CN110651529B - 用于定向接收和发送的lbt阈值设定的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于定向接收和发送的LBT或CCA阈值设定的方法和系统。在实施例中，无线设备中用于确定无线网络未授权频段信道中的信道是否空闲的方法包括使用无线设备沿第一波束形成方向检测能量。该方法还包括使用无线设备确定能量检测阈值。该方法还包括根据所述能量和所述能量检测阈值，使用所述无线设备确定在至少第一接收方向上的未授权频段信道是否空闲。

Description

用于定向接收和发送的LBT阈值设定的方法和系统
本申请要求于2017年5月30日提交的、申请号为62/512,547、名称为“用于定向接收和发送的LBT阈值设定的方法和系统”的美国临时申请和于2018年1月29日提交的、申请号为15/882,439、名称为“用于定向接收和发送的LBT阈值设定的方法和系统”的美国申请的优先权，所有这些都通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般涉及一种使用未授权频段进行无线通信的系统和方法，特别是涉及一种确定未授权频段中信道是否空闲的系统和方法。
背景技术
长期演进(LTE)授权辅助访问(LAA)和WiFi 802.11在尝试访问未授权频段信道时都使用载波感应多址/冲突避免(CSMA/CA)。CSMA/CA包括两个部分：空闲信道评估(CCA)/先听后说(LBT)和随机回退机制。
在电气和电子工程师协会(IEEE)802.11系统中，采用了固定能量检测/分组检测(ED/PD)阈值。在802.11ad中，定向多千兆(DMG)Ctrl PHY和常规DMG物理层汇聚过程协议数据单元(PPDU)均采用了用于包检测的-68分贝毫瓦(dBM)阈值(PD)，ED采用了-48dBm的阈值。dBm是被测功率相对于一毫瓦(mW)的，以分贝(dB)为单位的功率比的缩写。0dBm的功率级别相当于1毫瓦的功率。采用准全向天线测量信道。在不同频段工作的其他WiFi系统采用类似的方案，但不一定使用相同的阈值水平。
在欧洲电信标准协会(ETSI)欧洲标准(EN)302 567中，CCA阈值与最大发送功率有关，即，假设天线增益为0dBi，CCA的能量检测阈值应为-47dBm+(40dBm–Pout(dBm))。表达式dBi用于定义天线系统相对于各向同性辐射器的在射频上的增益。dBi是“相对于各向同性的分贝”的缩写。LTE LAA/Enhanced LAA(eLAA)采用了类似的方案，但具有不同的值。IEEE802.11ax还引入了一个类似的方案，作为提高空间重用的附加功能。
以上方案均假定为准全向天线。然而，定向天线越来越被用于改善无线系统的性能。例如，在高频(HF)(例如60GHz)中，定向天线被广泛用于增强发送器和接收器的覆盖范围。由于定向天线被广泛使用，一个方向的信道可能是可用的，而另一个方向的同一个信道可能是不可用的。然而，当不同方向上的同一信道不可用时，目前的空闲信道评估方法无法确定某一特定方向上的信道是否可用。因此，使用定向天线的许多优点在目前的方案中是无法实现的。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了无线设备中用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的方法。该方法包括使用无线设备沿第一波束形成方向检测能量。该方法还包括使用无线设备确定能量检测阈值。该方法还包括使用所述无线设备，根据所述能量和所述能量检测阈值，确定未授权的频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
根据本公开的另一个实施例，提供一种无线设备，用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲。所述无线设备包括一个或多个天线、检测器、阈值确定器和信道状态确定器。检测器与一个或多个天线耦合。该检测器可操作以沿第一波束形成方向检测能量。阈值确定器可操作以确定能量检测阈值。信道状态确定器可操作以根据能量和能量检测阈值，确定未授权的频段信道在至少第一接收方向上是否空闲
根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的无线设备。所述无线设备包括非暂时性存储器，所述非暂时性存储器包括指令和与所述非暂时性存储器通信的一个或多个处理器。该一个或多个处理器执行指令。指令包括沿第一波束形成方向检测能量。指令还包括确定能量检测阈值。该指令还包括根据能量和能量检测阈值，确定未授权的频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
根据另一个实施例，无线设备中用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的方法包括使用无线设备沿第一接收方向检测能量。该方法还包括使用无线设备根据有效EIRP确定能量检测阈值。有效EIRP根据平均等效各向同性辐射功率(EIRP)和最大EIRP中的至少一个确定。该方法还包括根据沿第一接收方向检测到的能量与能量检测阈值的比较，确定未授权的频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。EIRP是无线设备的至少一个发送功率、线性域中一个或多个波束形成矢量的一个或多个天线增益的乘积。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据无线设备的发送功率或无线设备的发送天线增益中的至少一个确定。
在上述一个或多个实施例中，天线增益包括振子增益和阵列增益。
在上述一个或多个实施例中，有效天线增益是根据平均天线增益和/或最大天线增益确定的。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据第一时间间隔后的发送的天线增益的平均值或最大值，或EIRP的平均值或最大值确定。
在上述一个或多个实施例中，第一时间间隔是至少一个先听后说(LBT)时间间隔或至少一个空闲信道评估(CCA)时间间隔。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据天线增益的平均值或最大值或无线设备的EIRP的平均值或最大值确定。
