TWI617170B - 用於授權輔助存取的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置 - Google Patents

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Abstract

本揭露是有關於一種用於授權輔助存取的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置。在一示範性實施例中，本揭露涉及使用者設備所使用於授權輔助存取的未授權頻譜中共享無線電資源的方法。此方法包括但不僅限於透過長期演進協定在授權頻譜中傳送或接收第一資料；透過長期演進協定在授權頻譜中傳送或接收第一控制信號，以在未授權頻譜中接收第二資料；在第一時間視窗內，透過未授權長期演進協定在未授權頻譜中傳送或接收第二資料但未傳送隨機存取要求；只要第一時間視窗尚未期滿，則停止透過Wi-Fi協定傳送任何隨機存取要求。

Description

用於授權輔助存取的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置
本揭露是有關於一種用於授權輔助存取（licensed-assisted access；LAA）的未授權（unlicensed）頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置。
傳統上，無線通信系統運行在一個專用射頻（Radio Frequency；RF）頻譜，其中基地台和無線終端是透過無線電信商授權的此專用射頻頻譜來進行通信。然而，將無線通信系統擴展至未授權頻譜（例如，工業科學及醫學（Industrial；Scientific and Medical；ISM）射頻頻譜（ISM頻帶）或其它免費頻譜）之使用已經受到討論。將長期演進（Long Term Evolution；LTE）或先進長期演進（LTE-advanced）的通信系統帶入於未授權頻譜領域的可能性已引起電信裝置供應商和電信商的關注。如此關注的原因是授權頻譜潛在的過度擁擠。而為了向更多的用戶提供高流量的服務，涉入於未授權頻譜可能減緩無線通信系統的過度擁擠情況。
在2014年九月，一項新的研究項目（即，“使用長期演進的授權輔助存取之研究 （Study on Licensed-Assisted Access using LTE ）”）受批准用於第三代合作夥伴計畫（Third Generation Partnership Project；3GPP）版本13的研究。用於LAA的未授權頻譜架構也被稱為未授權長期演進（Unlicensed LTE；LTE-U）系統，其可能成為下一代蜂巢系統的關鍵特徵。
操作於未授權頻譜的無線通信系統所面臨的挑戰之一是，屬於此無線通信系統的裝置必須與未受此無線通信系統控制的其他裝置共存的情況下，而操作在不確定環境中。舉例而言，當LTE通信系統實施於未授權或共享頻譜的無線通信系統時，使用相同或不同無線存取技術的其他通信裝置也可能想要使用相同的未授權頻譜。而共享未授權頻譜可能會導致相互干擾或競爭。在這個時候，可輕易想到發生於未授權中的LTE操作可能會面臨到相關於在相同未授權頻譜中Wi-Fi無線電操作的問題。
因此，有需要提供用於在未授權頻譜中共享無線電資源的適當解決方法的方法及相關裝置。
本揭露提供一種用於LAA的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置。
在一示範性實施例中，本揭露提供一種用於LAA的未授權頻譜中無線電資源共享方法，其適用於使用者設備（User Equipment；UE）。所述方法包括但不僅限於透過LTE協定在授權頻譜中傳送或接收第一資料；透過LTE協定在授權頻譜中傳送或接收第一控制信號，以在未授權頻譜中接收第二資料；在第一時間視窗（window）內，透過LTE-U協定在未授權頻譜中傳送或接收第二資料但未傳送隨機存取（random access；RA）要求；只要第一時間視窗尚未期滿，則停止透過Wi-Fi協定傳送任何隨機存取要求。
在一示範性實施例中，本揭露提供一種用於LAA的未授權頻譜中無線電資源共享方法，其適用於基地台。所述方法包括但不僅限於透過基地台間介面傳送第一控制信號，以配置用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭（contention）的競爭自由（contention free）時段；透過LTE協定傳送用於在未授權的頻譜中傳送或接收而無任何競爭的第二控制信號；在競爭自由時段內，在未授權頻譜中進行傳送或接收；在競爭自由時段外，停止任何在未授權的頻譜中進行無線地傳送或接收。
