CN115699975A - 定向信道接入感知 - Google Patents

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CN115699975A CN202180041143.5A CN202180041143A CN115699975A CN 115699975 A CN115699975 A CN 115699975A CN 202180041143 A CN202180041143 A CN 202180041143A CN 115699975 A CN115699975 A CN 115699975A
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Abstract

无线电站在发射之前执行全向或定向信道接入感知过程，并且在信道占用时间内改变波束方向之前在新波束的方向上执行定向信道接入感测过程。

Description

定向信道接入感知
技术领域
本申请涉及信道接入感知，尤其涉及在定向传输之前执行的此类感知。
背景技术
无线通信系统，例如第三代(3G)的移动电话标准和技术是众所周知的。这种3G标准和技术已经由第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project,3GPP)(RTM)开发。第三代无线通信已经普遍开发为支持宏蜂窝(macro-cell)移动电话通信。通信系统和网络已经朝向宽带和移动系统发展。
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电接入网络(Radio Access Network,RAN)。RAN包括一组向位于基站覆盖的小区中的UE提供无线链路的基站，以及一个提供整体网络控制到核心网络(Core Network,CN)的接口。应当理解，RAN和CN各自执行与整个网络相关的各自功能。为了方便起见，术语「蜂窝网络」将用于指代组合的RAN和CN，并且应当理解该术语用于指代用于执行所揭示功能的相应系统。
第三代合作伙伴计划开发了所谓的长期演进(Long Term Evolution,LTE)(RTM)系统，即演进的通用移动电信系统领土无线电接入网络(Evolved Universal MobileTelecommunication System Territorial Radio Access Network,E-UTRAN)，用于移动接入网络，其中一个或多个宏小区由被称为eNodeB或eNB(演进的NodeB)的基站支持。最近，LTE正在进一步朝向所谓的5G或NR(新无线电)系统发展，其中一个或多个小区由被称为gNB的基站支持。NR被提议使用正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexed，OFDM)物理传输格式。
NR协议意在提供在被称为NR-U的非授权无线电频段(unlicensed radio bands)中运行的选项。当在非授权无线电频段中运行时，gNB和UE必须与其他装置竞争物理媒体/资源接入。例如，Wi-Fi(RTM)、NR-U和LAA可以使用相同的物理资源。
先听后说(Listen-before-talk,LBT)在3GPP设计中被用作非授权操作的信道接入程序类型，因此要求无线电发射机在传输之前应用空闲信道评估(Clear ChannelAssessment,CCA)检查。CCA至少涉及在一定阈值(ED threshold)的持续时间内进行能量检测(Energy Detection,ED)，以确定信道是被占用还是空闲。当信道被占用时，则应用竞争窗口(contention window)内的随机回退(random back-off)，以便在发射机可以传输之前有信道空闲的最短持续时间。这也会在多个竞争装置之间产生随机性，从而避免冲突。为了保护Wi-Fi ACK传输，在恢复退避之前，在每个繁忙的CCA时隙之后应用延迟期(例如，尽力而为的流量为43微秒)。在发射机获得对信道的接入后，发射机仅被允许在称为最大信道占用时间(Maximum Channel Occupancy Time MCOT)的有限持续时间内进行传输。为了基于所服务的流量类型(例如VoIP、视频、尽力而为或背景)提供对信道接入优先级的区分，如第TS37.213的4.1.2节所述，定义具有不同竞争窗口大小(Contention Window Sizes,CWS)和MCOT的四个LBT优先级类别。参数mp用于在发现信道繁忙且导致较低优先级类别的延迟周期较长时计算延迟持续时间。
监管机构(regulatory bodies)已将单个感知时隙或CCA时隙定义为具有6GHz的持续时间为9微秒，以及60GHz非授权频谱的持续时间为5微秒。此外，还规定了感知时隙内需要进行能量检测的特定持续时间。
类型1(type 1)下行链路信道接入程序由基站(eNB/gNB)执行，其中在下行链路传输之前被感测为空闲的感知时隙所跨越的持续时间是随机的。此外，每当发现信道繁忙时，基站将以与正在使用的信道接入优先级对应的延迟持续时间进行回退。类型1程序基本上用于启动大部分数据传输的信道接入。
类型2(type 2)下行链路信道接入程序由基站(eNB/gNB)执行，其中在下行链路传输之前被感测为空闲的感知时隙所跨越的持续时间是确定性的。当同一基站或UE先验建立信道接入时，这些主要用于数据传输。这种信道接入也被允许用于短持续时间控制信令传输，例如发现突发(burst)。
与下行链路类型1和类型2信道接入类似，上行链路类型1和类型2信道接入程序已经被定义，其中UE将分别执行具有随机或确定性的持续时间的信道接入。
