CN113632579A - 用于减小共享载波上基于定时器的传输的延迟的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种在通信设备中实施的用于减小传输延迟的方法包括启动(502)第一定时器。第一定时器的到期(504)对应于第一消息的期望传输时间。该方法还包括，在第一定时器到期之前，启动(504)一个或多个信道接入过程中的第一信道接入过程，以及使用一个或多个信道接入过程确定(508)在第一定时器到期之后共享载波是否可用于传输。该方法还包括，基于在第一定时器到期之后共享载波是否可用于传输(510)，经由共享载波向另一通信设备传输(512)或不传输(514)第一消息。

Description

用于减小共享载波上基于定时器的传输的延迟的系统和方法
技术领域
本公开涉及无线通信，更具体而言，涉及设备使用与其他网络和/或设备共享的无线电频率(例如，使用未许可频带)传输消息的无线通信网络。
背景技术
本文提供的背景技术目的在于一般性地给出本公开的语境。在本背景技术部分中描述的范围内，本文所述的发明人的运行，以及在提交时本来可能无资格成为现有技术的描述的方面，既不明确也不暗示地被承认为本公开的现有技术。
在一些无线通信网络中，通信设备使用定时器触发特定消息。例如，根据针对第五代(5G)无线电接入(“NR”)网络的第三代合作伙伴计划(3GPP)规范(例如，3GPP TS 38.321v15.4.0和TS 24.501 v15.2.1)，通信设备(例如，用户设备，通常使用缩写“UE”表示“用户设备”，或诸如gNB的基站)运行各种定时器以确保设备在适当时间传输特定消息。这些定时器中的一些触发周期性传输的消息(本文称为“周期性定时器”)，其他定时器触发特定消息的重传(本文称为“重传定时器”)，还有其他定时器未必触发任何消息，并且用于限定不许可设备传输特定消息的时间段(本文称为“禁止定时器”)的目的。在一些状况下，一种或多种类型的若干不同定时器可以同时运行。例如，用户设备可以定期运行周期性定时器，周期性定时器标记在用户设备可正常传输特定消息(例如，指示用户设备的剩余功率余量的消息，或者调度请求等)时的时间，同时还运行禁止定时器，禁止定时器限定不许可用户设备传输该特定消息的时间段(例如，由gNB指定)。
在至少一些情形中，一些无线通信网络也可以允许兼容设备与其他无线电接入技术共享未许可的载波。在这样的情况下，为了避免共享介质的不公平使用，在未许可载波中运行的设备通常需要在传输消息之前执行信道接入过程。具体地讲，在使用未许可载波传输信息之前，设备可能需要侦听该载波上的其他通信(即，检测能量)，由此减少或消除对其他网络/设备的通信的干扰。例如，3GPP TS 38.899 v16.0.0解决了为5G NR设备(在通常称为“NR-U”的研究项目下)使用未许可载波的问题，其尝试通过要求5G NR设备在经由未许可载波传输之前执行“先听后讲”(LBT)过程来维持与诸如
Figure BDA0003261323960000021
(IEEE 802.11)的无线电接入技术的公平共存。
如果通信设备在使用未许可载波之前既(1)运行定时器以触发特定消息的传输，又(2)执行信道接入过程，例如LBT，则定时器触发的消息的传输通常因为信道接入过程的完整持续时间而受到延迟。此外，该持续时间可以在消息之间有变化(例如，如果设备为LBT使用可变长度的“竞争窗口”)，这使得更难以补偿延迟。因此，尽管信道接入过程在尝试接入未许可载波的不同设备之间提供了公平性，但那些相同的过程生成了不希望有的网络低效/延迟。
发明内容
本公开的一种通信设备通过在触发通过共享载波发送的消息的定时器到期之前发起第一信道接入过程，减小了该消息的传输延迟。在运行特定定时器或传输特定定时器触发的消息的通信设备的语境中，本公开将针对该定时器和/或消息的最早发起的信道接入过程称为“第一”信道接入过程，无论该通信设备接下来是否为该定时器和/或消息使用任何其他信道接入过程。如果通信设备接下来为该同一定时器和/或消息发起另一信道接入过程，本公开将该后续过程称为“第二”信道接入过程，等等。
例如，发起第一信道接入过程的通信设备可以是向基站(例如，向gNB、gNB-DU或IAB节点)传输消息的用户设备、向用户设备传输消息的基站，或者向无线中继器或另一基站传输消息的基站。定时器可以专用于例如根据特定标准或规范(例如，针对5G NR的3GPP规范)触发一种或多种特定类型消息(例如，调度请求消息、缓冲状态报告消息等)的传输。在一些实施方式中，该通信设备在协议栈的物理(PHY)层实施第一信道接入过程，并且在协议栈的媒体接入控制(MAC)或更高层实施定时器。
如果第一信道接入过程指示共享载波不可用(例如，在特定时间窗口上不空闲)，通信设备可以不传输消息。例如，如果该消息是通信设备正常周期性传输的消息，则通信设备可以跳过该消息的传输，直到接下来的时间段结束(即，在周期性定时器的下一次到期时)。不过，如果第一信道接入过程指示共享载波可用，则通信设备可以确定第一信道接入过程在定时器到期之前还是之后结束。如果第一信道接入过程在定时器到期之后结束，该通信设备可以安全地认为共享载波是空闲的，因此，向另一接收设备传输该消息。
不过，如果第一信道过程在定时器到期之前结束，通信设备可以在定时器到期之后发起第二信道接入过程。或者，通信设备可以在定时器到期之前稍早(例如，在确保第二信道接入过程将直到定时器到期之后才结束的时间)发起第二信道接入过程。在任一种情况下，如果第二信道接入过程指示共享载波不可用，则通信设备可以跳过该消息的传输(例如，直到随后的定时器到期)。如果第二信道接入过程反而指示共享载波可用，该通信设备可以安全地认为共享载波是空闲的，并向目的地设备传输该消息。在一些实施方式和/或情形中，第二信道接入过程是与第一信道接入过程不同类型、类别和/或持续时间的。例如，第一信道接入过程可以使用可变长度的竞争窗口，而第二信道接入过程可以使用更短的固定长度的竞争窗口。在一些实施方式和/或情形中，通信设备从作为消息的预期接收方的设备接收定时器持续时间或者可以由之导出定时器持续时间的其他信息。
根据实施方式和/或情形，第一(可能仅有)信道接入过程超前定时器到期的时间量可以取决于各种因素。例如，通信设备可以基于要传输的消息的优先级，或者基于信道接入过程的持续时间(例如，竞争窗口持续时间/大小)来确定信道接入过程的启动时间。在其他实施方式和/或情形中，通信设备可以在定时器到期之前预定时间间隔发起信道接入过程。