在一示範性實施例中，本揭露提供一種用於LAA的未授權頻譜中無線電資源共享方法，其適用於Wi-Fi存取點（access point；AP）。所述方法包括但不僅限於透過基地台間介面接收第一控制信號，以配置用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的競爭自由時段；透過一Wi-Fi介面傳送一第二控制信號，其中該第二控制信號指示該競爭自由時段的一開始，且在該開始的期間，無隨機存取進行；在競爭自由時段到期後，透過Wi-Fi介面接收用於競爭的隨機存取要求；服務隨機存取要求，以回應於成功的競爭。
為了使本揭露上述揭露的特徵和優點更容理解，實施例伴隨附圖在下面有詳細描述。但是應該理解的是前面的一般性描述和下面的詳細描述都是示範性的，並且意圖提供如申請專利範圍所揭露的更解釋。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
現在參考詳細地公開的本揭露實施例，其中的範例示於附圖中，任何地方可能有相同的參考符號用於附圖以及說明書中，以指示代表相同或相似的部份。
在LTE系統中，時間訊框（frame）/子訊框（sub-frame）架構可應用於分配在時域及頻域兩者中的正交分頻多重存取（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；OFDMA）無線電資源。雖然LTE-U無線電在共享頻譜或未授權頻譜中進行通信，其他無線電存取技術（radio access technologies；RATs）（例如，傳送於相同共享頻譜或未授權頻譜中的Wi-Fi）的信號可能會干擾LTE-U信號。當LTE-U正進行通信時，共享頻譜或未授權頻譜的無線電資源可能會與Wi-Fi信號一同競爭。因此，用以在LTE-U使用時間訊框/子訊框進行通信的過程中減少（或甚至避免）Wi-Fi競爭的機制，可大幅增進當前技術下的LTE-U系統之效能。
若應用在未授權頻譜中減少與其他RATs（例如，Wi-Fi）產生碰撞的機制，則可改善LTE-U通信的效能。在LTE-U與Wi-Fi共享相同頻譜的同時，LTE-U正進行通信的情況下，對於其他Wi-Fi裝置起始基於競爭的隨機存取將會是缺乏效率的。本揭露所提出的機制可用以將共享頻譜保留給即將進行的LTE-U通信時段，從而減少（或甚至避免）基於隨機存取的Wi-Fi在此時段競爭。
在所提出的設計中，其目的之一在於提供用於頻譜共享無線電存取技術（例如，Wi-Fi及LTE-U）的信令及配置方法的解決方案。值得注意的是，應用本揭露可確保在Wi-Fi及未授權LTE或支援未授權操作的其他未授權蜂巢式無線通信系統（例如，第五代（5G）無線電存取技術）中共存。本揭露亦可應用在用於共享頻譜的其他無線電存取技術間（inter-RAT）。
在前述說明中，本揭露適用於無線通信系統中且能夠將用於LAA的未授權頻譜中的無線電資源進行共享。
圖1說明具有（但不僅限於）LTE-U及Wi-Fi操作的示範性通信系統，其共享未授權頻譜。請參照圖1，通信系統100可包括（但不僅限於）基地台（base stations；BSs）101a及101b、Wi-Fi裝置102a～102c及LTE-U裝置103a～103c。Wi-Fi裝置102a～102c及LTE-U裝置103a～103c可存在於基地台101a及/或基地台101b的服務涵蓋範圍中，且受基地台101a或基地台101b服務。基地台101a及101b具有能力來處理例如是（但不僅限於）LTE-U及Wi-Fi操作兩者。值得說明的是，基地台101a或基地台101b可能利用LTE-U協定來進行LTE-U操作。例如，基地台101a可提供用於啟動在未授權頻譜中透過LTE協定的LTE-U資料傳輸的控制信令。
值得說明的是，為了方便說明，圖1中對於各網路元件僅以一個或更多個數量來呈現，但在實際應用中，本揭露所提出的通信系統實際上可能會涉及更多數量的Wi-Fi裝置、LTE-U裝置及基地台。
在本揭露中的術語“基地台”（例如，基地台101a及101b）可以代表多種實施範例，其例如可包含（不限於）家庭式演進節點（Home Evolved Node B；HeNB）、演進節點（eNB）、先進式基地台（Advanced Base Station；ABS）、基地收發器系統（Base Transceiver System；BTS）、存取點、家用基地台、中繼站（relay）、散射器（scatterer）、轉發器（repeater）、中間節點、媒介物、及/或基於衛星的通信基地台。