在上述一个或多个实施例中，能量根据一个或多个接收天线的天线增益进行标准化。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括在一个或多个时隙上进行波束扫描，以检测对应于多个接收方向的多个能量，其中一个或多个时隙中的每一个对应于不同的接收方向。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括检测多个波束形成方向上的多个能量，其中不同接收方向上的能量的检测在频域中交错。
在上述一个或多个实施例中，其中检测能量包括并行检测多个接收方向对应的多个能量。
在上述一个或多个实施例中，传输突发的平均EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000021
其中，ki是时间资源的大小，ni以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外的先听后说(LBT)之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000022
是线性域中空间层s的每个时间或频率单位上的发送功率，
Figure GDA0002275372460000031
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，初始设备的平均EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000032
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000033
是线性域中初始设备可用波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，传输突发的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000034
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外的先听后说(LBT)之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000035
是线性域中空间层s的每个时间或频率单位上的发送功率，
Figure GDA0002275372460000036
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，初始设备的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000037
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000038
是线性域中初始设备可用波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，所述方法包括在成功的先听后说(LBT)之后启动突发，其中能量检测阈值根据突发的平均EIRP或最大EIRP设定。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的平均或最大EIRP不超过发送器用于争夺信道时的平均EIRP或最大EIRP时，无线设备在不进行额外的LBT的情况下，扩展当前连续传输突发。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的平均EIRP或最大EIRP超过当发送器用于争夺信道时的平均或最大EIRP时，无线设备在继续发送扩展部分之前进行另一个LBT。
在上述一个或多个实施例中，平均EIRP包括对应于后续突发中每个资源分配的多个EIRP的加权平均数，其中每个EIRP的加权因子与时间域、频域和空间域中的至少一个的突发中的一部分资源相关。
在上述一个或多个实施例中，设备的平均EIRP是初始设备的多个被允许的EIRP的平均值。
在上述一个或多个实施例中，最大EIRP包括后续突发中每个资源分配的多个EIRP的最大值。当多个资源分配在同一时间单元的频域上复用时，应将同一时间单元的频域内复用的资源分配的EIRP在线性域内求和。然后，在每个时间单元对应的多个EIRP之间执行最大值。
在上述一个或多个实施例中，设备的最大EIRP是初始设备的所有被允许的EIRP的最大值。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的有效EIRP超过当发送器用于争夺信道时的有效EIRP时，无线设备在继续发送扩展部分之前进行另一个LBT。
本公开的一个或多个实施例的优点是减少干扰。此外，在一个或多个实施例中，当发送器和/或接收器上使用定向天线时，接收器侧的信号干扰噪声比(SINR)不会降低。此外，在一个或多个实施例中，减少的干扰确保共享同一未授权频段的节点之间有更多的空间共享机会。此外，在一个或多个实施例中，所有潜在接收方向的联合CCA有助于缓解隐藏节点问题。与有效天线增益相关的能量检测(ED)阈值支持具有较大天线增益(即窄波束)的发送器。此外，在一个或多个实施例中，所公开的方法在保持接收器侧既定SINR的同时，减少在非期待区域的干扰。此外，在一个或多个实施例中，减少的干扰确保共享同一未授权频段的节点之间有更多的空间共享机会。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其优点，现参考以下详细描述，结合附图进行说明：
图1示出了一种用于传送数据的实施例网络，其中可以实现所公开的方法和系统；
图2为根据使用定向天线进行信道感知的第一选项的系统的实施例的示图；
图3为根据使用定向天线进行信道感知的第二选项的系统的实施例的示图；
图4为根据使用定向天线进行信道感知的第三选项的系统的实施例的示图；
图5为根据使用定向天线进行信道感知的第三选项的系统的替换实施例的示图；
图6为LBT之后传输突发的示例实施例的示图，其中包括时域中的多个连续资源分配；
图7为频域中的多资源分配的示例实施例的示图；
图8为LBT之后传输突发的示例实施例的示图，其中包括时频域中一个控制信道和多个连续资源分配的组合；
图9为LBT之后传输突发不进行额外的LBT的情况下就可以被扩展时的示例实施例的示图；
图10为传输突发应该被中断时的示例实施例的示图；
图11为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法的实施例的流程图；
图12为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法的实施例的流程图；