在一些实施方式和/或情形中，通信设备运行对应于不同消息的多个定时器，其中定时器至少部分地在时间上交叠。在5G NR中，例如，定时器之一可以触发功率余量报告消息的周期性传输，而在相同时间运行的另一个定时器可以触发缓冲状态报告消息的重传。在诸如这些的情形中，通信设备可以在那些定时器中的任何定时器到期之前的时间为所有由那些定时器触发的消息发起单个信道接入过程。通信设备然后可以使用上述技术来确定是否以及何时传输每个消息。例如，如果信道接入过程指示在对应定时器到期之后载波空闲，通信设备可以在共享载波上传输消息中的给定一个，或者，如果第一信道接入过程在对应定时器到期之前结束，通信设备可以启动第二后续信道接入过程。通常，如果共享载波在适当时间空闲，根据各个定时器和信道接入过程的持续时间和启动时间，通信设备可以在第一信道接入过程结束时传输消息中的零个、一个、一些或所有，和/或在第二信道接入过程结束时传输消息中的零个、一个、一些或所有。
这些技术的一种示例性实施方式是一种在通信设备中用于减小传输延迟的方法。该方法包括由通信设备的处理硬件启动第一定时器。第一定时器的到期对应于第一消息的期望传输时间。该方法还包括，在所述第一定时器到期之前，由所述处理硬件启动一个或多个信道接入过程中的第一信道接入过程。该方法还包括，由处理硬件并且使用所述一个或多个信道接入过程确定在所述第一定时器到期之后共享载波是否可用于传输；以及基于在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输，经由所述共享载波向另一通信设备传输或不传输所述第一消息。
附图说明
图1是示例性无线通信网络的框图，其中，本公开的用户设备和/或基站使用未许可的载波来传输各种定时器触发的消息；
图2是时序图，其根据定时器在第一LBT过程完成前到期的第一情形，绘示了可以由图1的用户设备或基站为定时器触发的消息实施的示例性信道接入技术；
图3是时序图，其根据定时器在第一LBT流完成之后到期的第二情形，绘示了图2的信道接入技术；
图4是时序图，其根据第一LBT过程用于确定载波对于与不同定时器相关联的两个消息的可用性的实施方式和情形，绘示了可以由图1的用户设备或基站为定时器触发的消息实施的示例性信道接入技术；
图5是用于确定何时传输定时器触发的消息的示例性算法的流程图；
图6绘示了示例性协议层间消息序列，其可以对应于图2到4的任一个的信道接入技术和/或图5的流程图；以及
图7是用于减小传输延迟的示例性方法的流程图。
具体实施方式
一般说来，本公开的技术减小了通过共享载波传输定时器触发的消息的通信设备，例如用户设备(UE)和/或基站的传输延迟。作为本文使用的术语，并且取决于实施方式，“载波”可以是任何类型的连续或不连续频谱或频带，可以对应于或不对应于给定无线电接入网络中的单个信道。此外，作为本文中使用的术语，并且根据实施方式，“共享”载波可以是能够被不同无线电接入网络和/或无线电接入技术共享的未许可载波，或者出于某种其他原因而共享的载波(例如，由单个无线电接入网络的设备排他共享的载波)。
下文主要参考5G NR技术，更具体地讲，参考5G NR网络在未许可载波上的运行(即，NR-U运行)来论述这些技术。不过，本公开的技术能够应用于其他无线电接入技术和/或其他类型的共享载波(例如，由单个无线电接入网络的设备共享的许可频带)。
首先参考图1，无线通信网络100包括UE 102，如下文进一步所述，该UE可以是能够进行无线通信的任何适当的设备。无线通信网络100还包括与NR-U小区106相关联并且(直接或间接)连接到5G核心网络(5GC)110的基站104。例如，基站104可以作为5G节点B(gNB)、分布式单元gNB(gNB-DU)或集成式接入回程(IAB)节点运行。尽管图1将基站104绘示为仅为小区106服务，但要理解的是，基站104也可以覆盖图1中未示出的一个或多个额外小区。通常，无线通信网络100可以包括任意数量的基站，基站的每个可以覆盖一个、两个、三个或任何其他适当数量的小区。
小区106中运行的5G NR UE，包括UE 102，可以利用未许可载波以及专门分配给运行基站104和5GC 110的服务提供商的无线电频谱的部分。在使用5G NR空中接口交换数据时，UE 102和基站104可以与其他无线电接入网络的其他设备共享未许可载波。例如，其他UE(图1中未示出)可以是运行基站104和5GC 110的服务提供商的订户，并且能够经由未许可载波与基站104通信。此外或替代地，利用未许可载波的其他UE可以使用不同的无线电接入技术与基站104之外的基站或网络节点通信。图1示出了一种此类情形的示例，其中，UE102和基站104与接入点(AP)112共存。当根据IEEE 802.11标准之一在无线局域网(WLAN)中运行时，AP 112可以利用包括或被包括在未许可载波的至少一部分中的频谱。AP 112可以被配置成与图1中未示出的一个或多个其他设备(例如，其他UE)通信。在其他实施方式和/或情形中，UE 102和基站104还，或者替代地与根据其他无线电接入技术运行的设备共存。在另一实施方式和/或情形中，基站104不连接到5GC 110，并且能够作为AP(例如，类似于AP112)运行。因此，例如，无线通信网络100可以省去5GC 110，或者仅在特定情形中使用5GC110。
UE 102装备有处理硬件120，处理硬件可以包括一个或多个通用处理器(例如，CPU)和存储了一个或多个通用处理器可以执行的指令的非暂态计算机可读存储器。此外或替代地，处理硬件120可以包括专用处理单元，诸如例如无线通信芯片组。处理硬件120包括物理(PHY)层控制器122(本文也称为“PHY控制器122”)和媒体接入控制(MAC)层控制器124(本文也称为“MAC控制器124”)。PHY控制器122和MAC控制器124可以使用硬件、软件和/或固件的任何适当组合来实现。在一种示例性实施方式中，PHY控制器122和/或MAC控制器124包括限定UE 102的操作系统的相应部件的指令的集合，并且处理硬件120的一个或多个CPU执行这些指令以执行相应的PHY和/或MAC层功能。在另一实施方式中，PHY控制器122和/或MAC控制器124是使用固件实现为无线通信芯片组的一部分的。