在本揭露中的術語“使用者裝置”（例如，LTE-U裝置103a～103c）可以代表多種實施範例，其例如可包含（不限於）基地台、先進移動站（advanced mobile station；AMS）、伺服器、用戶端、桌上型電腦、筆記型電腦、網路電腦、工作站、個人數位助理（Personal Digital Assistant；PDA）、平板個人平板電腦（Personal Computer；PC）、掃描儀、電話裝置、傳呼機、相機、電視機、手持式視頻遊戲裝置、音樂裝置、無線傳感器等等諸如此類。在一些應用中，UE可以是在移動環境（例如，巴士、火車、飛機、船、車等）中運作的固定電腦裝置。
以硬體的角度來看，無線裝置（例如，基地台和UE）可以如圖2A所示根據本揭露一實施例的至少一功能元件來表示。請參照圖2A，無線裝置200至少包括（不限於）處理器和/或控制器201（以下簡稱為“處理器201”）、一或多個數位-類比（Analog/Digital；D/A）轉換器、類比-數位（A/D）轉換器202a〜202c、可選的LTE-U傳送器（TX）203a和LTE-U接收器（RX）203b、Wi-Fi傳送器204a和Wi-Fi接收器204b、LTE傳送器205a和LTE接收器205b、記憶體模組206和一或多個天線207。
處理器201經配置以處理數位信號，並實現在本揭露中描述所提出的在未授權頻譜中發送參考信號的方法。此外，處理器201可以耦接於記憶體模組206以儲存軟體程式（例如，LTE-U協定模組206a和Wi-Fi協定模組206b和LTE協定模組206c）、編程代碼、裝置配置，碼本、緩衝或永久資料等等。處理器201經配置用來存取和執行記憶體模組206中所紀錄的模組。處理器201的功能可藉由使用諸如微處理器、微控制器、數位信號處理器（Digital Signal Processing；DSP）晶片、場可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array；FPGA）等可程序設計單元來實施。處理器201的功能還可用獨立電子裝置或特殊應用積體電路（Integrated Circuit；IC）來實施，且由處理器201執行的功能還可實施在硬體或軟體的領域內。
LTE-U協定模組206a支援LTE-U協定。這意味著執行LTE-U協定模組206a的處理器201將數位訊息轉換成與LTE-U協定相容的格式，並可以存取蜂巢式網路（例如，演進型通用地面無線存取網路（Evolved Universal Telephone System Terrestrial Radio Access Network；E-UTRAN））。Wi-Fi協定模組206b支援IEEE 802.11（或Wi-Fi）協定。這意味著執行Wi-Fi協定模組206b的處理器201依據IEEE 802.11標準或類似標準（例如，IEEE 802.11x）將數位訊息轉換成與Wi-Fi協定相容的格式，並可以存取無線區域網路（Wireless Local Access Network；WLAN）。LTE協定模組206c支援LTE協定。這意味著執行LTE協定模組206c的處理器201將數位訊息轉換成與LTE協定相容的格式，並可以存取蜂巢式網路（例如，E-UTRAN）。值得注意的是，LTE協定模組206c可能（可選地）結合第三代（3G）和/或第二代（2G）行動通訊協定模組。
此外，基地台的處理器201可用於協調不同的無線電存取技術（RATs）。例如，基地台的處理器201可以協調兩個或更多的RATs（例如，使用相同未授權頻譜的Wi-Fi和LTE-U的無線電操作）。基地台的處理器201可以協調無線電技術（例如，使用授權頻譜和未授權頻譜的LTE的無線電操作）。UE可以同時使用授權頻譜和非授權頻譜與基地台進行通信。
值得注意的是，基地台可以作為至少兩種裝置的組合來運作。其一裝置例如是用於處理LTE和LTE-U操作的eNB，且另一裝置例如是用於處理Wi-Fi操作的Wi-Fi存取點（Access Point；AP）。這兩個裝置可以是兩個不同的共存裝置或者可以是彼此相鄰的分離裝置並各自可具有其自身的處理器或控制器，且兩個裝置之間具有基地台間（inter-base station）介面，以交換在LTE和LTE-U的操作以及Wi-Fi的操作之間的控制信號。基地台間介面可以是例如（不限於）纜線、光纖或無線介面。例如，控制信號可用於在未授權頻譜中配置操作。
在另一實施例中，基地台作為傳統基地台來操作，但具有LTE-U的能力。基地台的處理器201可以用於處理所有的LTE、LTE-U和Wi-Fi操作，且包括基地台間介面以在LTE-U協定模組206a、Wi-Fi協定模組206b以及LTE協定模組206c中每兩個協定模組之間交換協調配置的控制信號。此基地台間介面可以是透過電纜或軟體建立的實體或虛擬線路。
數位-類比及類比-數位轉換器202a~202c經配置在上行信號處理過程中將類比信號格式轉換成數位信號格式，且在下行信號處理過程中將數位信號格式轉換成類比信號格式。
