CN112640556A

CN112640556A - 蜂窝网络中的冲突避免

Info

Publication number: CN112640556A
Application number: CN201980055294.9A
Authority: CN
Inventors: 赛巴斯钦·华格纳
Original assignee: Jiekai Communications Shenzhen Co Ltd
Current assignee: Jiekai Communications Shenzhen Co Ltd
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2019-09-26
Publication date: 2021-04-09
Anticipated expiration: 2039-09-26
Also published as: GB2577867A; CN112640556B; GB2577867B; US20210345409A1; WO2020063781A1; US11910437B2; EP3845022A1; EP3845022A4; GB2577867A9

Abstract

本申请公开一种管理传输资源冲突的方法，特别是对于用于未授权的资源的蜂窝网络。如果传输资源可用，则可使用高层信令来配置移动设备以响应RTS信号。

Description

蜂窝网络中的冲突避免

技术领域

以下公开涉及在蜂窝网络中避免冲突的系统，特别是在未授权的频谱中操作时避免冲突的系统。

背景技术

无线通信系统，例如第三代(the third-generation，3G)移动电话标准和技术，是众所周知的。这种3G标准和技术是由第三代合作伙伴项目(Third GenerationPartnership Project，3GPP)所开发的。第三代无线通信一般已被发展成支持宏蜂窝移动电话通信。通信系统和网络已向宽带和移动系统发展。

图1示出形成蜂窝网络的三个基站的示例的示意图。在蜂窝无线通信系统中，用户设备(User Equipment，UE)通过无线链路连接到无线访问网(Radio Access Network，RAN)。RAN包括一组基站，其向位于基站覆盖的小区中的UE提供无线链路，以及到核心网络(Core Network，CN)的接口，该CN提供全网控制。将可以理解的是，RAN和CN各自执行与全网相关的各自功能。为了方便起见，术语蜂窝网络将用于指代组合RAN&CN，并且应当理解的是，该术语用于指代用于执行所公开的功能的各个系统。

3GPP已经开发了所谓的长期演进(Long Term Evolution，LTE)系统，即演进通用移动电通信系统陆地无线访问网络(Evolved Universal Mobile TelecommunicationSystem Territorial Radio Access Network，E-UTRAN)，用于移动访问网络，其中一个或多个宏小区由称为eNodeB或eNB(evolved NodeB)的基站支持。最近，LTE正朝着所谓的5G或新空口(new radio，NR)系统进一步发展，其中一个或多个小区由称为gNB的基站支持。NR被提议使用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexed，OFDM)物理传输格式。

NR协议旨在提供在未授权的无线频带中操作的选项，称为NR-U。当在未许可的无线频带中操作时，gNB和UE必须与其他设备竞争，以进行物理介质/资源访问。例如，Wi-Fi、NR-U和授权辅助接入(Licence Assisted Access，LAA)可能使用相同的物理资源。

为了共享资源，设备(例如，gNB或UE)可监视可用资源，并且仅在与已在使用资源的另一设备没有冲突时才开始进行传输。这就是所谓的空闲信道评估(Clear ChannelAssessment，CCA)。这通常使用先听后说(Listen Before Talk，LBT)协议来执行，其中，设备“监听”资源上的传输一段时间，以确定其他设备是否正在这些资源上进行传输。如果没有检测到超过任何适用阈值的传输，LBT过程成功，并且资源被“赢得”。设备gNB或UE获得对该资源的访问，达到最大信道占用时间(Maximum Channel Occupancy Time，MCOT)，前提是不存在超过预定间隔(例如16μs)的传输中断。

图2示出了一个称为“隐藏节点问题”的问题示例。UE1由gNB1服务，UE2由gNB2服务。每个UE位于对应的gNB的覆盖区域中，但是每个gNB在另一个gNB的覆盖区域之外。gNB1可以访问传输介质并开始向UE1传输。gNB2无法感测gNB1的传输，因此也开始向UE2传输。然而，由于UE1和UE2位于每个gNB覆盖区域重叠的区域，传输将相互干扰，数据接收可能失败。