一般来讲，PHY控制器122执行与UE 102支持的无线通信协议栈的PHY层对应的操作，而MAC控制器124执行与相同协议栈的MAC层对应的操作。尽管图1中未示出，但处理硬件120还可以包括用于若干其他协议层的每层的控制器，例如无线电链路控制(RLC)层控制器、无线电资源控制(RRC)控制器和/或移动性管理(MM)控制器。控制器122和124(以及可能还有UE 102中的其他层特定的控制器)中的每个在协议栈的对应层负责入站消息、出站消息和内部过程。除了支持UE 102外部的消息之外，控制器122和124(以及可能还有UE 102中的其他层特定的控制器)可以向彼此和/或向其他层发送内部“协议层间”(IPL)消息。如本文所用，术语“通信”和“发送”包括指称无线通信协议栈的层之间的信息交换，其中通信/发送层为信息源，接收层为信息目的地。
MAC控制器124实施(例如，启动以及指示其到期)若干定时器126-1到126-M，其中，根据实施方式，M可以是大于零的任何适当整数。定时器126-1到126-M包括一种或多种类型的定时器。例如，定时器126-1到126-M可以包括一个或多个周期性定时器和/或一个或多个重传定时器，每个周期性定时器以固定时间间隔触发特定类型消息的传输，每个重传定时器触发特定类型的消息的重传(例如，在从预期接收方接收消息的初始传输的确认失败之后)。此外，在一些实施方式中，定时器126-1到126-M可以包括一个或多个禁止定时器，每个禁止定时器在定时器的持续时间内防止传输特定类型的消息(例如，推翻(override)尝试触发该消息传输的任何周期性定时器或重传定时器)。定时器126-1到126-M可以包括在3GPP TS 38.321、TS 38.322、TS 38.331和/或TS 24.501中指定的定时器。在一种实施方式中，例如，定时器126-1到126-M包括下表中示出的定时器：
Figure BDA0003261323960000071
在替代实施方式中，UE 102在不同协议层实施定时器126-1到126-M或其子集。例如，处理硬件120的RLC层控制器、RRC层控制器和/或移动性管理(MM)或其他非接入层(NAS)控制器(例如，会话管理(SM)控制器)可以实施定时器126-1到126-M中的一个、一些或所有。
PHY控制器122包括信道接入模块128，其导致UE 102执行一个或多个信道接入过程，该一个或多个信道接入过程确保对未许可载波的公平接入(例如，使得UE 102不会过度利用未许可载波并导致对其他设备，诸如AP 112和另一个UE之间的通信的不当干扰)。具体而言，信道接入模块128导致UE 102在UE 102通过未许可载波传输消息之前执行先听后讲(LBT)过程。通常，如果LBT过程指示未许可载波空闲，UE 102可以通过未许可载波传输消息，但如果LBT过程指示未许可载波繁忙，则在稍晚时间之前不能通过未许可载波传输消息。
LBT过程可以包括在固定或可变时间量(例如，如3GPP TS 37.213和/或TS 38.899中指定的)内在未许可载波上感测(即，尝试检测)能量。例如，对于一些或全部LBT过程，信道接入模块128可以在25微秒时间间隔内，或在任何其他适当的固定时间间隔内在未许可载波上感测能量。作为另一个示例，对于一些或全部LBT过程而言，信道接入模块128可以动态地确定并设置“竞争窗口”的持续时间，在该持续时间内，未许可载波必须是空闲的，以便UE 102将未许可载波视为可用(即，以便UE 102在未许可载波上传输特定消息)。信道接入模块128可以通过例如随机生成下限和上限之间的数字来动态地确定竞争窗口持续时间/大小。在一些实施方式和情形中，信道接入模块128可以确定特定LBT过程根本没有竞争窗口，以避免使特定消息的传输延迟。
在一些实施方式中，信道接入模块128可以选择性地实施不同持续时间、类型和/或类别的LBT过程。例如，信道接入模块128可以利用不同的竞争窗口持续时间，或基于UE102意图传输的消息的优先级种类将竞争窗口持续时间约束到不同范围的值。作为另一个示例，信道接入模块128可以选择性地实施如3GPP TS 38.899中指定的类别1、2、3或4信道接入方案(即，分别为无LBT过程、具有随机回退的LBT过程、具有随机回退和固定大小/持续时间的竞争窗口的LBT过程、或具有随机回退和可变大小/持续时间的竞争窗口的LBT过程)。下文更详细论述在UE 102通过未许可载波传输(或意图传输)由定时器126-1到126-M之一触发的消息的情形中，信道接入模块128的操作。
基站104装备有处理硬件130，处理硬件可以包括一个或多个通用处理器(例如，CPU)和存储了一个或多个通用处理器能够执行的指令的非暂态计算机可读存储器。此外或替代地，处理硬件130可以包括专用处理单元，例如无线通信芯片组。类似于UE 102的处理硬件120，处理硬件130包括PHY控制器132和MAC控制器134，其中MAC控制器134实施(例如，启动以及指示其到期)若干定时器136-1到136-N(N为大于零的整数)，并且PHY控制器132包括信道接入模块138。在替代实施方式中，基站104在不同协议层实施定时器136-1到136-N或其某个子集。例如，处理硬件130的RLC层控制器、RRC层控制器和/或NAS层控制器可以实施定时器136-1到136-N中的一个、一些或所有。
通常，PHY控制器132可以类似于PHY控制器122，并且MAC控制器134可以类似于MAC控制器124，但PHY控制器132和MAC控制器134的操作对应于PHY和MAC层的基站侧而不是PHY和MAC层的UE侧。因此，例如，定时器136-1到136-N可以由比定时器126-1到126-M更多或更少的定时器组成，和/或可以对应于(即，用于触发或禁止)与定时器126-1到126-M不同类型的消息。作为另一个示例，在一些实施方式中，与信道接入模块128相比，信道接入模块138可以实施不同类型、类别和/或持续时间的LBT过程。下文更详细论述在基站104通过未许可载波传输(或意图传输)由定时器136-1到136-N之一触发的消息的情形中，信道接入模块138的操作。尽管图1中未示出，但处理硬件130还可以包括用于若干其他层的每层的控制器，例如RLC层控制器、RRC层控制器和/或MM或其他NAS层控制器(例如，SM控制器)，其中的任何一个或多个可以实施定时器136-1到136-N中的一个、一些或全部。在一种实施方式中，例如，定时器136-1到136-N包括下表中示出的定时器：
Figure BDA0003261323960000091
Figure BDA0003261323960000101