图13为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法的实施例的流程图；
图14为确定未授权的频段中的信道是否空闲的方法的实施例的流程图；
图15为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法的实施例的流程图；
图16为系统的实施例的框图，所述系统用于采用定向接收和/或发送确定未授权的频段信道是否空闲；
图17示出了用于执行本文所述方法的实施例处理系统的框图；
图18示出了适于在电信网络发送和接收信令的收发器的框图。
具体实施方式
下文详细讨论了各种实施例的制作和使用。然而，应当理解的是，本公开提供了许多可在各种具体上下文中具体化的可应用的发明概念。所讨论的具体实施例只是说明制作和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
本文公开了发送器和/或接收器使用定向发送/接收天线时设置CCA或LBT阈值的系统、装置和方法。本文还公开了当发送器和/或接收器上使用一个或多个定向天线时用于能量检测和调整CCA阈值的系统、装置和方法。定向发送/接收可通过(一个或多个)定向天线或天线阵列波束形成实现。在一个实施例中，初始设备通过检测到的能量Pr的级别感知信道占用，假设接收器侧的天线增益为0dBi。初始设备将检测到的能量Pr的级别与能量检测阈值进行比较。发送时，能量检测阈值适用于发送功率和有效的发送天线增益。在一个实施例中，有效的发送器天线增益可能与硬件的天线增益不完全相同。有效的发送器增益可能取决于一个或多个狭义天线增益、天线数量、波束形成矢量以及其他因素。
在一个实施例中，当使用定向接收时，信道感知使用准全向波束，由并置发送和接收点(TRP)区执行。如本文所用，“区”一词是指由演进的NodeB(eNB)提供的服务覆盖区域。CCA单独执行，根据一个或多个TRP的CCA结果决定是否发送。在另一个实施例中，当使用定向接收时，在使用模拟波束形成的各自的时隙中，波束扫描多个方向中的每个方向来进行信道感知。在另一个实施例中，覆盖区域被划分为多个方向，并且在使用数字波束形成的单个时隙中，使用多个方向的多个并行感知来执行信道感知。在另一个实施例中，使用数字波束形成的不同波束的感知在频域中交错。
在一个实施例中，将检测到的能量标准化。在一个实施例中，通过将检测到的能量除以接收天线的天线增益来标准化检测到的能量。例如，如果检测到的能量为-40dBm，接收天线的天线增益为20dBi，则标准化的检测能量为-60dBm。
本公开的一个或多个实施例的优点是减少干扰。此外，在一个或多个实施例中，当在发送器和/或接收器使用定向天线时，接收器侧的信号干扰噪声比(SINR)不会降低。此外，在一个或多个实施例中，减少的干扰确保共享同一未授权频段的节点之间有更多的空间共享机会。此外，在一个或多个实施例中，所有潜在接收方向的联合CCA有助于缓解隐藏节点问题。与有效天线增益相关的ED阈值支持具有较大天线增益(即窄波束)的发送器。此外，在一个或多个实施例中，所公开的方法在保持接收器侧既定SINR的同时，减少在非期待区域的干扰。此外，在一个或多个实施例中，减少的干扰确保共享同一未授权频段的节点之间有更多的空间共享机会。
图1示出了用于传送数据的实施例网络100，其中可以实现所公开的方法和系统。网络100包括多个网络组件。网络组件可以包括接入点(AP)、用户设备(UE)或任何其他无线接收点。在一个实施例中，网络100包括具有覆盖区域112的接入点(AP)110、多个UE 120-122和回程网络130。在各种实施例中，AP 110可以是发送和接收点(TRP)、基站(BS)、基站收发器站(BTS)、eNodeB(eNB)、下一代基站NodeB(有时称为gNB)、无线路由器等。因此，AP 110可以包括，能够提供无线接入的任何组件，尤其是通过与UE 120-122建立上行链路(虚线)和/或下行链路(点线)连接而实现无线接入。UE 120-122可以包括能够与AP 110建立无线连接的任何组件。UE 120-122的示例包括移动电话、平板电脑和笔记本电脑。回程网络130可以是允许在AP 110和远程端(未显示)之间交换数据的任何组件或组件集合。在一些实施例中，网络100可以包括各种其他无线设备，例如中继、毫微微蜂窝等。
网络100中的组件可以使用未授权的频段信道进行通信。为了在未授权的频段上发送，UE 120-122中的每一个和AP 110必须通过例如CCA或LBT确定信道是否空闲、或被占用。在一个实施例中，UE 120-122中的一个或多个和AP 110包括定向天线(或执行发送/接收波束形成)，以增大发送器和接收器的覆盖范围。初始设备(例如，UE 120-122中的一个或AP 110)通过能量检测Pr的级别感知信道占用，在一个实施例中，假设接收器侧的天线增益为0dBi。在一个实施例中，能量检测Pr在所有接收方向上。初始设备将Pr与能量检测阈值进行比较。在一个实施例中，初始设备在发送时，能量检测阈值(EDthrd)是根据发送功率和/或根据发送器天线增益动态确定的。如果检测到的能量小于能量检测阈值，则初始设备确定信道是空闲的，可以继续发送。在一个实施例中，信道可能在一个方向上是空闲的，但在另一个方向上不是。在这种情况下，初始设备可以在信道空闲的方向上发送，但不在信道不空闲的方向上发送。
在一个实施例中，潜在发送器将能量检测Pr与能量检测阈值进行比较。在一个方面，能量检测阈值对后续发送中的发送功率和有效的TX天线增益是自适应的。因此，在一个方面，EDthrd＝X+Y-min(Y,Pout+a*GTX)，其中单位为dBm。“X”是与CCA级别相关的预定义参数，例如-47或-48dBm。“Y”是一个与最大等效各向同性辐射功率(EIRP)限值相关的预定义参数，例如，在室内环境中为40dBm。“Pout”是发送功率。“GTX”是在初始设备处的有效发送天线增益。“a”是一个参数，它为天线增益较大的设备提供了优势。在一个方面，当a＝1时，Pout+a*GTX等于EIRP。
在第一个实施例中，根据紧随LBT之后的突发内天线增益的最大值或信道占用时间(COT)传输来导出EDthrd。天线增益包括振子因子和阵列因子。在一个实施例中，振子因子和阵列因子以dB为单位提供。振子因子，fT，是从发送方向的辐射方向图导出的。阵列因子，WTX，从波束形成矢量导出。如果发送时只使用一个天线振子，则WTX＝0db。
Figure GDA0002275372460000061
是在后续COT中使用的波束形成矢量。有效天线增益，GTX，依据
Figure GDA0002275372460000062