已经为NR协议提出基于波束的操作，这样基站可以在不同方向上传输多达64个波束。由于较高的路径损耗，当波束成形在较高传输频率下运行时特别有吸引力。例如，60GHz区域中有大量非授权频谱。
下面的公开涉及对蜂窝无线通信系统的各种改进。
发明内容
提供此发明内容以简化形式介绍一系列概念，这些概念将在下面的详细说明中进一步描述。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
下面参照附图详细描述本发明。
提供了一种由蜂窝通信网络中的第一无线电站执行的信道感知方法，所述第一无线电站能够进行波束成形传输，其中该方法包括以下步骤：在传输之前，在所述第一无线电站执行第一信道感知过程，其中成功的第一信道感知过程获取信道占用时间的传输信道，第一信道感知过程选自于全向和定向信道感知过程；利用所述传输信道从所述第一无线电站向第二无线电站传输第一信号；在所述信道占用时间到期之前，在所述第一无线电站执行定向信道感知过程，其中所述定向信道感知过程在所述第一无线电站打算发送的新波束方向上执行；以及在成功的定向信道感知过程之后，利用所述新波束将第二信号从所述第一无线电站传输到第二无线电站。
还提供了一种由蜂窝通信网络中的第一无线电站执行的信道感知方法，所述第一无线电站能够进行波束成形传输，其中该方法包括以下步骤：在传输之前，在所述第一无线电站执行第一信道感知过程，其中成功的第一信道感知过程获取信道占用时间的传输信道，第一信道感知过程选自于全向和定向信道感知过程；利用所述传输信道从所述第一无线电站向第二无线电站传输信号；在所述信道占用时间到期之前，在所述第二无线电站执行定向信道感知过程，其中所述定向信道感知过程在所述第二无线电站打算发送的新波束方向上执行；以及利用所述新波束从所述第二无线电站传输所述信号。
全向或定向通道感知过程的选择由系统配置定义。
所述第一信道感知过程为全向信道感知过程。
所述第一信道感测过程是在所述第一无线电站打算发射所述第一信号的第一波束的方向上执行的定向信道感知过程；所述第一个波束方向与波束新波束方向不同。
所述第一信道感知过程是执行一次或多次以尝试获取信道的全向过程，该方法还包括如果所述第一信道感知过程没有获取所述传输信道，执行进一步的第一信道感知过程，其中所述进一步的第一信道感知过程为定向信道感知过程。
所述第一和/或第二信道感知过程使用随机回退。
所述第一和/或第二信道感知过程使用随机持续时间。
所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间。
所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间，除非若所述信道接入过程获取传输信道时，将被使用的波束上的传输之间的间隙超过阈值，在这种情况下使用随机持续时间。
持续时间取决于波束上传输之间的间隙，若信道访问过程获取信道，将使用该间隙。
所述第一和/或第二信道感知过程利用基于执行感知过程的无线电站的任何波束方向上的最大有效各向同性辐射功率的能量检测阈值。
新波束上的传输最迟在所述第一个信道感知过程开始的信道占用时间到期时结束。
所述第一和第二信道感应过程是先听后说过程。
所述第一无线电站发送关于所述第一和/或第二信道感知过程的信息。
所述信息指示第一信道感知过程是全向还是定向过程。
所述第一个无线电站是基站。
所述第一无线电站为UE。
还提供了一种基站和UE，其被配置为执行于此描述的方法。
附图说明
本发明的更多细节、方面和实施例将仅通过示例的方式参考附图进行描述。图中的组件是为了简单和清楚而示出的，且不一定按照比例绘制。相似的参考数字已经包括在各自的附图中以便于理解。
图1显示蜂窝通信网络的选定元素；
图2显示具有定向传输的基站和UE；以及
图3显示基站和显示COT共享的UE。
具体实施方式
本领域技术人员将认识并理解所描述的示例的细节仅是一些实施例的说明，并且本文阐述的教示适用于各种替代设置。
图1显示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。典型地，每个基站将由一个蜂窝网络运营商部署，以为该区域中的UEs提供地理覆盖。基站形成无线电区域网络(Radio Area Network,RAN)。每个基站为其区域或小区中的UEs提供无线覆盖。基站通过X2接口互连，且通过S1接口连接到核心网。应当理解，出于举例说明蜂窝网络的关键特征的目的，仅示出了基本细节。PC5接口提供在用于侧链(SideLink,SL)通信的UEs之间。与图1相关的接口和组件名称仅用作示例，相同的原理运行的不同的系统可能会使用不同的命名法。
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、核心网络和UEs之间的控制和数据信号传输，以及与每个基站关联的UEs保持无线通信。核心网络包括实现网络功能的硬件和软件，例如整体网络管理和控制，以及呼叫和数据的路由。
传统的信道接入程序利用全向感知来确定信道是否被占用。然而，如图2所示，这对于使用波束成形的系统可能效率低下。基站200打算在非授权的频谱中向UE 201进行传输，并因此执行全向信道接入程序以检测区域202内的传输。该程序将检测装置203、204之间的传输，这些装置可以是例如Wi-Fi装置。这些传输将阻止基站200进行传输，即使它们不会与指向UE 201的基于波束的传输205重叠。
这种困难会加剧，因为即使在获得的COT期间，发射机的传输通常会有间隙(gaps)。发射机必须在间隙之后重新开始传输之前执行进一步的信道接入程序，这提供在执行初始信道接入程序之后可能开始传输的其他装置例如203、204所阻塞的进一步的传输的机会。即使装置203、204不影响传输波束205，向UE201的传输再次被阻止。