为了简单起见，图1未绘示UE 102和基站104的各个部件。除了上述层特定的控制器之外，例如，UE 102和基站104还包括相应的收发器，所述收发器包括被配置成发射和接收无线信号的各种硬件、固件和/或软件部件。处理硬件120和处理硬件130可以根据需要发送命令并与相应收发器交换信息，以执行各种连接建立过程，执行各种RRC、MM或SM过程，或与其他网络元件通信，等等。
通常，如果UE 102或基站104意图通过未许可载波传输消息，信道接入模块128或信道接入模块138可以分别使相应设备(UE 102或基站104)执行LBT过程，并且不允许相应设备传输消息，除非并且直到LBT过程指示未许可载波是空闲的。不过，如果该消息是由定时器(即，定时器126-1到126-M或136-1到136-N)触发的消息，相应的信道接入模块可以执行修改的信道接入技术，在至少一些情形中，修改的信道接入技术减小了消息的传输延迟。亦即，修改的信道接入技术允许UE 102或基站104在至少一些情形中在更接近用于触发该消息的定时器到期的时间传输消息，而不是将传输延迟LBT过程的完整持续时间。
图2到5示出了根据各种实施方式和/或情形，这种修改的信道接入技术的操作。尽管下文参考图1中绘示的部件论述了图2到图5，但通常可以使用任何适当的部件或无线通信网络，并且信道接入过程不需要是LBT过程。此外，在一些实施方式中，以下操作可能仅适用于UE 102而不适用于基站104，或者仅适用于基站104而不适用于UE 102。
首先参考图2，可以是图1的UE 102或基站104的通信设备实施示例性信道接入技术200。在该信道接入技术200中，通道设备运行202定时器(例如，定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一)，该定时器在时间204启动，且在时间206结束/到期。在一些实施方式和/或情形中，通信设备使用通信设备已从另一通信设备(例如，如果实施技术200的设备是UE102，则从基站104)接收的定时器值设置定时器的持续时间。通信设备的信道接入模块(例如，信道接入模块128或138)执行220在比到期时间206更早的时间222启动的LBT过程。LBT过程可以是例如上文结合图1(例如，利用单个固定或可变持续时间的竞争窗口)论述的任何LBT过程。
在图2的示例性情形中，LBT过程结束于时间224，并且指示未许可载波空闲。因为在通信设备确定载波空闲的时候该定时器已经到期，通信设备向预期接收方设备(例如，如果实施技术200的设备是UE 102，则向基站104、无线中继器或另一UE；或者，如果实施技术200的设备是基站104，则向UE 102、无线中继器或另一基站)传输230消息。该消息可以是特别地对应于在时间206到期的定时器的消息。例如，该定时器可以是上表中列出的任何定时器(例如，周期性BSR定时器)，该消息可以是上表中列出的对应消息(例如，缓冲状态报告(BSR)消息)。如果LBT过程反而指示未许可载波繁忙，则实施技术200的通信设备跳过该消息的传输230。
在图2的示例中，定时器为周期性定时器。因此，通信设备在定时器的前一到期时间206之后立即再次运行260该定时器。在其他情形中(例如，如果定时器是重传定时器而非周期性定时器)，该定时器可以不在到期时间206之后立即重复。定时器的第二次运行260在时间262到期，通信设备的信道接入模块(例如，信道接入模块128或138)执行270在到期时间262之前的时间272开始的另一LBT过程。尽管图2将该第二LBT过程示为具有比第一LBT过程更短的持续时间，但在其他实施方式和/或情形中，第二LBT过程可以具有与第一LBT过程的持续时间相同或比其更长的持续时间。
在图示的情形中，第二LBT过程结束于到期时间262之后的时间274。如果第二LBT过程指示未许可载波空闲，则实施技术200的通信设备传输消息的第二实例(例如，在第二时间段内传输第二BSR消息)。不过，在图2的情形中，第二LBT过程指示未许可载波繁忙。因此，尽管定时器在时间262已经到期，但通信设备跳过280消息的传输(例如，在第二时间段内不传输第二BSR消息)。
通信设备可以取决于一个或多个条件确定跳过(或不跳过)消息的传输。在一种示例性实施方式和/或情形中，如果通信设备错过了消息的预期传输时间，或者如果LBT过程指示未许可载波在预期传输时间范围之内繁忙，则通信设备跳过消息的传输。否则，通信设备可以一直等到LBT过程指示未许可载波空闲再传输消息。在另一个示例中，如果通信设备取消或放弃触发消息传输的对应过程，则通信设备跳过消息的传输。
如在图2中所见，第一LBT过程的开始时间222比第一到期时间206早持续时间290A，而第二LBT过程的开始时间272比第二到期时间262早持续时间290B。在一些实施方式中，通信设备基于与被发送消息相关联的优先级类别确定每个LBT过程的开始时间(从而，确定持续时间290A和290B)。例如，通信设备可以在希望传输更高优先级消息时为LBT过程设置更早的开始时间。在其他实施方式中，通信设备基于要用于LBT过程的竞争窗口的大小/持续时间确定每个LBT过程的开始时间，其中通信设备为更长的竞争窗口选择更早的开始时间。例如，图2可以反映这样的情形：通信设备为第一LBT过程选择比第二LBT过程更长的竞争窗口大小/持续时间，因此，设置LBT过程开始时间222和272，使得持续时间290A比持续时间290B更长。在其他实施方式中，持续时间290A和290B都等于在执行LBT过程用于传输定时器触发的消息时通信设备使用的预定/固定时间间隔，或者通信设备可以使用任何其他适当的技术或规则来确定LBT过程开始时间222和272。
图3绘示了不同的情形，其中，示例性信道接入技术300的LBT过程在对应定时器到期之前结束，因此，不能被信任为未许可载波在期望传输时间是否仍然空闲/可用的指标。该信道接入技术300可以由例如与信道接入技术200相同的通信设备(例如，图1的UE 102或基站104)实施。在该信道接入技术300中，通道设备运行302定时器(例如，定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一)，该定时器在时间304启动，在时间306结束/到期。在一些实施方式和/或情形中，通信设备使用通信设备从另一通信设备(例如，如果实施技术300的设备是UE 102，则从基站104)接收的定时器值设置定时器的持续时间。通信设备的信道接入模块(例如，信道接入模块128或138)然后执行320在比到期时间306更早的时间322启动的LBT过程。LBT过程可以是例如上文结合图1或图2(例如，利用单个固定或可变持续时间的竞争窗口)论述的任何LBT过程。此外，如上文结合图2所述，通信设备可以基于要发送的消息的优先级类别，基于要用于LBT过程的竞争窗口大小/持续时间，使用固定时间间隔或以任何其他适当的方式来确定第一LBT过程的开始时间322。