操作在未授權頻譜（例如，5GHz、2.4GHz、其他的工業科學和醫療（ISM）的無線電頻帶或未授權的國家資訊基礎設施（Unlicensed National Information Infrastructure；U-NII）頻帶）的LTE-U傳送器203a和LTE-U接收器203b是分別用於（透過一或多個天線207）傳送和接收經調變的信號（可以是用於LTE-U協定模組206a的無線射頻（RF）信號）。操作在未授權頻譜的Wi-Fi傳送器204a和Wi-Fi接收器204b是分別用於（透過一或多個天線207）發送和接收經調變的信號（可以是用於Wi-Fi協定模組206b的無線射頻信號）。LTE-U傳送器203a、LTE-U接收器203b、Wi-Fi傳送器204a以及Wi-Fi接收器204b所操作的未授權頻譜可以是相同或不同的。此外，LTE-U傳送器203a、LTE-U接收器203b、Wi-Fi傳送器204a以及Wi-Fi接收器204b可以用於在未授權頻譜中感測（其他裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c以及LTE-U裝置103a～103c）的）傳輸。操作在授權頻譜（例如，頻帶700、850、1800、1900、2100等）的LTE傳送器205a以及LTE接收器205b分別用於（透過一個或多個天線207）發送和接收經調變的信號（可能為用於LTE協定模組206c的無線射頻信號）。LTE-U傳送器203a及LTE-U接收器203b、Wi-Fi傳送器204a及Wi-Fi接收器204b、LTE傳送器205a及LTE接收器205b還可以執行諸如低雜訊放大、阻抗匹配、混頻、升頻或降頻轉換、濾波、放大等等諸如此類的操作。
記憶體模組206可以是以任何可能的形式（包括非暫時電腦可讀取紀錄媒體（non-transitory computer readable recording medium）（例如，隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、快取記憶體或其他類似裝置））亦或上述裝置的組合的固定或可移動式的裝置。
在本揭露中的Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）可以代表多種實施範例，其例如可包含（不限於）基地台、先進移動站（advanced mobile station；AMS）、伺服器、用戶端、桌上型電腦、筆記型電腦、網路電腦、工作站、個人數位助理（PDA）、平板個人平板電腦（PC）、掃描儀、電話裝置、傳呼機、相機、電視機、手持式視頻遊戲裝置、音樂裝置、無線傳感器等等諸如此類。在一些應用中，Wi-Fi裝置可以是在移動環境（例如，巴士、火車、飛機、船、車等）中運作的固定電腦裝置。
在本揭露另一實施例中，通信系統100中的基地台101a及101b可替換成Wi-Fi存取點（AP）。以硬體觀點而言，Wi-Fi AP可以如圖2B所示根據本揭露一實施例的至少一功能元件來表示。請參照圖2B，Wi-Fi AP 250至少包括（不限於）處理器和/或控制器251（以下簡稱為“處理器251”）、一或多個數位-類比（D/A）轉換器、類比-數位（A/D）轉換器252a〜252b、Wi-Fi傳送器253a和Wi-Fi接收器253b、可選的LTE-U傳送器254a和LTE-U接收器254b、記憶體模組256和一或多個天線257。
處理器251經配置以處理數位信號，並實現在本揭露中描述所提出的在未授權頻譜中發送參考信號的方法。此外，處理器251可以耦接於記憶體模組256以儲存軟體程式（例如，Wi-Fi協定模組256a和LTE-U協定模組256b）、編程代碼、裝置配置，碼本、緩衝或永久資料等等。處理器201經配置用來存取和執行記憶體模組206中所紀錄的模組。處理器251的功能可藉由使用諸如微處理器、微控制器、數位信號處理器（DSP）晶片、場可程式化邏輯閘陣列（FPGA）等可程序設計單元來實施。處理器251的功能還可用獨立電子裝置或特殊應用積體電路（IC）來實施，且由處理器251執行的功能還可實施在硬體或軟體的領域內。
Wi-Fi協定模組256a支援IEEE 802.11（或Wi-Fi）協定。這意味著執行Wi-Fi協定模組256a的處理器251依據IEEE 802.11標準或類似標準（例如，IEEE 802.11x）將數位訊息轉換成與Wi-Fi協定相容的格式，並可以存取無線區域網路（WLAN）。LTE-U協定模組206a支援LTE-U協定。這意味著執行LTE-U協定模組256b的處理器251將數位訊息轉換成與LTE-U協定相容的格式，並可以存取蜂巢式網路（例如，演進型通用地面無線存取網路（E-UTRAN））。