利用接收器辅助的LBT可以缓解这个问题。在这样的系统中，一旦基站获得信道访问，则基站就发送“请求发送”(Request To Send，RTS)消息，并且如果相应的UE感测到信道被清除，则其用“清除发送”(Clear To Send，CTS)响应来响应。这个过程通常被称为RTS/CTS握手。

如果在图2的示例中应用此方法，UE2将检测到来自gNB1的传输，并因此对RTS作出否定响应(或不发送响应)，从而指示gNB2不应开始传输。

然而，在诸如蜂窝网络的多用户系统中，传统的RTS/CTS信令带来了不期望的较大控制开销。

因此，需要改进机制，以避免资源冲突。

发明内容

本发明内容被提供以一种下面将在具体实施方式中进一步描述的简化形式介绍概念的选择。本发明内容既不旨在确定所要求保护的主题的关键特征或基础特征，也不旨在辅助确定所要求保护的主题的范围。

本发明由所附权利要求限定。

另一方面，提供一种非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可包括以下组中的至少一种：硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、EPROM，一种电可擦可编程只读存储器和闪存。

附图说明

本发明的进一步细节、方面和实施例将通过示例参照附图来描述。图中的元件仅仅为了以简单明了的方式进行说明，并不一定按比例绘制。为了便于理解，在相应的附图中包括了类似的参考标号。

图1示出了蜂窝通信网络的示例；

图2示出了一个隐藏节点问题；

图3示出了RTS/CTS方法的流程图；以及

图4和图5示出了RTS/CTS方法中传输的示例。

具体实施方式

本领域技术人员将认识到并理解，下面仅以示例的方式描述本发明的实施例，本文中的教导可适用于各种替代方案。

如上所述，图1示出形成蜂窝网络的三个基站(例如，取决于特定蜂窝标准和术语的eNB或gNB)的示意图。每个基站包括硬件和软件，以实现RAN的功能，包括与核心网络和其他基站的通信、在核心网络和UE之间传送控制和数据信号，以及维持与每个基站相关联的UE的无线通信。核心网络包括硬件和软件，以实现网络功能，例如全网管理和控制，以及呼叫和数据路由。为了方便起见，将使用术语UE来指代所有类型的移动设备。

图3示出了在蜂窝通信系统中避免冲突的方法。在步骤300，基站向UE发送RTS/CTS配置消息以激活UE的RTS/CTS机制。该消息可以是高层的消息，例如RRC。该消息可以仅激活该过程或可以包括配置参数。激活消息配置UE的行为，从而提供UE的半静态配置，不需要在每次需要RTS/CTS过程时重复。还可以提供消息来去激活RTS/CTS配置。

激活消息可以包括从以下选项中选择的一个或多个配置参数：-

●将使用哪个CTS信号，例如使CTS信号UE特定的CTS信号。例如，如果使用Zadoff-Chu序列来识别UE，则使用哪个移位(shift)或根(root)。

●传输CTS信息的哪些传输资源(时间和/或频率)。

●使能触发的UE的信息(例如公共LBT退避值)，以执行其CTS的同步UL传输。

●COT内关于UL情景的CTS周期。如果未配置周期，则在配置的UL情景中，每个RTS仅触发一条CTS消息。可以利用其他周期，使得UE间隔发送CTS消息，以向基站提供传输资源状态的持续指示。例如，周期为2表示在接收到RTS之后的每第2个UL情景发送CTS消息，周期性为1表示每个UL情景。

●可规定周期CTS传输的持续时间，使其不会无限期持续。例如，如果周期设置为1，持续时间设置为4，则在接收到每个RTS消息之后，在连续UL窗口中发送4个CTS消息。

●如果UE标识使用位图，则指示适用于UE的位。

在步骤301中，当已经获得对传输介质的访问时(例如，使用LBT过程)，基站发送用特定无线网络临时标识符(Radio Network Temporary Identifier，RNTI)加扰的下行链路控制信息(Downlink Control Information，DCI)消息。为了方便，术语RTS-DCI和RTS-RNTI将用于此消息和标识符。

RTS-DCI在公共CORESET中传输，该公共CORESET是为UE配置的消息，用于监视RTS-DCI，或者在特定组公共CORESET中传输，该特定组公共CORESET已被配置用于RTS-DCI。