在图3的示例性情形中，LBT过程结束于时间324，并且指示未许可载波空闲。不过，因为时间324在到期时间306之前，所以通信设备不能安全地假设在到期时间306时未许可载波仍然空闲。因此，并非立即传输消息，通信设备执行340在到期时间306开始的第二LBT过程。在其他实施方式中，第二LBT过程可以稍在到期时间306之后开始，或者，为了进一步减小延迟，可以在到期时间306之前开始。例如，通信设备可以执行340在时间324，在晚于时间324的某个其他时间，或在比到期时间306早第二LBT过程的已知持续时间(或最小持续时间)的某个其他时间开始的第二LBT过程。
如果第二LBT过程指示未许可载波繁忙，则实施技术300的通信设备可以跳过该消息的传输。不过，在图3绘示的情形中，第二LBT过程指示未许可载波空闲。因此，在第二LBT过程在时间342结束时，通信设备向预期接收方设备(例如，如果实施技术300的设备是UE102，则向基站104、无线中继器或另一UE；或者，如果实施技术300的设备是基站104，则向UE102、无线中继器或另一基站)传输350消息。如上文结合图2所述，该消息可以是特别地对应于在时间306到期的定时器的消息(例如，根据上表中列出的任何定时器/消息对)。
在一些实施方式中，第二LBT过程与第一LBT过程相同。不过，在其他实施方式中，第二LBT过程与第一LBT过程在类型、类别和/或持续时间方面不同。例如，第一和第二LBT过程可以对应于3GPP TS 38.899中定义的不同类别(即，类别1、2、3或4)。作为另一个示例，第一和第二LBT过程可以对应于3GPP TS 37.213中定义的不同信道接入过程(例如，其中第一过程是“类型1上行链路”信道接入过程，而第二过程是“类型2上行链路”信道接入过程，等等)。作为更具体的示例，第一LBT过程可以是可变持续时间过程(例如，具有随机确定的竞争窗口持续时间)，而第二LBT过程可以是更短的固定持续时间过程。
取决于实施方式，第二LBT过程的持续时间可以取决于或者不取决于第一LBT过程的结果(空闲或繁忙)。在一些实施方式中，例如，如果第一LBT过程指示载波繁忙，则通信设备跳过消息的传输350，而不发起第二LBT过程。在其他实施方式中，如果第一LBT过程指示空闲信道，通信设备使用相对短的第二LBT过程，或者，如果第一LBT过程指示繁忙信道，则使用相对长的第二LBT过程(例如，持续时间与第一LBT过程相同，或者具有可变/随机持续时间，等等)。
在一些实施方式中，例如，在放弃已发起传输的特定过程时，实施技术300的通信设备可以在完成LBT过程之前取消消息的传输。在一种此类实施方式和/或情形中，在决定取消传输时，通信设备在其正常完成时间之前(例如，如果第一LBT过程在进行中，则在时间324之前，或者如果第二LBT过程在进行中，则在时间342之前)放弃已经进行中的任何LBT过程，以便省电。不过，在其他实施方式和/或情形中，通信设备继续执行任何进行中的LBT过程，直到其正常的到期时间。通信设备然后可以使用该LBT过程以用于传输另一消息(例如，也碰巧具有即将到达定时器到期的不同类型的消息)的目的，由此可能减小该其他消息的传输延迟。
图4绘示了如下实施方式和情形：其中，使用示例性信道接入技术400的第一LBT过程，以确定载波对于与不同定时器相关联的多个消息的可用性。该信道接入技术400可以由例如与信道接入技术200和/或300相同的通信设备(例如，图1的UE 102或基站104)实施。在信道接入技术400中，通信设备运行402在时间404开始，并在时间406结束/到期的第一定时器(例如，定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一)，并运行410在时间412开始，并在时间414结束/到期的第二定时器(例如，定时器126-1到126-M或136-1到136-N中的不同一个)。在一些实施方式和/或情形中，通信设备使用通信设备已从另一通信设备(例如，如果实施技术400的设备是UE 102，则从基站104)接收的定时器值设置一个或两个定时器的持续时间。在一些实施方式中，第一定时器特定地对应于第一消息类型，而第二定时器特定地对应于第二不同的消息类型。例如，通信设备可以使用第一定时器以触发缓冲状态报告(BSR)消息，并使用第二定时器以触发功率余量报告(PHR)消息。在其他实施方式和/或情形中，第一定时器和第二定时器可以对应于相同消息类型但针对不同的接收方设备。
通信设备的信道接入模块(例如，信道接入模块128或138)执行420在比到期时间406和到期时间414两者更早的时间422开始的第一LBT过程。第一LBT过程可以是例如上文结合图1或图2(例如，利用单个固定或可变持续时间的竞争窗口)论述的任何LBT过程。此外，如上文结合图2所述，通信设备可以基于要发送的消息的优先级类别，基于要用于第一LBT过程的竞争窗口大小/持续时间，使用固定时间间隔或以任何其他适当的方式来确定第一LBT过程的开始时间422。通信设备可以通过例如计算相对于两个到期时间的更早者(即，时间406)的时间间隔来确定开始时间422。
在图4的示例性情形中，第一LBT过程结束于时间424，并且指示未许可载波空闲。因为在通信设备确定载波空闲的时候(在时间406)该第一定时器已经到期，通信设备向预期接收方设备(例如，如果实施技术200的设备是UE 102，则向基站104、无线中继器或另一UE；或者，如果实施技术400的设备是基站104，则向UE 102、无线中继器或另一基站)传输430消息。如上所述，该消息可以是特别地对应于在时间406到期的定时器的消息。如果第一LBT过程反而指示未许可载波繁忙，则实施技术400的通信设备可以跳过该消息的传输430。
相反，因为时间424在第二定时器的到期时间414之前，所以通信设备不能安全地假设在到期时间414时未许可载波仍然空闲。因此，并非立即传输对应于第二定时器的消息，通信设备执行440在第二定时器到期时间414开始的第二LBT过程。在其他实施方式中，第二LBT过程可以稍在到期时间406之后开始，或者，为了进一步减小延迟，可以稍微在到期时间406之前开始(例如，如上文结合图3所述)。