下面列出的是旨在改善基于波束的传输系统的信道接入的系统。如以下更详细地解释公开了与波束形成传输使用的三个主要过程。在第一种类型的过程中，基站发起具有全向信道接入过程(例如，LBT过程检测任何方向上的所有传输)的信道接入。然而，如果基站随后希望在COT改变到不同的波束，基站执行定向信道接入程序以检查新波束的方向是否畅通。在第二种类型的过程中，基站在发起信道接入时和切换波束时都执行定向信道接入程序。在这第二种类型的过程中，基站在特定波束方向上的第一次传输将使用随机回退持续时间，而不管它是开始新的COT或是在COT内的改变方向。在第三种类型的过程中，基站在发起信道接入时可以选择全向或定向信道接入程序。选择可能取决于规定或系统配置和流量要求。与仅使用全向信道接入程序(例如Wi-Fi)的系统相比，使用定向信道接入程序可能会给装置不公平的信道接入优势，因此每种情况下最好不要使用定向信道接入程序。
从UE到基站的上行链路(UL)传输也可以使用波束成形，并且还公开了用于此类传输的过程。在第一种类型的过程中，UE可以在发起传输之前在其预期传输波束的方向上执行定向LBT。
下面还列出了用于从发起装置向网络中的其他装置共享信道占用的过程。当信道占用从基站共享到UE或从UE到基站以用于使用定向LBT发启的COT时，即使切换传输之间的间隙低于监管的立即传输阈值，例如16微秒，也可能不支持立即传输。因此，共享之前总是有一个具有确定性持续时间的定向LBT。
正如将从以下揭示中所理解的，每种类型的特征可以组合使用或适当地变化。
用于下行链路传输的第一类过程可以称为全向启动，定向切换(Omni-Start,Directional-Switch,OS-DS)信道接入。在这样的过程中，初始信道获取之前是具有随机持续时间和回退的全向信道接入过程(例如LBT)。在获得的信道占用内，基站在波束的每次改变之前执行定向信道接入程序。
在启动传输之前，基站执行其全向信道接入程序，如果成功则在COT期间开始传输。用于启动COT的全向信道接入程序具有随机持续时间和回退。虽然可以根据给定频谱上的规定调整感知时隙数量、竞争窗口和回退的基本参数，这种全向LBT与现有的基于类型1的信道接入程序非常相似。信道接入程序使用对应于任何波束方向上的最大有效各向同性辐射功率(maximum effective isotropically radiated power)的能量检测阈值。也就是说，能量检测阈值是通过考虑基站打算在具有组合天线/面板增益和波束成形增益的波束中发射的发射功率来选择。当发射功率或增益在不同的波束方向上不同时，该程序旨在使用最大辐射功率的波束所对应的能量检测阈值。
如果基站在其信道占用期间打算将波束方向从第一方向BDi更改为第二方向BDj(i≠j)，则在打算开始传输波束BDj的方向上执行定向信道接入程序过程。如果频道畅通，传输只会切换到新波束。
切换前BDj的信道接入程序的参数取决于BDj方向上的传输间隙，而不是BDi传输结束与BDj传输开始之间的时间。因为波束在不同的方向上，BDi和BDj上的传输之间的间隙可能不是有用的度量。在保留系统(legacy systems)中，如果传输之间的间隙小于阈值，例如16微秒，则可以在没有信道接入程序下重新启动传输。然而，这在改变波束时可能不合适，因为即使信道在BDi方向被基站占用，其他装置也可能正在占用BDj方向，因为它没有被基站占用。因此，可能不允许在波束切换后立即传输，并且在切换到新波束之前应该需要信道接入程序。
总而言之，当发起装置在其信道占用期间内将其传输波束从给定波束方向BDi切换到不同方向BDj(i≠j)时，无论切换期间的间隙为何，都不允许立即传输；在传输之前需要信道接入程序过程。尽管参考了波束方向，相同的原理适用于波束的其他相关特性。例如，波束的宽度或距离也可以被认为是方向的变化，因此也将被认为是针对方向所描述的。
不同类型的信道接入程序可以在波束切换之前执行。在第一种类型(D1A)中，定向信道接入程序始终具有由相关波束上的传输间隙定义的确定性感知持续时间。随机持续时间感知和回退不会被使用。例如，可以使用来自TS37.213的类型2A或2B，或者感知周期是确定性的且基于传输间隙，并且没有随机回退的另一种类型。基于用于初始获取信道的全向信道接入程序的基本原理，确定性持续时间用于信道占用期间的定向信道接入程序。确定性信道接入程序类型2A和2B用于高达25和16微秒的间隙持续期间。这些间隙仅代表大子载波间隔的几个OFDM符号，可能不足以用于波束切换场景，在这些波束切换场景中，波束通常可能在相对较长的持续时间内处于非活跃状态(inactive)。因此，可能需要定义新的更长的间隙持续时间(gap durations)和关联的(更长的)确定性信道接入程序以用于波束切换场景。
在第二种类型的定向信道接入程序中，可以对在预期发射波束方向上的信道感知使用确定性持续时间或随机持续时间。如果新波束上的传输间隙低于阈值，则定向信道接入程序是确定性的(例如类型2A、2B或具有适当持续时间的其他定义)，但如果传输间隙超过阈值，则定向信道接入程序使用波束切换之前的随机持续时间信道感知(例如类型1LBT)。
显而易见的，切换到新波束不会重新启动从通过具有回退的全向随机持续时间信道感测知程序所获得的初始信道接入继续的COT。因此，基站将在每个波束切换事件之前的信道占用期间内执行如上所述的定向信道接入程序，并且必须在最大COT持续时间之前离开信道占用，该最大COT持续时间对应于信道接入优先级等级，其参数作为全向信道接入程序的一部分以发启信道接入。
全向和定向信道接入程序的组合通过发起具有全向感知的信道接入与可能不使用定向接入程序的其他系统提供良好的共存，而在波束切换事件之前使用定向程序避免干扰在初始信道接入程序之后在新波束的方向上变得活跃(active)的装置。定向信道接入程序旨在通过在没有其他装置处于活跃状态但在其他方向上有装置的新方向上启用传输来提供更好的信道利用。使用纯确定性持续时间使基站的传输更具确定性，而使用随机持续时间感知有望改善共存性。