此外，基地台的處理器251可用於協調不同的無線電存取技術（RATs）。例如，基地台的處理器251可以協調兩個或更多的RATs（例如，使用相同未授權頻譜的Wi-Fi和LTE-U的無線電操作）。
數位-類比轉換器及類比-數位轉換器252a～252b經配置在上行信號處理過程中將類比信號格式轉換成數位信號格式，且在下行信號處理過程中將數位信號格式轉換成類比信號格式。
操作在未授權頻譜的Wi-Fi傳送器253a和Wi-Fi接收器253b是分別用於（透過一或多個天線257）發送和接收經調變的信號（可以是用於Wi-Fi協定模組256a的無線射頻信號）。操作在未授權頻譜的LTE-U傳送器254a和LTE-U接收器254b是分別用於（透過一或多個天線257）傳送和接收經調變的信號（可以是用於LTE-U協定模組256b的無線射頻信號）。Wi-Fi傳送器253a、Wi-Fi接收器253b、LTE-U傳送器254a及LTE-U接收器254b所操作的未授權頻譜可以是相同或不同的。此外，Wi-Fi傳送器253a、Wi-Fi接收器253b、LTE-U傳送器254a及LTE-U接收器254b可以用於在未授權頻譜中感測（其他裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c以及LTE-U裝置103a～103c）的）傳輸。
記憶體模組256可以是以任何可能的形式（包括非暫時電腦可讀取紀錄媒體（例如，隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、快取記憶體或其他類似裝置））亦或上述裝置的組合的固定或可移動式的裝置。
圖3是說明一種UE所使用於LLA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。請參照圖3，在步驟S301中，UE的處理器201可藉由UE的LTE傳送器205a和LTE接收器205b透過LTE協定在授權頻譜中傳送及接收第一資料。此第一資料可以是依據LTE標準的任何形式的封包、資料單位或訊框。例如，LTE-U裝置103a的LTE協定模組206c可處理透過LTE傳送器205a和LTE接收器205b與基地台101a在頻帶1800百萬赫茲（MHz）上的資料傳輸。
在步驟S302中，UE的處理器201可透過UE的LTE傳送器205a和LTE接收器205b在授權頻譜中傳送或接收第一控制信號，以在未授權頻譜中接收第二資料。未授權頻帶LTE控制層面（plane）的此第一控制信號可用以配置LTE-U資料層面傳輸。例如，第一控制信號（或訊息）可用於指示啟動LTE-U分量載波（component carrier；CC）或即將到來的LTE-U資料時槽的無線電資源資訊。而第二資料可以是依據LTE-U標準的任何形式的封包、資料單位或訊框。在本揭露一實施例中，第一控制信號可包括用第一時間視窗（window）的時間區間，其中在此時間區間的期間，透過LTE-U協定傳送為允許的。而此時間區間可能是時槽數量或訊框時段，或是諸如500毫秒（ms）、5秒等實際的時間時段。
在本揭露一實施例中，第一控制信號可包括第一時間視窗啟始之後的延遲，其中第一時間視窗是在接收此第一控制信號時啟始。在一些情境中，在預期接收到用於LTE-U的開始的第一控制信號的期待時間當時，由進行中的Wi-Fi傳輸所佔用的未授權頻譜的通道可能是忙碌的。可在稍後可能傳輸的時間點接收此第一控制信號。亦可能在稍後時間點起始LTE-U資料傳輸。
在步驟S303，在第一時間視窗內，UE的處理器201可藉由UE的LTE-U傳送器203a和LTE-U接收器203b透過LTE-U協定在未授權頻譜中傳送或接收第二資料但未傳送隨機存取要求。在本實施例中，競爭自由（contention-free）服務時間可以用於LTE-U操作。此第一時間視窗會是由基地台或Wi-Fi AP 250分配的競爭自由時段或服務時間。在此競爭自由時段，UE可與此基地台或Wi-Fi AP 250在由基地台或Wi-Fi AP 250所分配的LTE-U無線電資源上進行資料傳輸。因為LTE-U的無線電資源已藉由基地台或Wi-Fi AP 250分配，所以UE可能不需要傳送用於要求LTE-U無線電資源的隨機存取要求。
在步驟S304中，只要此第一時間視窗尚未期滿，則UE的處理器201可停止藉由UE的Wi-Fi傳送器204a及Wi-Fi接收器204b透過Wi-Fi協定傳送任何隨機存取要求。在此第一時間視窗的時間時段中，競爭自由時段將保留給在未授權頻譜中的LTE-U傳輸。可能在未授權頻譜上傳送的任何Wi-Fi訊號將不會被傳送，直到此第一時間視窗到期，藉以減少（或甚至避免）在LTE-U資料傳輸仍進行中當時遭遇來自Wi-Fi信號的碰撞。