Figure GDA0002275372460000063
而被确定。假设MCOT中使用了J个波束形成矢量。在一个实施例中，ED阈值是基于初始设备的最大发送天线增益导出的。在这种情况下，
Figure GDA0002275372460000064
在初始设备处可用，且初始设备处的有效的发送天线增益为
Figure GDA0002275372460000065
相控天线阵列的波束形成矢量定义为
Figure GDA0002275372460000066
wv是长度m的矢量，wh是长度n的矢量。wv中的每项由
Figure GDA0002275372460000067
给出
wh中的每项由
Figure GDA0002275372460000068
给出
根据均匀的垂直和水平角分布生成DFT波束候选，例如M＝N＝4，
Figure GDA0002275372460000069
Figure GDA00022753724600000610
阵列增益由天线阵列的输入能量进行标准化后为10log10(MN)。在一个方面，阵列增益如下所示。下表1是天线方向图的示例。一个“X”对应一对交叉极化天线。“M”是平面天线阵列的行数，“N”是平面天线阵列的列数。在表1中，共有2xMxN个天线振子
Figure GDA0002275372460000071
表1
下表2显示了波束ID和波束方向的波束增益示例。表2中的值是根据IEEE802.11-09/0334r8中定义的方程式计算的，该方程式通过引用并入本文中，如同完整再现。
Figure GDA0002275372460000081
表2
在一个方面，假设M＝N＝4，如果阵列增益是由阵列的辐射能量进行标准化的，则阵列增益如下表3所示得出。
Figure GDA0002275372460000091
表3
假设M＝4，N＝8，如果阵列增益由阵列的辐射能量进行标准化的，则阵列增益如下表4所示得出。
Figure GDA0002275372460000092
表4
假设M＝N＝8，如果阵列增益由阵列的辐射能量进行标准化的，则阵列增益如下表5所示得出。
Figure GDA0002275372460000093
表5
在一个实施例中，有效天线增益还可以包括以dB为单位的与相对波束宽度相关的因子。例如，有效天线增益可定义为
Figure GDA0002275372460000094
Figure GDA0002275372460000101
相对波束宽度为
Figure GDA0002275372460000102
其中A是具有大于预定阈值，例如0dBi的天线增益的立体角。在一个实施例中，有效天线增益由多个波束形成矢量的天线增益平均值根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000103
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外的先听后说(LBT)之前传输突发的持续时间，Si是资源分配i的空间层数，以及
Figure GDA0002275372460000104
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。在一个实施例中，有效天线增益由设备的可用波束形成矢量的天线增益平均值根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000105
其中，
Figure GDA0002275372460000106
是线性域内的初始设备可用波束形成矢量的天线增益。
初始设备使用定向感知增加了隐藏节点的可能性。在一个实施例中，当使用定向天线时，以下方法之一用于信道感知。
图2为根据使用定向天线进行信道感知的第一选项的系统的实施例的示图。在系统200中，如图所示，联合CCA在并置的TRP上进行，每个TRP用更宽/准全向波束为区B1、B2、B3区中相应的一个提供服务。在一个实施例中，待覆盖的用于信道感知的区域被划分为宽区B1、B2、B3，每个波束分别覆盖区B1、B2、B3中各自一个。在所描述的示例中，每个区B1、B2、B3占总区域的120度。在其他实施例中，该区域可分为多个或少个区。每个区B1、B2、B3中的信道感知几乎同时进行。在一个实施例中，三个天线阵列用于服务三个区B1、B2、B3，每个天线阵列覆盖区B1、B2、B3中的一个。在其他实施例中，可以使用其他数量的区和天线阵列，每个区由其自己的天线阵列提供服务。在一个实施例中，每个天线阵列可以是单个天线。
图3为根据使用定向天线进行信道感知的第二选项的系统300的实施例的示图。在系统300中，通过在每一个或多个时隙上进行波束扫描来执行信道感知，以检测对应于多个波束形成方向的多个能量级别。每个波束覆盖总360度的待覆盖区域的子区。在所描绘的示例中，每个波束覆盖30度范围。然而，在其他实施例中，该区域可分为较大或较小的波束。一个或多个时隙中的每个时隙对应于不同的接收方向。在一个实施例中，信道感知使用模拟波束形成。
图4为根据使用定向天线进行信道感知的第三选项的系统的实施例的示图。在系统400中，进行多个并行感知，其中在每个时隙中，针对多个方向进行信道感知。在一个实施例中，信道感知使用数字波束形成。
图5为根据使用定向天线进行信道感知的第三选项的系统500的替换实施例的示图。在系统500中，不同波束的感知在频域中交错。
在另一个实施例中，ED阈值可基于初始设备的最大发送功率导出的。
在另一个实施例中，ED阈值是基于LBT之后的最大发送功率导出的。
在另一个实施例中，初始设备基于不同方向的多个CCA结果判断信道状态(忙碌或空闲)。例如，如果沿发送方向的信道感知是空闲的，则认为发送信道是空闲的。在另一个示例中，如果包括发送方向在内的超过X％的定向CCA结果是空闲的，那么可以认为信道是空闲的。在另一个示例中，如果在包括发送方向和反向的方向上的CCA是空闲的，则可以认为信道是空闲的。在一个方面，初始设备将来自不同方向的多个CCA结果的最大值或平均值与阈值进行比较。最大或平均CCA可在感兴趣方向的CCA结果上进行。
在一个实施例中，假设初始设备处的EIRP相同，则将GTX项加权到具有较大发送天线增益(即窄波束)的设备上。在一个实施例中，“GTX”项前面的参数“a”小于1，例如0.5。
在一个方面，ED阈值是基于初始设备的最大天线增益导出的，其中：
Figure GDA0002275372460000111
在一个方面，ED阈值是根据以下给出的LBT之后的天线增益最大值导出的：
Figure GDA0002275372460000112
其中j为资源配置的索引。