RTS-DCI包括请求CTS响应的UE的指示。例如，RTS-DCI可以包括每个UE的ID，例如连接RNTI(C-RNTI)。然而，如果多个UE被寻址，UE-ID可以具有显著的大小并且赋予显著的控制开销。在可选方案中，RTS-DCI可包括指示正在寻址哪些UE的位图。UE被分配位图中的一个位，表示UE正在被寻址。在步骤300中，可以在高层信令中将该分配指示给UE。位图可以减少所需的控制开销，因为在每个UE的RTS-DCI中只需要一个位。

为了控制RTS-DCI的大小，UE可以被分组，并且每个组分配不同的RTS-RNTI。可选地，不同的公共CORESET可用于不同的UE组。然后，相同的RTS-RNTI可用于所有UE，UE按分配给它们的CORESET进行分组。也就是说，所有UE监视相同的RTS-RNTI，但是不同的组按照不同的CORESET进行监视。这可以使得不同的CORESET周期用于不同的UE组。

RTS-DCI还可以指示使用CTS响应的UE的资源(例如时间和/或频率)、当前COT中的CTS周期(如上所述)，和/或当前COT中CTS周期的持续时间(如上所述)。如果这些参数先前已由高层信令配置，则RTS-DCI中的设置可能会覆盖这些先前的设置。如果不包括设置，则使用高层设置。

如果位图被用于指示UE，并且消息还包括资源的指示，则资源的参数可以按照与位图相同的顺序被包括，使得每个UE可以识别适用于它的参数。在该示例中，要么可以不向UE发送资源的指示，要么向所有UE发送资源的指示。

在步骤302中，UE接收RTS-DCI并检查是否需要CTS响应。

在步骤303中，UE确定传输介质的状态并发送适当的响应。例如，如果传输介质可用，则可以发送肯定响应，或者如果传输介质不可用，则可以发送否定响应或不响应。响应在适当的UL传输窗口中传输，通常是第一个可用的UL传输窗口，或者在RTS-DCI中指示的资源中传输。

在步骤304中，基站根据接收(或未接收)的CTS开始传输或不开始传输。

图4示出了上述过程的示例。基站服务于两个UE(UE1和UE2)，并在400处获取传输信道。UE1和UE2先前被配置以激活RTS/CTS过程，以便每隔一个时隙监视公共CORESET 401上的RTS-DCI。

在获取传输介质之后，基站具有针对UE1的传输，并且因此在针对UE1的第一可用CORESET中传输RTS-DCI 402。在确认传输资源可用之后，UE1在适当的UL资源中传输CTS消息403。然后，基站在404处继续该传输。随后，基站具有用于UE1和UE2两者的数据，并且因此将下一可用CORESET中的RTS 405发送到两个UE。在此示例中，同一时隙中存在UL情景406。基站成功地从UE2而不是从UE1接收CTS。因此，gNB仅在407处向UE2发送数据。

如果UE检测到资源不可用，或者其不可用以接收传输，则来自UE1的CTS可能没有被传输，从而避免了冲突。

图5示出了周期性CTS配置的示例。基站服务于三个UE(UE1、UE2和UE3)。在500处，基站获得对传输介质的访问，并在501处向UE1和UE2发送RTS-DCI。UE1被配置为在预定义资源上，在每个UL情景传输CTS(在可选方案中，该配置可以在高层信令中进行)。

UE1和UE2在第一UL窗口中的502处传输CTS。基站随后在DL窗口503中传输数据。

尽管没有其他的RTS，但是由于周期性配置，UE1在504处传输CTS，并且在505处向UE1发送其他的DL传输。

在506处，基站向UE3传输RTS-DCI并接收CTS响应507。然而，如从周期性配置预期的那样，没有从UE1接收到CTS，这可能是由于缺少传输资源，例如由于隐藏节点问题。因此，基站仅在508处向UE3传输。随后，UE1可用于再次接收并在508处传输周期CTS。

周期性配置可以减少控制开销，因为UE1只需要一个RTS-DCI，以用于多个CTS报告和DL传输机会。

虽然没有详细地示出构成网络部分的任何设备或装置，但是构成网络部分的任何设备或装置至少可以包括处理器、存储单元和通信接口，其中处理器器、存储单元和通信接口被配置为执行本发明中任何方面的方法。更多选项和选择如下所述。