在本揭露一實施例中，UE的處理器201可藉由UE的LTE傳送器205a及LTE接收器205b透過LTE協定接收第三控制信號。而此第三控制信號包括第一時間視窗的結束，且在此結束的期間，透過LTE-U協定傳送為不允許的。在一些情境中，第一控制信號可能沒有包括用於指示LTE-U資料傳輸的時間區間。基地台或Wi-Fi AP 250可傳送此第三控制信號給UE，以指示第一時間視窗的終止。接著，UE將不會進行LTE-U資料傳輸，以回應於接收到此第三控制信號。
在本揭露一實施例中，UE的處理器201可藉由UE的LTE傳送器 205a及LTE接收器205b透過LTE-U協定接收第四控制信號。而此第四控制信號包含第一時間視窗的延伸，且在此延伸的期間，透過LTE-U協定傳送為允許的。在一些情境中，在第一控制信號中所指示的保留時間區間對於透過LTE-U資料傳輸可能不夠長。基地台或Wi-Fi AP 250可傳送第四控制信號至UE，以延展第一時間視窗。此第四控制信號是用於在第一時間視窗到期後啟動另一個LTE-U資料時段。或者，UE可能會發現，接收到第三控制信號時代表第二時間視窗的結束，其中此第一控制信號未包括第二時間視窗的時間區間。
圖4是說明一種基地台（例如，基地台101a及101b）所使用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。請參照圖4，在步驟S401中，基地台的處理器201可透過基地台間介面傳送第四控制信號，以配置用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的競爭自由時段。在本揭露的此實施例中，基地台可提供伴隨著競爭基礎服務的競爭自由服務。而競爭自由時段（或是服務時間）可用於LTE-U操作。基地台的處理器201可透過基地台間介面傳送第四控制信號，以配置此競爭自由時段。而此競爭自由時段具有在用於未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的預定期間。基地台的處理器201可對用於保留在LTE-U協定模組206a、Wi-Fi協定模組206b及LTE協定模組206c當中未授權頻譜的競爭自由時段進行配置。而此預定期間可能是時槽數量或訊框時段，或諸如500毫秒或5秒等實際的時間時段。
值得說明的是，在傳送此第四控制信號之前，基地台的處理器201可透過基地台的Wi-Fi傳送器204a及Wi-Fi接收器204b偵測當前在未授權頻譜中傳送或接收的程度（level），且接著僅在此程度低於流量門檻時，透過基地台間介面傳送此第四控制信號。基地台可先感測與Wi-Fi無線電的未授權頻譜。而此當前在未授權頻譜中傳送或接收的程度可以是未授權頻譜的流量負載指示。此指示可能例如是（但不僅限於）信號強度值、Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）的數量、流通量資訊等等。僅有在當此程度小於流量門檻值時，未授權頻譜將被視為允許用於LTE-U資料傳輸。而若未授權頻譜為允許的，則基地台會開始保留未授權頻譜。
在步驟S402中，基地台的處理器201藉由基地台的LTE傳送器205a透過LTE協定或藉由基地台的Wi-Fi傳送器204a透過Wi-Fi協定傳送用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的第五控制信號。具體而言，基地台可使用Wi-Fi控制信號以取得存取無線媒介的權利。當取得無線媒介存取的權利時，亦可取得競爭自由時段。舉例而言，混合協調功能控制存取（hybrid coordination function Controlled Access；HCF Controlled Access；HCCA）機制、點協調功能（point coordination function；PCF）機制或取得或分配傳輸機會（transmission opportunities；TXOPs）可用以取得競爭自由時段。此競爭自由時段可用於LTE-U操作。LTE-U操作時間可能與Wi-Fi競爭自由時段相同或小於此Wi-Fi競爭自由時段。
此Wi-Fi控制訊息可能例如是（但不僅限於）IEEE 802.11信標（beacon）訊息、請求發送（Request to Send；RTS）訊息、清除發送（Clear to Send；CTS）訊息或任何Wi-Fi格式的控制訊息。在此第五控制信號中，可包括用於保留通道的時間區間。可依據Wi-Fi控制訊息中的時間值來設定未參與通道競爭的時間區間。例如，此時間值可依據Wi-Fi控制訊息中的“區間（Duration）”欄來設定。此時間值可依據“dot11CFPMaxDuration”（最大競爭自由時段區間）參數來設定。或者，“CFPDurRemaining”（剩餘競爭自由區間）參數可依據意圖的時間區段來進行設定，以禁止通道競爭。