用于下行链路传输的第二种类型的过程可以称为定向开始，定向切换(Directional-Start,Directional-Switch,DS-DS)信道接入。在这种类型的过程中，尽管过程的参数和特性可能不同，基站执行定向信道接入程序以用于发启信道接入，并且用于在获得的信道占用期间内切换波束之前。用于发起信道接入的信道接入程序使用具有回退的随机持续时间，之后基站可以开始在执行信道接入过程的波束上传输。在随后的COT期间，当基站需要切换波束时，在该波束传输之前针对新波束的方向执行定向信道接入程序。
给定波束方向的成功信道接入程序替最大持续时间MCOT启动COT，根据信道接入优先级类别定义，其参数用于此定向信道接入程序。对于初始信道接入程序，基站使用具有回退的随机持续时间信道接入程序。用于延迟持续时间、感知持续时间和退避的一组示例参数可以类似于用于保留系统中的全向信道接入程序的类型1(3GPP TS 37.213)。可以定义不同的参数或信道类别以适当地服务基于波束的传输中的新业务类型和其他系统相关参数，特别是在较高频率下。
如上所述，在从BDi到BDj的COT期间进行波束切换之前，基站在其打算传输的波束方向BDj上执行定向信道接入程序。在DS-DS信道接入程序中，在获取的COT期间，以下立即讨论三种类型的用于在波束切换之前使用的定向信道接入程序。可以根据性能的相对重要性以及与其他装置/技术的共存来选择特定选项。选择可以由标准定义，也可以根据系统配置和参数定义。
在第一个选项中，波束切换之前的定向信道接入程序始终具有确定性持续时间(例如，类型2A、2B或其他类型)，其中感知持续时间是基站在新的波束向尚未传输的时间间隙的函数。现有类型2A和2B用于长达25和16微秒的间隙持续时间。这些间隙仅代表大子载波间隔(large sub-carrier spacing)的几个OFDM符号，可能不足以用于波束切换场景，这些场景中，波束通常可能在相对较长的持续时间内处于非活跃状态。因此，可能需要定义新的更长的间隙持续时间和关联的(更长的)确定性信道接入程序以用于波束切换系统。
在第二种选项中，波束切换之前的定向信道接入选项可以使用确定性持续时间或随机持续时间以用于预期波束方向上的信道感知。在这个选项中，任何波束方向上的第一次传输之前是具有随机持续时间和回退的定向信道接入(例如类型1LBT)，即使第一次传输发生在获取信道占用的中间。当切换到在当前COT中已经进行了随机持续时间回退LBT过程的波束方向时(即基站返回到先前的波束)，基站执行确定性持续时间信道接入程序(类型2A、2B或类似的其他类型)，而与该波束方向的传输间隙持续时间无关。
在第三种选项中，波束切换之前可以采用确定性持续时间或随机持续时间的定向信道接入程序，以用于在预期波束方向上的信道感知。作为基站未在给定波束方向上传输的时间间隙的函数，此波束方向的定向信道接入程序可以是确定性的(类型2A、2B或其他一些新的长度)，并且如果传输间隙超过给定的阈值时间，该定向信道接入程序应该具有随机持续时间和回退(例如类型1LBT)。因此，在COT中首次使用波束之前，或者如果波束的传输间隙大于阈值，则使用随机持续时间定向信道接入程序。
在DS-DS选项下，基站可以随时使用随机持续时间信道接入程序以使用任何波束方向。由于该程序也用于启动COT，因此可以考虑在随机持续时间LBT之后添加每个新波束方向的情况下开始新的COT。这可能导致在第一组波束方向上开始传输之后添加新的波束方向，基站将传输切换到该第一组波束方向。随着波束方向的切换，COT定时器可以一次又一次地重新启动。然而，相邻波束之间的波束方向并不是真正正交的，并且可能会在空间相邻的波束中溢出能量。因此，如果信道占用被允许以在先前信道占用中添加的新波束重新开始，则传输区域中的其他装置可能受到惩罚。
为了避免这个问题，COT可以从任何波束方向上的第一次传输开始，并且必须在第一次传输的信道接入程序中使用的相关CAPC参数之后结束。也就是说，在相同频率上获取的信道占用内，COT不会因波束切换事件而重新启动。
使用定向信道接入程序来发启信道占用有望提高基站性能，而这种波束切换之前的技术预期会改善共存性。确定性程序的使用使基站的传输更具确定性，并且可以更好地调度其传输，其中包含随机持续时间信道接入程序可以改善与可能属于不同无线电接入技术的其他装置的共存。
用于下行链路传输的第三种类型的信道接入过程可称为可配置启动-定向切换(Configurable Start-Directional Switch,CS-DS)信道接入。在这种类型的过程中，基站使用具有随机持续时间的全向或定向信道接入程序来发起对信道的接入。例如，基站最初可以采用全向过程，如果接入成功，则可以开始传输并使用上面讨论的第一种过类型的过程(OS-DS)进行传输和波束切换。
如果全向信道接入程序失败超过阈值次数，或者基站确定由于某个方向上的一些活跃的装置而不能通过全向过程确保信道接入，基站可以切换到其首选波束方向的定向信道接入程序。如果信道接入成功，基站可以继续使用上面讨论的第二个选项(DS-DS)以继续传输和波束切换。
从全向信道接入程序的切换可以由标准或配置来定义并且取决于任何相关参数。例如，可以定义改变之前的尝试次数，或者可以指定信道占用。当定向和全向程序都被允许时，基站也可以选择合适的过程作为活动业务/传输要求。