本发明实施例的信号处理功能，尤其是gNB和UE可以使用相关领域技术人员已知的计算系统或架构来实现。计算系统，例如台式计算机、便携式计算机或笔记本计算机、手持式计算设备(PDA、蜂窝电话，掌上型电脑等)、大型机、服务器、客户端或任何其他类型的专用或通用计算设备，因可以适用或者适合于特定应用或者环境而可以被使用。计算系统可以包括一个或多个处理器，这些处理器可以使用诸如微处理器、微控制器或其他控制模块之类的通用或专用处理引擎来实现。

计算系统还可以包括用于存储要由处理器执行的信息和指令的主存储器，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)或其他动态存储器。此类主存储器也可以用于在执行要由处理器执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息。计算系统同样可以包括用于处理器的存储静态信息和指令的只读存储器(read only memory，ROM)或其他静态存储设备。

计算系统还可以包括信息存储系统，该信息存储系统可以包括例如介质驱动器和可移动存储接口。介质驱动器可以包括驱动器或其他机构，以支持固定或可移动存储介质，诸如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光盘(compact disc，CD)、数字视频驱动器(digital video drive，DVD)、读或写驱动器(read or write drive，R或RW)或其他可移动或固定介质驱动器。例如，存储介质可以包括例如硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD或由介质驱动器读和写的其他固定或可移动介质。存储介质可以包括具有存储在其中的特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。诸如这些示例的存储介质可以被称为非暂时性存储介质。当由计算机系统中的处理器执行时，控制模块(在此示例中，软件指令或可执行计算机程序代码)使处理器执行如本文所述的本发明的功能。

在可选实施例中，信息存储系统可以包括用于允许将计算机程序或其他指令或数据加载到计算系统中的其他类似组件。例如，这些组件可以包括可移动存储单元与接口，例如，程序卡盒与卡盒接口、可移动存储器(例如，闪存或者其他可移动存储器模块)与存储器插槽、以及允许软件和数据自可移动存储单元传输到计算系统的其他可移动存储单元与接口。

计算系统还可以包括一个通信接口。这种通信接口可用于允许软件和数据在计算系统和外部设备之间传输。一些实施例中，通信接口可以包括调制解调器、网络接口(例如以太网或其他NIC卡)、通信端口(例如，通用串行总线(universal serial bus，USB)端口)、PCMCIA插槽和卡等。通过通信接口传输的软件和数据以信号的形式传输，这些信号可以是电子的、电磁的、光学的或能够被通信接口介质接收的其他信号。

在本文中，术语‘计算机程序产品’、‘计算机可读介质’等可以通常用于指有形介质，例如存储器、存储设备或存储单元。这些和其他形式的计算机可读介质可以存储一个或多个指令以由包括计算机系统的处理器使用，以使处理器执行指定操作。这些指令，通常称为‘计算机程序代码’(其可以以计算机程序或其他分组的形式而被分组)，在被执行时使得计算系统能够执行本发明的实施例的功能。注意的是，本代码可以直接使得处理器执行指定操作、被编译为这样做、和/或与其他软件、硬件和/或固件元件(例如，用于执行标准功能的库)组合以这样做。

此外，本发明构思可以应用于用于执行网络元件内的信号处理功能的任何电路。进一步设想，例如，半导体制造商可以在独立设备的设计中使用本发明的构思，例如数字信号处理器(digital signal processor，DSP)或专用集成电路(application-specificintegrated circuit，ASIC)的微控制器和/或任何其他子系统元件。

应当理解，为了清楚起见，上述描述参照单个处理逻辑描述了本发明的实施例。然而，本发明的概念可以通过多个不同的功能单元和处理器来同样地实现，以提供信号处理功能。因此，对特定功能单元的引用仅被视为对用于提供所述功能的适当装置的参考，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。

本发明各个方面可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或这些的任何组合。本发明可选择性地至少部分地实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器或诸如FPGA设备的可配置模块组件上运行的计算机软件。