鄰近Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）可將通道競爭停止一段特定時間時段，且在接收到第五控制信號之後，這些鄰近Wi-Fi裝置可停止進行通道競爭一段由第五控制信號所設定的特定時間時段。
虛擬載波感測機制可用於接收到第五控制信號之後。例如，鄰近Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）可在接收到來自基地台的第五控制訊號之後設定網路分配向量（Network Allocation Vector；NAV）。Wi-Fi裝置可減少其NAV計數器直到其變為零，且接著再次感測未授權頻譜。
在本揭露一實施例中，第五控制信號可包括競爭自由時段啟始之後的延遲，其中此競爭自由時段是在接收到第五控制信號時啟始。在一些情境中，在預期接收到用於LTE-U的開始的第五控制信號的期待時間當時，由進行中的Wi-Fi傳輸所佔用的未授權頻譜的通道可能是忙碌的。可在稍後可能傳輸的時間點接收此第五控制信號。亦可能在稍後時間點起始LTE-U資料傳輸。
在此揭露中，基地台的處理器201可藉由基地台的LTE傳送器205a透過LTE協定傳送第五控制信號，以配置UE，使得此UE在即將到來的資料時槽中且在該未授權頻譜中進行傳送或接收而無任何競爭。此競爭自由時段可用於LTE-U操作。基地台可透過在未授權頻譜LTE控制層面中發送控制信令，來配置LTE-U資料層面（例如，無線電資源配置），以啟動LTE-U資料層面傳輸。
在步驟S403中，在競爭自由時段中，基地台可在未授權頻譜中進行傳送或接收。在此競爭自由時段中，基地台可與UE（例如，LTE-U裝置103a～103c）在基地台所分配的LTE-U無線電資源上進行LTE-U資料傳輸。
在本揭露一實施例中，基地台的處理器201可透過基地台間介面傳送第六控制信號，以指示競爭自由時段的結束。在一些情境中，第五控制信號可能未包括用於LTE-U資料傳輸的預定區間。基地台的LTE-U協定模組206a可將第六控制信號傳送至基地台的Wi-Fi協定模組206b，以指示此競爭自由時段受終止。接著，基地台將不會進行LTE-U資料傳輸，以回應於接收到此第六控制信號。基地台可明確地發送Wi-Fi控制訊息（例如，競爭自由結束（CF-End）訊息），以指示未授權頻譜保留之結束。而另一設計是等到保留時間的結束，但不發送明確的Wi-Fi控制訊息。
在本揭露一實施例中，基地台的處理器201可透過基地台間介面傳送第七控制信號，以用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的競爭自由時段。此第七控制信號是用於指示將啟動在此競爭自由時段到期之後的另一個LTE-U資料時段。此第七控制信號可包括LTE-U資料時段的接續的競爭自由時段的預定區間。或者，Wi-Fi協定模組206b可能會發現，接收到第六控制信號時代表接續的競爭自由時段的結束，其中第七控制信號未包括接續的競爭自由時段的預定區間。
基地台的處理器201可進一步透過基地台間介面傳送第八控制信號，以進一步延長用於在未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的競爭自由時段。傳送此第八控制信號是發生在傳送第六控制信號之前。在接續的競爭自由時段或傳送第六控制信號之前，若LTE-U資料傳輸正在進行中且可能超過預定區間，則可傳送第八控制信號以進一步延長時間時段。
在步驟S404中，在競爭自由時段外，基地台可停止在未授權的頻譜中進行任何無線地傳送或接收。在此實施例中，當未在競爭自由時段內時，在未授權頻譜上的任何資料傳輸將受禁能（disabling）。僅有的資料傳輸將出現在LTE-U協定模組206a及Wi-Fi協定模組206b之間的基地台間介面上或未授權頻譜中。
圖5是說明一種Wi-Fi AP所使用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。請參照圖5，在步驟S501中，Wi-Fi AP 250的處理器251可透過基地台間介面接收第七控制信號，以配置用於在未授權頻譜中傳送或接收的競爭自由時段。在本揭露一實施例中，此第九控制信號進一步配置競爭自由時段的時間區間。在本揭露另一實施例中，此第九控制信號可包括競爭自由時段啟始之後的延遲，其中此競爭自由時段是在接收到第九控制信號時啟始。步驟S501的詳細說明及第九控制信號可分別參考圖4中步驟S401及第四控制信號的說明，因此不再重複贅述。