如果第二LBT过程指示未许可载波繁忙(或者，在一些实施方式中，如果第一LBT过程指示载波繁忙)，则实施技术400的通信设备可以跳过对应于第二定时器的消息的传输。不过，在图4绘示的情形中，第二LBT过程指示未许可载波空闲。因此，在第二LBT过程在时间442结束时，通信设备向预期接收方设备(例如，接收第一消息的同一设备)传输450消息。第一和第二LBT过程可以相同，或者可以在类型、类别和/或持续时间方面不同(例如，如上文结合图3所述)。
通常，在一些实施方式中，可以将技术400底层的原理扩展到任何适当数量的定时器和对应的消息。例如，通信设备可以使用第一LBT过程以便检查载波对于不同类型的三个(或四个、五个等)定时器触发的消息的可用性，并且仅在必要时执行第二LBT过程(例如，仅在第一LBT过程在一个或多个定时器到期之前结束时)。
图5是用于确定何时传输定时器触发的消息的示例性算法500的流程图。算法500由通信设备，例如图1的UE 102或基站104实施。图2、3和/或4中反映的情形可以对应于例如在通信设备应用算法500时遵循的不同决策路径。
在算法500中，通信设备在框502处启动定时器(例如，在图2的时间204或206、在图3的时间304、在图4的时间404或在图4的时间412启动的定时器)。例如，定时器可以是定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一。在框504中，通信设备在定时器到期之前在未许可载波上启动第一LBT过程(例如，在图2的时间222、在图3的时间322或在图4的时间422启动的LBT过程)。
在框506处，在框502处启动的定时器到期(例如，在图2的时间206或262处，在图3的时间306处，或者在图4的时间406或414处)，由此触发消息的传输(受到载波可用性的影响)。在框508，响应于定时器到期，通信设备确定第一LBT过程是否仍在运行。如果该流程仍在运行，则流程进行到框510。
在框510处，通信设备确定第一LBT过程是否指示载波空闲。如果空闲，流程进行到框512，在此，通信设备传输消息(例如，图2的传输230或图4的传输430)，该消息可以是在框502处启动的定时器特有的消息。如果不空闲，流程进行到框514，在此，通信设备跳过消息的传输。
如果通信设备转而在框508确定第一LBT过程并非仍在运行，流程进行到框516，在此，通信设备开始第二LBT过程(例如，在图3的时间340或在图4的时间440处启动的LBT过程)。之后，在框520处，通信设备确定第二LBT过程是否指示载波空闲。如果空闲，流程进行到框512，在此，通信设备传输消息(例如，图3的传输350或图4的传输450)。如果不空闲，流程进行到框514，在此，通信设备跳过消息的传输。在一些实施方式中，如果第一LBT过程在定时器到期之前立即停止运行或者在定时器到期之前短持续时间内停止运行，通信设备可以不启动第二LBT过程，并且传输消息。
图6绘示了示例性IPL消息序列600，其可以对应于例如图2到4的任一个的信道接入技术和/或图5的流程图。更具体而言，图6绘示了通信设备(例如，UE 102或基站104)在第一协议层602和第二协议层604之间交换的IPL消息。例如，第一协议层可以是PHY层(例如，由图1的PHY协议层122或132实现)，而第二协议层604可以是MAC层(例如，由图1的MAC控制器124或134实现)、RLC层、RRC层或NAS层。
在IPL消息序列600中，第二协议层604启动610定时器(例如，在图2的时间204或206、在图3的时间304、或在图404的时间404或时间412启动的定时器)。例如，定时器可以是定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一。在定时器到期之前，第二协议层604向第一协议层602发送612第一IPL消息，暗示或显示地指出第一协议层602要启动第一LBT过程(例如，通过发送启动流程的命令或简单地通过指示传输正要开始)。第二协议层604可以通过上文结合图2论述的任何方式(例如，基于要发送的消息的优先级类别或固定时间间隔等)确定何时发送612第一IPL消息。
响应于IPL消息，第一协议层602启动614第一LBT过程(例如，在图2的时间222、图3的时间322或图4的时间422启动的LBT过程)。之后，第二协议层604检测616定时器的到期(例如，在图2的时间206或262、在图3的时间306、或在图4的时间406或414)。
响应于检测到616定时器到期，第二协议层604向第一协议层602发送620另一IPL消息，指示对应于定时器的消息已经准备好传输。作为响应，第一协议层602传输622该消息(即，如果第一LBT过程在定时器到期之后结束并且指示载波空闲)，启动624第二LBT过程(例如，如果第一LBT过程在定时器到期之前结束)，或者跳过626消息传输(例如，如果第一LBT过程指示载波繁忙)。第一协议层602可以通过应用算法500的例如开始于框508的部分来确定采取哪个动作(或不采取动作)(即，622、624或626)。
在一些实施方式和/或情形中，第二协议层604启动调度请求(SR)禁止定时器(例如，sr-ProhibitTimer)，然后在SR禁止定时器仍然运行时触发SR的传输(例如，由于另一个定时器到期)。第二协议层604还在SR禁止定时器到期之前向第一协议层602发送IPL消息，指示第一协议层602要启动LBT过程。作为响应，第一协议层602启动第一LBT过程。在SR禁止定时器到期时(例如，如来自第二协议层604的另一个IPL消息中所示)，如果第一协议层602已经完成了第一LBT过程，则第一协议层602执行第二LBT过程，并且如果第二LBT过程指示载波空闲，则第一协议层602向接收方设备传输SR消息。相反，如果第一协议层602在SR禁止定时器到期时未完成第一LBT过程，则第一协议层602完成第一LBT过程。之后，如果第一LBT过程指示载波空闲，则第一协议层602向接收方设备传输SR消息。
现在参考图7，用于减小传输延迟的示例性方法700可以在适当的通信设备，例如UE 102(例如，通过处理硬件120)或基站104(例如，通过处理硬件130)中实施。
在方法700的框702，通信设备启动第一定时器(例如，图1的定时器126-1到126-M或136-1到136-N之一，在图2的时间204、图3的时间304或图4的时间404)。第一定时器的到期对应于第一消息(例如，BSR消息、PHR消息、SR消息、注册请求消息、取消注册请求消息或另一种适当的消息)的期望传输时间。例如，框702可以发生于通信设备支持的无线通信协议栈的MAC层、RLC层、RRC层或NAS层。