因此，本发明实施例的元件和组件可以以任何合适的方式在物理上、功能上和逻辑上实现。实际上，可以在单个单元、多个单元中或作为其他一部分功能单元的来实现功能。尽管结合一些实施例描述了本发明，但并不打算局限于本文所述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管特征看起来可以结合特定实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到所描述实施例的各种特征可以根据本发明进行任意的组合。在权利要求书中，术语“包括”不排除存在其他元件或步骤。

此外，尽管多个方法、元件或方法步骤被单独列出，这些方法、元件或方法步骤可以例如由单个单元或处理器实现。另外，尽管各个特征可以被包括在不同的权利要求中，但是这些仅仅可能是有益的组合，并且这些这特征包含在不同权利要求中的并不意味着这些特征的组合是不可行的和/或不利的。此外，包含在一个权利要求类别中特征并不意味着对该类别的限制，而是表明该特征在适当的情况下同样适用于其他权利要求类别。

此外，权利要求中的特征的顺序并不意味着必须以任何特定的顺序来执行特征，特别地，方法权利要求中的各个步骤的顺序并不意味着必须以该步骤顺序执行。相反，可以以任何合适的顺序执行这些步骤。此外，单数引用不排除多个引用。因此，对“一”、“第一”、“第二”等的引用不排除多个。

尽管结合一些实施例描述了本发明，但本发明并局限于本文所述的特定形式。相反，本发明的范围仅受所附权利要求的限制。另外，尽管特征看起来可以结合特定实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到所描述实施例的各种特征可以根据本发明进行组合，本领域技术人员可以作出各种变形。在权利要求书中，术语“包括”不排除其他元素的存在。

Claims

1.一种在蜂窝通信网络中避免冲突的方法，其特征在于，所述方法包括：

从蜂窝网络的基站向由所述基站服务的移动设备传输请求发送/清除发送(RTS/CTS)配置消息，以使所述移动设备激活请求发送/清除发送过程；

从所述基站向所述移动设备发送请求发送消息，从所述移动设备请求至少一个清除发送消息；以及

根据所述请求发送/清除发送过程在所述基站处从所述移动设备接收清除发送消息。

2.一种在蜂窝通信网络中避免冲突的方法，其特征在于，所述方法包括：

在移动设备处，从服务于所述移动设备的蜂窝网络的基站接收请求发送/清除发送(RTS/CTS)配置消息，以使所述移动设备激活请求发送/清除发送过程；

在所述移动设备处从所述基站接收请求发送消息，所述基站从所述移动设备请求至少一个清除发送消息；以及

根据所述请求发送/清除发送过程，从所述移动设备向所述基站发送清除发送消息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息是高层消息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息是无线资源控制消息。

5.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括用户设备到位图中的位的映射的指示，以在所述请求发送消息中使用。

6.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括至少一个所述清除发送消息的传输的周期。

7.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括清除发送重复的指示。

8.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括用于传输至少一个所述清除发送消息的资源的指示。

9.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括将使用的清除发送信号的指示。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，指示的清除发送信号是特定用户设备的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，清除发送信号的指示指示使用Zadoff-Chu序列的哪个移位或根。

12.根据权利要求1至8中任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送/清除发送配置消息包括使能所述清除发送消息与其他用户设备同步地传输的信息。

13.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送消息是下行链路控制信息消息。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，使用为所述请求发送消息定义的特定无线网络临时标识符对所述下行链路控制信息消息进行编码。

15.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送消息包括位图字段，其中每个位对应于预定义移动设备的所请求的请求发送/清除发送配置。

16.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述下行链路控制信息消息在公共CORESET中传输。

17.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述下行链路控制信息消息在与由所述请求发送消息进行寻址的用户设备相对应的组公共CORESET中传输。

18.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送消息包括至少一个所述清除发送的传输的周期。

19.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送消息包括清除发送重复的指示。

20.根据上述任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述请求发送消息包括用于传输至少一个所述清除发送消息的资源的指示。

21.一种基站，配置为执行权利要求1所述的方法，以及权利要求3至20中的任意一项所述的方法。

22.一种移动设备，配置为执行权利要求2至20中任意一项所述的方法。