类似的原理也可以应用于利用波束的上行链路传输。如果UE需要在物理上行链路共享信道(Physical Uplink Shared Channel,PUSCH)中传输上行链路数据作为动态授权(dynamic grant)或配置的基于授权的调度(configured grant based scheduling)的一部分，或者需要传输承载HARQ反馈(HARQ feedback)或其他控制信息的物理上行链路控制信道(Physical Uplink Control Channel,PUCCH)，则UE可能需要发起信道占用。如果获得对信道的接入权限，则UE可以针对打算发送的波束方向执行具有随机持续时间和回退的定向信道接入程序。使用定向感知程序获取信道接入可能更适合上行链路传输，因为每个UE仅在给定方向上向基站传输，而在下行链路中，基站可能在多个方向上向不同的UE传输。因此，为了在非授权频谱上发起上行链路传输的信道接入，UE将执行具有打算在其传输的方向上进行回退的随机持续时间的信道接入。这能类似于上行链路类型1信道接入，尽管本质上是定向的。使用定向信道接入程序提高了UE获得信道接入的概率，因为它将在打算传输的方向上保持其感知。在此感测程序中不考虑其他区域/方向中正在进行的传输，否则可能会阻止来自相同UE的全向信道接入。
UE可以在COT期间改变/改进(change/refine)其上行链路传输波束。如果基站在相同非授权信道上发送下行链路指示，则这可以在非授权信道上出现间隙。在基站正在使用授权的下行链路载波或不同载波的情况下，这也可以出现无间隙，从而导致UE传输波束在非授权载波上无间隙地改变。每当UE在COT期间切换/改进其传输波束时，应该为其切换到的波束执行信道接入程序。在获取的信道占用内进行波束切换之前的信道接入程序具有确定性持续时间。例如，在UE更新/改进其传输波束之前，可以使用25微秒的固定持续时间的LBT。
UE有可能从用于基站到UE的相反方向上传输的波束来确定到基站的传输的波束特性(称为波束对应)。然而，应该针对传输方向执行信道接入程序，因此即使波束细节是从下行链路传输波束导出的，也应该针对上行链路传输执行。
显而易见的，定向信道接入程序仅对能够进行定向传输的UE有益，而仅能够进行全向传输的UE可以执行全向信道接入程序。此外，能够波束成形传输的UE可能并非总是使用该技术并且可能进行全向传输，例如在它没有足够的信息来定义波束方向的情况下。
可以允许第一装置的信道占用与其响应装置共享。如果此共享中存在间隙，则应用确定性持续时间信道接入程序，但如果间隙小于阈值(例如16微秒ETSI EN 301.8935GHz RLAN；协调标准(Harmonised Standard)涵盖Directive2014/53/EU第3.2条的基本要求)，无需任何信道接入程序即可进行立即传输。
如图3所示，该原理可能会增加定向传输和信道接入程序的困难。在图3(A)中，基站300使用定向信道接入程序获取信道占用，以便向UE 301进行定向传输。传输波束302不与装置303、304重叠，因此基站可以继续其传输。然而，如果UE 301与基站300共享COT以用于到基站的上行链路传输，如图3(B)所示，传输波束305可能延伸到基站300之外并且干扰装置303、304之间的传输。
为了避免这种干扰，当共享COT时，即使传输间隙低于阈值，也不应允许响应装置在未对预期传输执行信道接入程序的情况下进行传输。也就是说，如果已执行定向信道接入程序以获取信道或在波束切换事件之前，则在共享COT时响应装置不允许立即传输。
关于上述选项，如果基站已使用OS-DS方法获得信道接入，则如果传输间隙小于阈值，例如16微秒，则可以允许UE立即传输以共享COT，并且在任何波束切换之前，UE在第一个波束方向上的基站传输之后共享COT。在OS-DS方法中，如果UE在基站执行定向信道接入之前的波束中共享基站发起的COT，则不允许UE进行立即传输。如果已使用DS-DS方法获得接入权限，则无论传输之间的间隙如何，都不允许UE立即进行传输。
为了允许实施这些规则，发起信道占用的装置可以指示用于获取接入的信道接入程序的类型。特别地，可以指示是否使用了全向或定向信道接入程序。该信息可以选择性地提供给可以共享发起装置的信道占用的其他装置。
当基站在信道接入程序之后获取信道并调度UE进行传输时，基站可以向UE指示特定的信道接入程序以在调度的传输之前使用。因此，即使调度的UE可以在信道上没有传输间隙(或间隙小于立即传输的阈值，例如16微秒)的情况下开始其传输，基站必须指示具有确定性持续时间的信道接入程序。这可能会增加信道上传输之间的间隙。基站可以使用DCI格式2_0(3GPP TS38.212中的第7.3.1.3.1节)向小区中的UE发送COT共享指示。在保留系统中，必须发送包含HARQ反馈或其他控制信息的PUCCH的UE，以及具有周期性配置授权的UE可以使用COT共享指示进行立即传输，而无需知道UE的基站具有信道占用的信道接入程序。为了以有意义的方式与建议的定向方法一起共享信道占用，基站可以在COT共享指示中包括是否使用全向或定向信道接入程序来获得对信道的接入的指示。该信息可以包含在COT共享指示中，其可以包含在DCI格式2_0中。基于这些指示，打算共享基站COT的UE可以决定是否可以接受立即传输，或者是否应该执行具有确定性持续时间的信道接入程序。UE执行的接入程序的类型和持续时间可以通过规范或配置来定义。
当UE获得信道接入并且基站打算共享该信道占用时，适用同样的原则。UE可以向基站指示为了获得信道接入而执行的信道接入程序的类型(全向或定向)。UE可以在上行链路控制信息传输中传输该信息，例如根据UE进行的PUSCH或PUCCH传输。基站可以利用该信息来确定是否可以使用COT进行立即传输。
在利用UE获取的COT在小区中传输控制信息或其他UE的数据之前，基站基于UE执行的程序类型的指示来选择要完成的合适的信道接入程序。如果UE通过定向程序获取信道，则基站会在COT内进行传输之前考虑到这一点。这取决于基站在发起信道接入时使用的策略。如果基站使用上面讨论的OS-DS，则不能在没有执行全向信道接入程序的情况下在获取信道的UE以外的方向上传输。如果基站使用DS-DS，则可以根据具有在预期传输的波束方向上执行的信道接入的DS-DS配置将COT扩展到其他波束方向。