图6是LBT之后传输突发的示例实施例的示图600，其中包括在时间域中的多个连续资源分配。至少一个资源分配中的传输方向不同于其他资源分配。块中的箭头表示传输突发中相应资源分配的传输方向。一个块中的多个箭头表示一个资源分配中的多个层。
图7为频域中的多资源分配的示例实施例的示图700。至少一个资源分配的传输方向不同于其他资源分配。块中的箭头表示传输突发中相应资源分配的传输方向。
图8是LBT之后传输突发的示例实施例的示图800，其中包括时频域中一个或多个控制信道和多个连续资源分配的组合。在一个方面，gNB对控制信道使用的波束形成与对数据信道使用的波束形成不同。块中的箭头表示传输突发中相应资源分配的传输方向。一个块中的多个箭头表示一个资源分配中的多个层。
在一个实施例中，ED阈值是基于之后的传输突发的平均EIRP，通过EDthrd＝X+Y–min(Y,平均(EIRP))导出的。传输突发的平均EIRP通过以下等式计算：
Figure GDA0002275372460000113
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外的LBT之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000114
是线性域中空间层s的每T/F单位上的发送功率(即，在mW等线性单位中，相对于dBm等对数单位)，
Figure GDA0002275372460000115
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在一个方面，传输突发中存在多个具有不同波束形成矢量的分配。在一个方面，时间单位是OFDM符号、时隙、子帧等。在一个方面，频率资源单位是物理资源块组(PRG)、资源块组(RBG)、子带或信道。在一些分配中，配置了多个空间层。在一个方面，EIRP的平均值为控制、参考信号(RS)和数据提供了资源。
在一个方面，初始设备的平均EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000116
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000117
是线性域中，初始设备可用波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，传输突发的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000121
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外LBT之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000122
是线性域中空间层s每个时间或频率单位上的发送功率。
Figure GDA0002275372460000123
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，初始设备的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000124
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000125
是线性域中设备可用波束形成矢量的天线增益。
在一个方面，在考虑扩展的情况下的ED阈值高于用于信道访问的进行中的突发的ED阈值时，发送器在不进行额外的LBT的情况下扩展当前连续传输突发。等效地，考虑到扩展中的分配的情况下的平均/最大EIRP不应超过当发送器用于争夺信道时的平均/最大EIRP。否则，应在成功的LBT之后启动新的突发，其中ED阈值由新突发的平均EIRP设定。
图9为LBT之后传输突发不进行额外的LBT的情况下就可以被扩展时的示例实施例的示图900。在原始传输突发之前的LBT中使用的ED阈值基于从n1到n5的资源分配的有效天线增益或有效EIRP。如果扩展部分(资源分配n6至n8)的有效天线增益或有效EIRP不大于n1至n5(或包括n1至n8资源分配的有效天线增益或有效EIRP不大于包括n1至n5的有效天线增益或有效EIRP)，则初始设备能够连续地发送n6至n8，而不进行任何中断或LBT。
图10为传输突发被中断时的示例实施例的示图1000。如果来自资源分配n6到n8的有效天线增益或有效EIRP大于从n1到n5的有效天线增益或有效EIRP(或者，包括从n1到n8资源分配的有效天线增益或有效EIRP大于从n1到n5的有效天线增益或有效EIRP)，则不扩展正在进行的突发。在进行从n6至n8的发送之前，需要进行额外的LBT。
图11为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法1100的实施例的流程图。该方法开始于块1102，在块1102中，确定沿一个或多个接收方向的能量。在块1104处，根据无线设备的发送的(一个或多个)发送功率和/或(一个或多个)天线增益确定能量检测阈值。在块1106，根据能量和能量检测阈值确定未授权频段是否空闲，之后方法1100可以结束。
图12为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法1200的实施例的流程图。方法1200开始于块1204，在块1204中，使用准全向波束，跨定向区域进行联合CCA信道感知。在块1206处，根据CCA信道感知的结果确定信道是否空闲，之后方法1200可以结束。每个定向区域覆盖围绕初始设备的360度的角度子集。
图13为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法1300的实施例的流程图。方法1300开始于块1304，在块1304中，在假设模拟波束形成的每个时隙，进行一个定向区域的波束扫描，以进行信道感知。在1306，根据信道感知结果确定信道是否空闲，之后方法1300可以结束。
图14为确定未授权的频段中的信道是否空闲的方法1400的实施例的流程图。方法1400开始于块1404，在块1404中，在使用数字波束形成的每个时隙中对多个定向区域进行多个并行信道感知。在1406，根据信道感知的结果确定信道是否空闲，之后方法1400可以结束。
图15为确定未授权的频段中信道是否空闲的方法1500的实施例的流程图。方法1500开始于块1504，在1504块中，使用数字波束形成的不同波束的感知在频域中交错。在1506，根据信道感知的结果确定信道是否空闲，之后方法1500可以结束。
