一个作为所述接收机组合矢量/矩阵，其中所述被选的接收机组合矢量/矩阵定义了所选的空间-特定处理模式，并且所选的感测方向的特征在于所述空间-特定接收模式和所选的空间-特定处理模式，并且所选的空间-特定处理模式所生成的决策变量确定沿所选感测方向上的信道的信道状态；所述第一通信节点确定关联于所选感测方向的新传输方向；以及所述第一通信节点沿所述新传输方向进行传输发射。
在一实施例中，用于提供从网络中的第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输的所述第一通信节点包括：处理器以及存储有由所述处理器执行的程序的非暂时性计算机可读存储介质，所述程序包含的指令用于：确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；依据所述传输方向执行空间-特定载波感测；依照所述空间-特定载波感测确定沿所述传输方向上的信道的信道状态；以及沿所述传输方向进行传输发射。
虽然参照示意性实施例对本发明进行了描述，但此描述并非旨在被解释为限制性的。一旦参照所述描述，所述示意性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例对于本领域普通技术人员而言，将是显而易见的。因此，所附的权利要求旨在涵盖任意此类修改或实施例。

Claims (21)

1.一种用于提供从网络中第一通信节点到第二通信节点的基于竞争的传输装置，其特征在于，所述装置包括：
用于确定传输方向的单元，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；
用于依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测的单元；
用于依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态的单元；
用于当所述信道不忙时，沿所述传输方向传输信号的单元；
其中，用于依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测的单元，包括：
用于依据所述传输方向，生成空间-特定接收模式和空间-特定处理模式中的至少一个的单元；
用于依据所述空间-特定接收模式，接收来自一个或多个第三节点的波形信号的单元；以及
用于依照所述波形信号和所述空间-特定接收模式和所述空间-特定处理模式中的至少一个，生成用于确定沿所述感测方向上的所述信道的所述信道状态的决策变量的单元；
其中，所述空间-特定处理模式是接收机组合矢量/矩阵；
其中，所述空间-特定接收模式关联于接收机波束方向。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感测方向沿着所述传输方向。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述感测方向沿着与所述传输方向反向的方向。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波形信号包括来自所述一个或多个第三节点的传输的叠加。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
用于通过对比决策变量与决策阈值确定所述沿所述感测方向上的信道的信道状态的单元，其中，当所述决策变量小于所述决策阈值时，即认为沿所述传输方向的所述信道是空闲的。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
用于基于所述传输的发射功率、所述传输的频带和所述传输方向中的至少一个确定所述决策阈值的单元。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，并且关联于应用到接收机模拟移相器的一组接收机相移值。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其关联于应用在数字域中的所述传输方向的预编码矢量/矩阵。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述空间-特定接收模式和所述空间-特定处理模式被模式化为使得组合在空间域中的一方向的复合接收机对准在所述空间域中传输方向的复合波束成形加上波束调向方向。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测的单元包括用于确定接收机组合矢量/矩阵的单元，其中，所述用于确定接收组合矢量/矩阵的单元包括：
用于依据所述感测方向生成空间-特定接收模式和初始空间-特定处理模式的单元；
用于获取所述接收天线的模拟组件依据所述空间-特定接收模式接收的波形的单元；
用于确定关联于多个空间-特定处理模式的多个组合矢量/矩阵的单元；
用于将所述矢量/矩阵应用到所述波形上，依照所述多个组合矢量/矩阵生成多个决策变量的单元；
用于依照所述多个决策变量中最小的一个，在所述多个组合矢量/矩阵中选择一个作为接收组合矢量/矩阵的单元，其中，所选的所述接收组合矢量/矩阵定义了所选的空间-特定处理模式，并且所选的感测方向的特征在于所述空间-特定接收模式和所选的空间-特定处理模式，并且所选的空间-特定处理模式所生成的决策变量确定沿所选感测方向上的信道的信道状态；
用于确定关联于所选感测方向的新传输方向的单元；以及
用于沿所述新传输方向进行传输发射的单元。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序在计算机上运行时，使得所述计算机执行如下步骤：
用于确定传输方向，所述传输方向的特征在于数字波束成形方向和模拟波束调向方向；
依据所述传输方向所关联的感测方向执行空间-特定载波感测；
依照所述空间-特定载波感测确定沿所述感测方向上的信道的信道状态；以及
当所述信道不忙时，沿所述传输方向传输信号；
其中执行依据所述传输方向执行空间-特定载波感测的指令包括指令用于：
依据所述传输方向，生成空间-特定接收模式和空间-特定处理模式中的至少一个；
依据所述空间-特定接收模式，接收来自一个或多个第三节点的波形信号；以及
依照所述波形信号和所述空间-特定接收模式和所述空间-特定处理模式中的至少一个，生成用于确定沿所述感测方向上的所述信道的所述信道状态的决策变量；
其中，所述空间-特定处理模式是接收机组合矢量/矩阵；
其中，所述空间-特定接收模式关联于接收机波束方向。
12.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述感测方向沿着所述传输方向。
13.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述感测方向沿着与所述传输方向反向的方向。
14.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述波形信号包括来自所述一个或多个第三节点的传输的叠加。
15.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在计算机上运行时，还使得所述计算机执行如下步骤：
通过对比决策变量与决策阈值确定所述沿所述感测方向上的信道的信道状态，其中当所述决策变量小于所述决策阈值时，即认为沿所述传输方向的所述信道是空闲的。
16.根据权利要求15所述的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在计算机上运行时，还使得所述计算机执行如下步骤：
基于所述传输的发射功率、所述传输的频带和所述传输方向中的至少一个确定所述决策阈值。
17.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述空间-特定接收模式关联于接收机波束方向，并且关联于应用到接收机模拟移相器的一组接收机相移值。
18.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述空间-特定处理模式是接收机组合矢量/矩阵，其关联于应用在数字域中的所述传输方向的预编码矢量/矩阵。
19.根据权利要求18所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述空间-特定接收模式和所述空间-特定处理模式被模式化为使得组合在空间域中的一方向的复合接收机对准在所述空间域中传输方向的复合波束成形加上波束调向方向。
20.根据权利要求11所述的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在计算机上运行时，所述使得所述计算机执行所述依据所述感测方向执行空间-特定载波感测包括使得所述计算机执行确定接收机组合矢量/矩阵，其中，所述使得所述计算机执行确定接收机组合矢量/矩阵，包括使得所述计算机执行如下步骤：
依据所述感测方向生成空间-特定接收模式和初始空间-特定处理模式；
获取所述接收天线的模拟组件依据所述空间-特定接收模式接收的波形；
确定关联于多个空间-特定处理模式的多个组合矢量/矩阵；
将所述矢量/矩阵应用到所述波形上，依照所述多个组合矢量/矩阵生成多个决策变量；
依照所述多个决策变量中最小的一个，在所述多个组合矢量/矩阵中选择一个作为接收组合矢量/矩阵，其中所选的所述接收组合矢量/矩阵定义了所选的空间-特定处理模式，并且所选的感测方向的特征在于所述空间-特定接收模式和所选的空间-特定处理模式，并且所选的空间-特定处理模式所生成的决策变量确定沿所选感测方向上的信道的信道状态；
确定关联于所选感测方向的新传输方向；以及
沿所述新传输方向进行传输发射。
21.一种通信系统，其特征在于，包括如权利要求1至10任一所述的装置，和/或如权利要求11至20任一所述的计算机可读存储介质。
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