一般来说，UE将遵循作为动态授权(Dynamic Grant,DG)下行链路控制信息(Downlink Control Information)的一部分而向其指示的信道接入程序。如果碰巧在DG之后，UE从基站接收到COT共享指示，其中DG资源落在基站指示的COT中，则UE可能需要更新信道接入程序的类型以在传输之前执行。如果基站已经执行了全向信道接入程序，若传输间隙小于16微秒(或其他适当的阈值)，则UE可以进行立即传输。如果基站使用定向信道接入程序来发起COT(例如，如果基站正在使用上面讨论的DS-DS方案)，则不支持独立于间隙持续时间的COT上的立即传输，并且UE将执行确定性持续时间的信道接入程序，其参数可能是先前配置的一部分。
对于基于CG的传输，UE可以被配置为用随机持续时间信道接入程序发起COT。如果UE从基站接收到对于UE打算在其上传输的CG资源有效的COT共享指示，则这暗示着UE传输将有效地共享基站COT。在这种情况下，UE将在其打算在CG资源上发送的发送波束的方向上执行确定性持续时间信道接入程序。如果UE可以确定在UE共享COT之前来自基站的最后一次传输之前是全向LBT，则若间隙持续时间小于已知阈值(目前为16微秒)，UE可以在不感知的情况下进行立即传输。
能量检测阈值的选择对于信道感知程序是重要的。能量检测阈值需要针对方向感知与全向(或各向同性)或基于偶极子的感知进行更新。当装置，无论是基站还是UE，采用方向感知时，它需要考虑其打算在获取的信道上传输的有效各向同性辐射功率(effectiveisotropically radiated power)以更新能量检测阈值。这意味着除了发射功率外，还将包括所有波束成形、天线或天线面板增益以获得合适的能量检测阈值。
能量检测阈值可以根据装置打算在信道获取后传输的波束的角展度(angularspread)进行更新。在这种方法中，标准和监管机构定义的各向同性能量阈值(isotropicenergy thresholds)可能会根据预期传输的波束宽度进行更新。例如，如果装置打算在仅覆盖120度的区域中传输，它可以将能量检测阈值除以因子360/120＝3，其中360是各向同性(全向)传播。如果装置发出非常窄的波束以获得优于其他装置的优势，这可能会带来问题。为了避免这个问题，可以定义不同的因素以用于不同的角度范围。
因此，已经定义了各种方法和过程以允许使用定向信道接入程序来实现非授权频谱中的高效传输资源共享。
显而易见的，本文讨论的信道接入程序可以任何适当的方式执行，但通常是先听后说(LBT)过程，其中UE必须在一段时间内侦听传输以进行传输前的畅通信道评估(clear-channel assessment)。
虽然未详细示出，但形成网络的一部分的任何装置或设备可至少包括处理器、存储单元和通信接口，其中处理器单元、存储单元和通信接口被配置成执行本发明任何方面的方法。下文描述了进一步的选项和选择。
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。对于给定应用程序或环境，使用计算系统，例如台式机、膝上型或笔记本电脑、手持计算设备(PDA、手机、掌上电脑等)、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是理想或适当的。计算系统可以包括一个或多个处理器，其可以使用通用或专用处理引擎例如微处理器、微控制器或其他控制模块来实现。
计算系统还可以包括主存储器，例如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或其他动态存储器，用于存储信息和由处理器执行的指令。这样的主存储器还可以用于在执行由处理器执行的指令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只读存储器(Read Only Memory,ROM)或其他用于存储处理器的静态信息和指令的静态存储装置。
计算系统还可以包括信息存储系统，其可以包括例如媒体驱动器和可移动存储接口。媒体驱动器可以包括支持固定或可移动存储媒体的驱动器或其他机构，例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光盘(Compact Disc,CD)或数字视频驱动器(Digital Video Drive,DVD)(RTM)、读取或写入驱动器(Read or Write Drive,R或RW)，或其他可移动或固定媒体驱动器。存储介质可以包括例如硬盘、软盘、磁带、光盘、CD或DVD，或者由媒体驱动器读取和写入的其他固定或可移动介质。存储介质可以包括其中存储有特定计算机软件或数据的计算机可读存储介质。
在替代实施例中，信息存储系统可以包括其他类似组件，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。此类组件可包括例如可移动存储单元和接口，例如程序盒和盒接口、可移动存储器(例如，闪存或其他可移动存储器模块)和存储器插槽，以及其他可移动存储单元以及允许软件和数据从可移动存储单元传输到计算系统的接口。
计算系统还可以包括通信接口。这样的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。通信接口的示例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(USB)端口)、PCMCIA插槽和卡等。经由通信接口传输的软件和数据采用信号的形式，可以是电子、电磁和光或能够被通信接口介质接收的其他信号。