图16为系统1600的实施例的框图，所述系统1600用于采用定向接收和/或发送确定未授权的频段信道是否空闲。系统1600包括一个或多个天线1602、收发器1604、检测器1606、阈值确定器1608和信道状态确定器1610。一个或多个天线1602可以包括定向天线或可以包括可用于模拟或数字波束形成的天线阵列。收发器1604用于通过天线1602发送和接收信号。检测器1606通过收发器1604与天线1602相连。该检测器用于检测沿各种接收方向的能量，并且可以被操作以实现上述实施例的检测部分。阈值确定器1608和信道状态确定器1610连接到检测器1606。阈值确定器1608用于根据无线设备的一个或多个发送功率或无线设备的一个或多个发送天线增益中的至少一个确定能量检测阈值。信道状态确定器1608用于根据能量和能量检测阈值，确定未授权的频段信道在至少一个接收方向上是否空闲。阈值确定器1608和信道状态确定器1610可操作以实现上述任何实施例的部分。在一个实施例中，检测器1606、阈值确定器1608和信道状态确定器的至少一些部分以软件实现。在一个实施例中，检测器1606、阈值确定器1608和信道状态确定器的至少一些部分以硬件实现
图17示出了用于执行本文所述方法的实施例处理系统1700的框图，所述实施例处理系统1700可以安装在主机设备中，例如，图1中的UE 120-122和/或AP 110中任何一个。如图所示，处理系统1700包括处理器1704、存储器1706和接口1710-1714，这些接口可以(也可以不)如图17所示排列。处理器1704可以是适于执行计算和/或其他处理相关任务的任何组件或组件集合，存储器1706可以是适于存储处理器1704执行的程序和/或指令的任何组件或组件集合。在一个实施例中，存储器1706包括非暂时性计算机可读介质。接口1710、1712、1714可以是允许处理系统1700与其他设备/组件和/或用户通信的任何组件或组件集合。例如，接口1710、1712、1714中的一个或多个可适于将数据、控制或管理消息从处理器1704传送到安装在主机设备和/或远程设备上的应用程序。作为另一个示例，接口1710、1712、1714中的一个或多个可适于允许用户或用户设备(例如个人计算机(PC)等)与处理系统1700交互/通信。处理系统1700可包括图17中未描述的额外组件，例如长期存储器(例如非易失性存储器等)。
在一些实施例中，处理系统1700包含于正在访问电信网络的网络设备中，或作为电信网络的部分。在一个示例中，处理系统1700位于无线或有线电信网络中的网络侧设备中，例如基站、中继站、调度器、控制器、网关、路由器、应用服务器或电信网络中的任何其他设备。在其他实施例中，处理系统1700位于访问无线或有线电信网络的用户端设备中，例如移动台、用户设备(UE)、个人计算机(PC)、平板电脑、可穿戴通信设备(例如智能手表等)或适于接入电信网络的任何其他设备。
在一些实施例中，接口1710、1712、1714中的一个或多个将处理系统1700连接到适于在电信网络中发送和接收信令的收发器。
图18示出了适于在电信网络发送和接收信令的收发器1800的框图。收发器1800可以安装在主机设备中，例如，图1中UE 120-122和/或AP 110的任何一个。如图所示，收发器1800包括网络侧接口1802、耦合器1804、发送器1806、接收器1808、信号处理器1810和设备侧接口1812。网络侧接口1802可以包括适于在无线或有线电信网络发送或接收信令的任何组件或组件集合。耦合器1804可以包括任何组件或组件集合，这些组件或组件集合适于促进通过网络侧接口1802的双向通信。发送器1806可以包括任何组件或组件集合(例如，上变频器、功率放大器等)，其适于将基带信号转换为适于通过网络侧接口1802进行传输的调制载波信号。接收器1808可包括任何组件或组件集合(例如，下变频器、低噪声放大器等)，其适于将通过网络侧接口1802接收的载波信号转换为基带信号。信号处理器1810可包括适于将基带信号转换为适于通过(一个或多个)设备侧接口1812通信的数据信号的任何组件或组件集合，反之亦然。(一个或多个)设备端接口1812可以包括适于在信号处理器1810和主机设备内的组件(例如，处理系统1700、局域网(LAN)端口等)之间传送数据信号的任何组件或组件集合。
收发器1800可通过任何类型的通信介质发送和接收信令。在一些实施例中，收发器1800通过无线介质发送和接收信令。例如，收发器1800可以是适于根据无线电信协议，例如蜂窝协议(例如，长期演进(LTE)等)、无线局域网(WLAN)协议(例如，Wi-Fi等)或任何其他类型无线协议(如蓝牙、近场通信(NFC)等)进行通信的无线收发器。在所述实施例中，网络侧接口1802包括一个或多个天线/辐射振子。例如，网络侧接口1802可以包括单天线、多个分开的天线或用于多层通信，例如，单输入多输出(SIMO)、多输入单输出(MISO)、多输入多输出(MIMO)等的多天线阵列。在其他实施例中，收发器1800通过有线介质，例如双绞线、同轴电缆、光纤等发送和接收信号。特定的处理系统和/或收发器可以使用所示的所有组件，或仅使用组件的一个子集，并且集成级别可能因设备而异。
根据本公开的一个实施例，提供了一种无线设备中的方法，用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲。该方法包括使用无线设备沿第一波束形成方向检测能量。该方法还包括使用无线设备根据无线设备的一个或多个发送功率或无线设备的发送的一个或多个天线增益中的至少一个确定能量检测阈值。该方法还包括根据所述能量和所述能量检测阈值，使用所述无线设备确定未授权频段信道在至少所述第一接收方向上是否空闲。
根据本公开的另一个实施例，提供一种无线设备，用于确定无线网络中未授权频段信道中的信道是否空闲。所述无线设备包括一个或多个天线、检测器、阈值确定器和信道状态确定器。检测器与一个或多个天线耦合。该检测器可操作以沿第一波束形成方向检测能量。阈值确定器可操作以根据无线设备的一个或多个发送功率或无线设备的一个或多个发送天线增益的至少一个确定能量检测阈值。信道状态确定器可操作以根据能量和能量检测阈值，确定未授权频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种无线设备，用于确定无线网络未授权频段信道中的信道是否空闲。所述无线设备包括非暂时性存储器，所述非暂时性存储器包括指令和与所述非暂时性存储器通信的一个或多个处理器。一个或多个处理器执行指令。指令包括沿第一波束形成方向检测能量。指令还包括根据无线设备的(一个或多个)发送功率或无线设备的发送的(一个或多个)天线增益中的至少一个确定能量检测阈值。该指令还包括根据能量和能量检测阈值，确定未授权频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据无线设备的发送功率或无线设备的发送天线增益中的至少一个确定。