在框704处，在第一定时器到期之前(例如，在图2的时间206、图3的时间306或图4的时间406或414)，通信设备启动通信设备最终结合第一定时器执行的一个或多个信道接入过程(例如，在一些实施方式/情形中，仅上文结合图2所述的一个LBT过程，或者上文结合图3所述的两个LBT过程)中的第一信道接入过程(例如，开始于图2的时间222、图3的时间322或图4的时间422的LBT过程)。在一些实施方式中，框704包括确定第一信道接入过程的开始时间(例如，如上文结合图2所述，基于第一消息的优先级、第一信道接入过程的持续时间或预定/固定间隔等)，然后在该时间启动该流程。例如，框704可以(例如，响应于从执行框702的协议层接收到IPL消息)发生于无线通信协议栈的PHY层。
在框706，通信设备使用一个或多个信道接入过程，确定在第一定时器到期之后共享载波(例如，未许可载波)是否可用于传输。例如，框706可以发生于无线通信协议栈的PHY层。
在框708处，基于框706处的确定，通信设备经由共享载波向另一个通信设备传输第一消息(例如，图2的传输230、图3的传输350或图4的传输430或450)，或者不传输第一消息(例如，至少直到定时器的后续到期后，或者由于放弃曾触发第一消息的传输的特定过程而跳过传输)。例如，如果实施方法700的通信设备是UE 102，则接收设备可以是基站104、另一个UE或无线中继器。作为另一个示例，如果实施方法700的通信设备是基站104，则接收设备可以是UE 102、另一个基站或无线中继器。
在一些实施方式和/或情形中(例如，如结合图2所示和所述)，框706包括使用第一信道接入过程确定在第一定时器到期之后共享载波可用于传输，并且框708包括，响应于该确定，经由共享载波向另一通信设备传输第一消息(例如，图2的传输230)。
在其他实施方式和/或情形(例如，如结合图3中所示和所述)中，方法700包括第一附加框和第二附加框，在第一附加框中，通信设备确定第一信道接入过程在第一定时器到期之前结束，在第二附加框中，通信设备启动一个或多个信道接入过程中的第二信道接入过程(例如，在图3的时间306或图4的时间414启动的LBT过程)。在这样的实施方式/情形中，框706可以包括使用第二信道接入过程确定在第一定时器到期之后共享载波可用于传输，并且框708可以包括，响应于该确定，经由共享载波向另一通信设备传输第一消息(例如，图3的传输350或图4的传输450)。
在其他实施方式和/或情形中，框706包括(例如，使用第一或第二信道接入过程)确定在第一定时器到期之后共享载波不可用于传输，并且框708包括，响应于该确定，不经由共享载波向另一通信设备传输第一消息。
在其他实施方式和/或情形中(例如，如结合图4所示和所述)，方法700包括第一附加框，其中，通信设备启动第二定时器(例如，如果第一定时器是在时间402启动的定时器，则第二定时器是在图4的时间412启动的定时器，反之亦然)，其中第二定时器的到期对应于第二消息的期望传输时间(例如，与第一消息类型不同的消息)。在这种实施方式/情形中，框704(即，启动第一信道接入过程)发生于第一定时器和第二定时器两者到期之前。方法700还可以包括第二附加框和第三附加框，在第二附加框中，通信设备使用一个或多个信道接入过程确定在第二定时器到期之后共享载波是否可用于传输，在第三附加框中，基于该确定，通信设备例如根据图5的算法500，经由共享载波向另一通信设备传输(例如，图4的传输430或450)或不传输第二消息。
以下额外的考虑适用于前述论述。
可以在其中实施本公开的技术的用户设备(例如，UE 102)可以是能够进行无线通信的任何适当设备，例如智能电话、平板计算机、膝上型计算机、移动游戏控制台、销售(POS)终端、健康监测设备、无人机、相机、媒体流电子狗或另一种个人媒体设备、可穿戴设备，例如智能手表、无线热点、毫微微蜂窝基站或宽带路由器。此外，在一些情况下，用户设备可以嵌入电子系统中，例如车辆的头部单元，或者高级驾驶员辅助系统(ADAS)。再者，用户设备可以作为物联网(IoT)设备或移动因特网设备(MID)而运行。根据该类型，用户设备可以包括一个或多个通用处理器、计算机可读存储器、用户接口、一个或多个网络接口、一个或多个传感器等。
在本公开中将一些实施方式描述为包括逻辑或若干部件或模块。模块可以是软件模块(例如，存储于非暂态机器可读介质上的代码)或硬件模块。硬件模块是能够执行特定操作并可以通过特定方式被配置或布置的有形单元。硬件模块可以包括永久配置(例如，配置为专用处理器，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC))成执行特定操作的专用电路或逻辑。硬件模块还可以包括被软件临时配置以执行特定操作的可编程逻辑或电路(例如，包含在通用处理器或其他可编程处理器之内)。在专用和永久配置的电路中，或在临时配置的电路(例如，由软件配置)中实现硬件模块的决策可以受到成本和时间考虑的驱动。
当在软件中实施时，可以将该技术提供为操作系统、由多个应用程序使用的库、特定软件应用程序等的部分。该软件可以由一个或多个通用和/或一个或多个专用处理器来执行。
在阅读本公开时，通过本文所公开的原理，本领域的技术人员将认识到用于为通过共享载波传输的定时器触发的消息减小传输延迟的更多替代结构和功能设计。因此，尽管已经例示和描述了特定实施方式和应用，但要理解的是，所公开的实施方式不限于本文公开的精确构造和部件。可以在本文公开的方法和设备的布置、操作和细节方面做出对本领域技术人员而言显而易见的各种修改、改变和变化而不脱离所附权利要求中定义的精神范围。

Claims (19)

1.一种在通信设备中减小传输延迟的方法，所述方法包括：
由所述通信设备的处理硬件启动第一定时器，其中，所述第一定时器的到期对应于第一消息的期望传输时间；
在所述第一定时器到期之前，由所述处理硬件启动一个或多个信道接入过程中的第一信道接入过程；
由所述处理硬件并且使用所述一个或多个信道接入过程确定在所述第一定时器到期之后共享载波是否可用于传输；以及
基于在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输，经由所述共享载波向另一通信设备传输或不传输所述第一消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输包括使用所述第一信道接入过程确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输；并且