在本文件中，术语“计算机程序产品”、“计算机可读介质”等一般可用于指代有形介质，例如存储器、存储装置或存储单元。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，以供包括计算机系统的处理器使用以使处理器执行指定的操作。这样的指令，通常称为“计算机程序代码”(可以以计算机程序或其他分组的形式分组)，当被执行时，使计算系统能够执行本发明的实施例的功能。请注意，代码可能会直接使得处理器执行指定的操作、被编译以执行此操作和/或与其他软件、硬件和/或固件元素(例如，用于执行标准功能的库)组合以执行此操作。
非暂时性计算机可读介质可以包括来自由以下组成的群组中的至少一个：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、电可擦除可编程只读存储器和闪存。在使用软件实现组件的实施例中，软件可以存储在计算机可读介质中并使用例如可移动存储驱动器加载到计算系统中。当由计算机系统中的处理器执行时，控制模块(在该示例中为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。
此外，本发明的构思可以应用于用于在网络组件内执行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装置的设计中，例如数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)的微控制器，或专用集成电路(Application-SpecificIntegrated Circuit,ASIC)，及/或任何其他子系统元素采用本发明构思。
应当理解，为了清楚起见，以上描述已经参考单个处理逻辑描述了本发明的实施例。然而，本发明构思同样可以通过多个不同的功能单元和处理器来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合适手段的引用，而不是指示严格的逻辑或物理结构或组织。
本发明的各方面可以以任何合适的形式实现，包括硬件、软件、固件或它们的任何组合。本发明可以任选地至少部分地实施为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器或例如FPGA装置的可配置模块组件上运行的计算机软件。
因此，本发明实施例的组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，功能可以在单个单元中、多个单元中或者作为其他功能单元的一部分来实现。尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但其并不意在限于此处阐述的特定形式。相反，本发明的范围仅由所附的权利要求限制。此外，尽管特征可能看起来是结合特定实施例来描述，但是本领域技术人员将认识到可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中，术语“包括”不排除其他元素或步骤的存在。
此外，尽管单独列出，但是多个手段、组件或方法步骤可以由例如单个单元或处理器来实现。此外，虽然单独的特征可以包括在不同的权利要求中，但是这些可以有利地组合，并且包括在不同的权利要求中并不意味着特征的组合不可行和/或不有利。此外，将某一特征包含在一类权利要求中并不意味着对该类别的限制，而是表明该特征视情况同样适用于其他权利要求类别。
此外，权利要求中的特征顺序并不暗示必须执行这些特征的任何特定顺序，特别是方法权利要求中各个步骤的顺序并不暗示必须按照此顺序执行这些步骤。相反地，这些步骤可以以任何合适的顺序执行。此外，单数引用不排除复数。因此，对“一”、“一个”、“第一”、“第二”等的引用不排除复数。
尽管已经结合一些实施例描述了本发明，但其不旨在限于本文所阐述的特定形式。相反地，本发明的范围仅由所附权利要求限制。此外，尽管特征可能看起来是结合特定实施例来描述的，但是本领域技术人员将认识到可以根据本发明组合所描述的实施例的各种特征。在权利要求中，术语“包含”或“包括”不排除其他元素的存在。

Claims (36)

1.一种由蜂窝通信网络中的第一无线电站执行的信道感知方法，所述第一无线电站能够进行波束成形传输，其中该方法包括以下步骤：
在传输之前，在所述第一无线电站执行第一信道感知过程，其中成功的第一信道感知过程获取信道占用时间的传输信道，第一信道感知过程选自于全向和定向信道感知过程；
利用所述传输信道从所述第一无线电站向第二无线电站传输第一信号；
在所述信道占用时间到期之前，在所述第一无线电站执行定向信道感知过程，其中所述定向信道感知过程在所述第一无线电站打算发送的新波束方向上执行；以及
在成功的定向信道感知过程之后，利用所述新波束将第二信号从所述第一无线电站传输到第二无线电站。