在上述一个或多个实施例中，天线增益包括振子增益和阵列增益。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据第一时间间隔后的发送的天线增益最大值确定。
在上述一个或多个实施例中，第一时间间隔包括至少一个先听后说(LBT)时间间隔或至少一个空闲信道评估(CCA)时间间隔。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据无线设备的最大天线增益确定。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括检测多个接收方向上的能量。
在上述一个或多个实施例中，能量根据一个或多个接收天线的天线增益进行标准化。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括在一个或多个时隙上进行波束扫描，以检测对应于多个接收方向的多个能量，其中一个或多个时隙中的每个对应于不同的接收方向。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括检测多个波束形成方向上的多个能量，其中不同接收方向上的能量检测在频域中交错。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括并行检测多个接收方向对应的多个能量。
根据另一个实施例，无线设备中用于确定无线网络中未授权频段信道中的信道是否空闲的方法包括使用无线设备沿第一接收方向检测能量。该方法还包括使用无线设备根据有效EIRP确定能量检测阈值。有效EIRP根据平均等效各向同性辐射功率(EIRP)和最大EIRP中的至少一个确定。该方法还包括根据沿第一接收方向检测到的能量与能量检测阈值的比较，确定在至少第一接收方向上未授权频段信道是否空闲。EIRP是无线设备的至少一个发送功率、线性域中一个或多个波束形成矢量的一个或多个天线增益的乘积。
在上述一个或多个实施例中，有效天线增益根据平均天线增益和/或最大天线增益确定。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值是根据第一时间间隔后的天线增益的平均值或最大值，或发送的EIRP的平均值或最大值确定的。
在上述一个或多个实施例中，第一时间间隔是先听后说(LBT)或空闲信道评估(CCA)时间间隔之一。
在上述一个或多个实施例中，能量检测阈值根据无线设备的最大天线增益确定。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括检测多个接收方向上的能量。
在上述一个或多个实施例中，根据一个或多个接收天线的天线增益将能量标准化。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括在一个或多个时隙进行波束扫描，以检测对应于多个接收方向的多个能量，其中一个或多个时隙中的每一个对应于不同的接收方向。
在上述一个或多个实施例中，检测能量包括在多个波束形成方向上检测多个能量，其中不同接收方向上的能量的检测在频域中交错。
在上述一个或多个实施例中，其中所述检测能量包括并行检测多个接收方向对应的多个能量。
在上述一个或多个实施例中，所述方法包括确定平均EIRP和最大EIRP中的至少一个。
在上述一个或多个实施例中，平均EIRP包含对应于后续突发中每个资源分配的多个EIRP的加权平均数，其中每个EIRP的加权因子与时间域、频域和空间域中至少一个的突发中的一部分资源相关。
在上述一个或多个实施例中，设备的平均EIRP是初始设备的多个允许的EIRP的平均值。
在上述一个或多个实施例中，最大EIRP包含后续突发中每个资源分配的多个EIRP的最大值。当多个资源分配在同一时间单元的频域上复用时，应将同一时间单元的频域内复用的资源分配的EIRP在线性域内求和。然后，在每个时间单元对应的多个EIRP之间执行最大值。
在上述一个或多个实施例中，设备的最大EIRP是初始设备的所有允许的EIRP的最大值。
在上述一个或多个实施例中，平均EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000161
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外LBT之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000162
是线性域中空间层s的每个时间或频率单位上的发送功率，
Figure GDA0002275372460000163
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，平均EIRP是突发的平均EIRP，其根据如下确定：
Figure GDA0002275372460000164
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外先听后说(LBT)之前传输突发的持续时间，
Figure GDA0002275372460000165
是线性域中空间层s每个时间或频率单位上的发送功率，
Figure GDA0002275372460000166
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，平均EIRP是初始设备的平均EIRP，并且初始设备的平均EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000167
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000168
是在线性域中设备的可用波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，最大EIRP是传输突发的最大EIRP，其中传输突发的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA0002275372460000169