所述方法包括，响应于确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输，经由所述共享载波向所述另一通信设备传输所述第一消息。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
由所述处理硬件确定所述第一信道接入过程在所述第一定时器到期之前结束；以及
由所述处理硬件启动所述一个或多个信道接入过程中的第二信道接入过程，
其中，确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输包括使用所述第二信道接入过程确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输；并且
其中，所述方法包括，响应于确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输，经由所述共享载波向所述另一通信设备传输所述第一消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第二信道接入过程比所述第一信道接入过程更短。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一信道接入过程具有可变持续时间，所述第二信道接入过程具有固定持续时间。
6.根据权利要求1所述的方法，其中：
确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输包括确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波不可用于传输；并且
所述方法包括，响应于确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波不可用于传输，不经由所述共享载波传输所述第一消息。
7.根据权利要求1到6的任一项所述的方法，其中：
所述共享载波是未许可频谱；并且
所述一个或多个信道接入过程中的每个信道接入过程利用能量检测技术来确定所述共享载波是否空闲。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中，启动所述第一信道接入过程包括：
确定所述第一信道接入过程的启动时间；以及
在所述启动时间启动所述第一信道接入过程。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述启动时间包括基于与所述第一消息相关联的优先级确定所述启动时间。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述启动时间包括：
确定所述第一信道接入过程的持续时间；以及
基于所确定的持续时间确定所述启动时间。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，确定所述启动时间包括将所述启动时间设置成所述第一定时器到期之前的预定时间间隔。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的方法，还包括：
由所述处理硬件启动第二定时器，其中，所述第二定时器的到期对应于第二消息的期望传输时间，并且其中，启动所述第一信道接入过程发生于所述第二定时器到期之前；以及
由所述处理硬件并且使用所述一个或多个信道接入过程确定在所述第二定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输；以及
基于在所述第二定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输，经由所述共享载波向所述另一通信设备传输或不传输所述第二消息。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输包括使用所述第一信道接入过程确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输；
所述方法包括，响应于确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波可用于传输，经由所述共享载波向所述另一通信设备传输所述第一消息；
所述方法还包括：由所述处理硬件确定所述第一信道接入过程在所述第二定时器到期之前结束；
所述方法还包括：由所述处理硬件在所述第二定时器到期之前，启动所述一个或多个信道接入过程中的第二信道接入过程；
确定在所述第二定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输包括使用所述第二信道接入过程确定在所述第二定时器到期之后所述共享载波可用于传输；并且
所述方法还包括，响应于确定在所述第二定时器到期之后所述共享载波可用于传输，经由所述共享载波向所述另一通信设备传输所述第二消息。
14.根据权利要求1到13的任一项所述的方法，其中：
所述通信设备是用户设备；并且
所述另一通信设备是基站。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述第一消息是(i)缓冲状态报告消息、(ii)调度请求消息、(iii)功率余量报告消息、(iv)注册请求消息或(v)取消注册请求消息之一。
16.根据权利要求1到13的任一项所述的方法，其中：
所述通信设备是基站；并且
所述另一通信设备是用户设备或另一基站。
17.根据权利要求1到16的任一项所述的方法，其中：
启动所述第一信道接入过程以及确定在所述第一定时器到期之后所述共享载波是否可用于传输发生于所述通信设备支持的第一协议层处；并且
启动所述第一定时器发生于所述通信设备支持的第二协议层处，所述第二协议层与所述第一协议层不同。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，启动所述第一信道接入过程包括响应于所述第二协议层从所述第一协议层接收到协议层间消息而启动所述第一信道接入过程。
19.一种包括处理硬件的通信设备，所述处理硬件被配置成执行根据前述权利要求的任一项所述的方法。
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