2.根据权利要求1所述的方法，其中全向或定向通道感知过程的选择由系统配置定义。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信道感知过程为全向信道感知过程。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信道感测过程是在所述第一无线电站打算发射所述第一信号的第一波束的方向上执行的定向信道感知过程；所述第一个波束方向与波束新波束方向不同。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信道感知过程是执行一次或多次以尝试获取信道的全向过程，该方法还包括如果所述第一信道感知过程没有获取所述传输信道，执行进一步的第一信道感知过程，其中所述进一步的第一信道感知过程为定向信道感知过程。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用随机回退。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用随机持续时间。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间，除非若所述信道接入过程获取传输信道时，将被使用的波束上的传输之间的间隙超过阈值，在这种情况下使用随机持续时间。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中持续时间取决于波束上传输之间的间隙，若信道访问过程获取信道，将使用该间隙。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程利用基于执行感知过程的无线电站的任何波束方向上的最大有效各向同性辐射功率的能量检测阈值。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中新波束上的传输最迟在所述第一个信道感知过程开始的信道占用时间到期时结束。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一和第二信道感应过程是先听后说过程。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一无线电站发送关于所述第一和/或第二信道感知过程的信息。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述信息指示第一信道感知过程是全向还是定向过程。
16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一个无线电站是基站。
17.根据权利要求1至15中任一项所述的方法，其中所述第一无线电站为UE。
18.一种由蜂窝通信网络中的第一无线电站执行的信道感知方法，所述第一无线电站能够进行波束成形传输，其中该方法包括以下步骤：
在传输之前，在所述第一无线电站执行第一信道感知过程，其中成功的第一信道感知过程获取信道占用时间的传输信道，第一信道感知过程选自于全向和定向信道感知过程；
利用所述传输信道从所述第一无线电站向第二无线电站传输信号；
在所述信道占用时间到期之前，在所述第二无线电站执行定向信道感知过程，其中所述定向信道感知过程在所述第二无线电站打算发送的新波束方向上执行；以及
利用所述新波束从所述第二无线电站传输所述信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其中全向或定向通道感知过程的选择由系统配置定义。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一信道感知过程为全向信道感知过程。
21.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一信道感测过程是在所述第一无线电站打算发射所述第一信号的第一波束的方向上执行的定向信道感知过程；所述第一个波束方向与波束新波束方向不同。
22.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一信道感知过程是执行一次或多次以尝试获取信道的全向过程，该方法还包括如果所述第一信道感知过程没有获取所述传输信道，执行进一步的第一信道感知过程，其中所述进一步的第一信道感知过程为定向信道感知过程。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用随机回退。
24.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用随机持续时间。
25.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间。
26.根据权利要求18至23中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程使用确定性持续时间，除非若所述信道接入过程获取传输信道时，将被使用的波束上的传输之间的间隙超过阈值，在这种情况下使用随机持续时间。
27.根据权利要求25或26所述的方法，其中持续时间取决于波束上传输之间的间隙，若信道访问过程获取信道，将使用该间隙。
28.根据权利要求18至27中任一项所述的方法，其中所述第一和/或第二信道感知过程利用基于执行感知过程的无线电站的任何波束方向上的最大有效各向同性辐射功率的能量检测阈值。
29.根据权利要求18至28中任一项所述的方法，其中新波束上的传输最迟在所述第一个信道感知过程开始的信道占用时间到期时结束。
30.根据权利要求18至29中任一项所述的方法，其中所述第一和第二信道感应过程是先听后说过程。
31.根据权利要求18至30中任一项所述的方法，其中所述第一无线电站发送关于所述第一和/或第二信道感知过程的信息。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述信息指示第一信道感知过程是全向还是定向过程。
33.根据权利要求18至32中任一项所述的方法，其中所述第一个无线电站是基站。
34.根据权利要求18至32中任一项所述的方法，其中所述第一无线电站为UE。
35.一种基站，被配置为执行权利要求1至17和18至32中任一项所述的方法。
36.一种UE，被配置为执行权利要求1至17和18至32中任一项所述的方法。
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