其中，ki是时间资源的大小，ni是以资源单位意义上的分配i，分配的频率资源的大小，N是在信道占用时间(COT)内进行额外先听后说(LBT)之前传输突发的持续时间。
Figure GDA00022753724600001610
是线性域中空间层s每个时间或频率单位上的发送功率。
Figure GDA00022753724600001611
是线性域中分配i的空间层s的波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，最大EIRP是设备的最大EIRP，其中设备的最大EIRP根据以下确定：
Figure GDA00022753724600001612
其中，Pmax是线性域中初始设备的最大允许发送功率，
Figure GDA0002275372460000171
是线性域中设备可用波束形成矢量的天线增益。
在上述一个或多个实施例中，方法包括在成功的先听后说(LBT)之后启动突发，其中能量检测阈值根据突发的平均EIRP被设定。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的平均或最大EIRP不超过发送器用于争夺信道时的平均EIRP或最大EIRP时，无线设备在不进行额外的LBT的情况下，扩展当前连续传输突发。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的有效EIRP超过当发送器用于争夺信道时的有效EIRP时，无线设备在继续发送扩展部分之前进行另一个LBT。
在上述一个或多个实施例中，当包括扩展的分配的平均EIRP或最大EIRP超过当发送器用于争夺信道时的平均或最大EIRP时，无线设备在继续发送扩展部分之前进行另一个LBT。
应当了解的是，本文提供的实施例方法的一个或多个步骤可由相应的单元或模块执行。例如，信号可以由发送单元或发送模块发送。信号可由接收单元或接收模块接收。
信号可以由处理单元或处理模块处理。其他步骤可由检测单元/模块和确定单元/模块执行。各单元/模块可以是硬件、软件或其组合。例如，一个或多个单元/模块可以是集成电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。
虽然本公开是参照说明性实施例来描述的，但本说明书并不旨在被以限制性的意义来解释。所述说明性实施例以及本公开的其他实施例的各种修改和组合将在本领域技术人员参考所述说明书显而易见。因此，本公开覆盖任何此类修改或实施例。

Claims (13)

1.一种无线设备中用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的方法，包括：
使用所述无线设备沿第一波束形成方向检测能量；
使用所述无线设备确定能量检测阈值，其中，所述能量检测阈值根据第一时间间隔后的发送的天线增益的最大值确定，所述第一时间间隔包括至少一个先听后说LBT时间间隔或至少一个空闲信道评估CCA时间间隔，所述天线增益包括阵子增益及阵列增益；以及
使用所述无线设备，根据所述能量和所述能量检测阈值，确定所述未授权频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述能量检测阈值根据所述无线设备的发送功率和所述天线增益的最大值确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据一个或多个接收天线的天线增益对所述能量进行标准化。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述检测能量包括在一个或多个时隙进行波束扫描以检测对应于多个接收方向的多个能量，其中，所述一个或多个时隙中的每一个对应于不同的接收方向。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述检测能量包括在多个波束形成方向上检测多个能量，其中，不同接收方向上的能量的检测在频域中交错。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述检测能量包括并行检测多个接收方向对应的多个能量。
7.一种用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的无线设备，包括：
一个或多个天线；
耦合到所述一个或多个天线的检测器，所述检测器可操作以沿第一波束形成方向检测能量；
阈值确定器，可操作以确定能量检测阈值，其中，所述能量检测阈值根据第一时间间隔后的发送的天线增益的最大值确定，所述第一时间间隔包括至少一个先听后说LBT时间间隔或至少一个空闲信道评估CCA时间间隔，所述天线增益包括阵子增益及阵列增益；以及
信道状态确定器，可操作以根据所述能量和所述能量检测阈值，确定所述未授权频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
8.根据权利要求7所述的无线设备，其中，所述能量检测阈值根据所述无线设备的发送功率和所述天线增益的最大值确定。
9.根据权利要求7或8所述的无线设备，其中，根据一个或多个接收天线的天线增益对所述能量进行标准化。
10.根据权利要求7或8所述的无线设备，其中，所述检测器进一步用于，在一个或多个时隙进行波束扫描以检测对应于多个接收方向的多个能量，其中，所述一个或多个时隙中的每一个对应于不同的接收方向。
11.根据权利要求7或8所述的无线设备，其中，所述检测器进一步用于，在多个波束形成方向上检测多个能量，其中，不同接收方向上的能量的检测在频域中交错。
12.根据权利要求7或8所述的无线设备，其中，所述检测器进一步用于，并行检测多个接收方向对应的多个能量。
13.一种用于确定无线网络中未授权的频段信道中的信道是否空闲的无线设备，包括：
包括指令的非暂时存储器；以及
与所述非暂时存储器通信的一个或多个处理器，其中，所述一个或多个处理器执行所述指令以：
沿着第一波束形成方向检测能量；
确定能量检测阈值，其中，所述能量检测阈值根据第一时间间隔后的发送的天线增益的最大值确定，所述第一时间间隔包括至少一个先听后说LBT时间间隔或至少一个空闲信道评估CCA时间间隔，所述天线增益包括阵子增益及阵列增益；以及
根据所述能量和所述能量检测阈值，确定所述未授权的频段信道在至少第一接收方向上是否空闲。
CN201880032620.XA 2017-05-30 2018-05-26 用于定向接收和发送的lbt阈值设定的方法和系统 Active CN110651529B (zh)

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