在步驟S502中，Wi-Fi AP 250的處理器251可藉由Wi-Fi傳送器253a及Wi-Fi接收器253b透過Wi-Fi協定傳送第十控制信號。而此第十控制信號指示競爭自由時段的開始，且在此開始的期間，無隨機存取進行。在本揭露一實施例中，Wi-Fi AP 250的處理器251可透過LTE-U傳送器254a及LTE-U接收器254b經由LTE-U協定在未授權頻譜中傳送或接收資料而未接收隨機存取要求。在本揭露另一實施例中，Wi-Fi AP 250的處理器251可傳送第十二控制信號，以延長競爭自由時段。步驟S502及第十二控制信號的詳細說明可分別參考圖4中步驟S402及第七控制信號的說明，因此不再重複贅述。
在本揭露一實施例中，Wi-Fi AP 250的處理器251可透過Wi-Fi傳送器253a及Wi-Fi接收器253b經由Wi-Fi協定在未授權頻譜中傳送或接收資料而未接收隨機存取要求。在一些情境中，LTE-U資料傳輸可卸載至Wi-Fi無線電，以減少龐大的流量負載。在競爭自由時段中，LTE-U資料傳輸及Wi-Fi資料傳輸可與干擾減輕（interference mitigating）機制（例如，功率控制機制、時分機制、頻分機制及動態跳頻機制）進行。
在步驟S503中，在競爭自由時段到期之後，Wi-Fi AP 250的處理器251可藉由Wi-Fi傳送器253a及Wi-Fi接收器253b透過Wi-Fi協定接收用於競爭的隨機存取要求。無須設定競爭自由時段的時間區間，Wi-Fi AP 250的處理器251可傳送第十一控制信號（例如，Wi-Fi控制訊息），以指示競爭自由時段的結束。接著，在競爭自由時段到期後，Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）可發送用於競爭未授權頻譜的無線電資源的隨機存取訊息。
在步驟S504中，Wi-Fi AP 250的處理器251可服務此隨機存取，以回應於成功的競爭。在隨機存取程序中，若Wi-Fi裝置競爭成功，則可進一步將用於之後的Wi-Fi資料傳輸的無線電資源分配給Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）。接著，Wi-Fi裝置可使用分配的無線電資源與Wi-Fi AP 250進行Wi-Fi資料傳輸。
圖6是依據本揭露一示範性實施例說明用於LLA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。請參照圖6，Wi-Fi控制訊息601（包括LTE-U的開始）可藉由Wi-Fi AP 250的Wi-Fi收發器（transceiver）（例如，Wi-Fi傳送器253a及Wi-Fi接收器253b）傳送。當接收到此Wi-Fi控制訊息，其他Wi-Fi裝置（例如，Wi-Fi裝置102a～102c）可能不會在此共享頻譜中主動參與用於隨機存取的競爭。此Wi-Fi控制訊息可包括時間區間值，以指示將用於LTE-U操作的時間區間，以使得其他Wi-Fi裝置可能不會參與隨機存取競爭。在此時間區間，LTE-U資料傳輸602將在未授權頻譜上進行。在此時間區間到期之後，Wi-Fi裝置可開始進行Wi-Fi基礎的隨機存取程序603。
圖7是依據本揭露一示範性實施例說明用於LLA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。請參照圖7，用於起始LTE-U的信令701及LTE-U資料傳輸703的詳細說明可分別參考圖6中用於起始LTE-U的信令601及LTE-U資料傳輸602的說明。圖7與圖6不同的地方在於，明確的信令訊息702可藉由Wi-Fi AP 250的Wi-Fi收發器發送，以指示LTE-U資料傳輸703的結束。例如，可藉由Wi-Fi AP 250發送競爭自由結束訊息，以指示LTE-U資料傳輸的結束。當接收到此信令訊息時，其他Wi-Fi裝置可基於802.11多媒體存取控制（Media Access Control；MAC）協定開始進行通信。
圖8是依據本揭露一示範性實施例說明用於LLA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。請參照圖8，用於LTE-U資料傳輸的有效保留時間區間可能不夠長。例如，LTE-U啟動時間可能比最大IEEE 802.11競爭自由區間值長。在此示範性情況中，可能使用用於繼續保留LTE-U通信的多個信令訊息802。在進行LTE-U資料時段805的起始之前，藉由Wi-Fi介面發送信令訊息801，以保留此頻譜（且指示LTE-U資料時段805的開始）。在一段短的LTE-U資料時段805之後，藉由Wi-Fi介面發送另一個信令訊息802，以保留此頻譜（且指示LTE-U資料時段805的繼續）。在第二LTE-U資料時段805之後，藉由Wi-Fi介面發送另一個信令訊息802，以保留此頻譜（且指示LTE-U資料時段805的繼續）。最後，發送信令訊息803以指示LTE-U資料時段805的結束。接著，鄰近Wi-Fi裝置恢復用於IEEE 802.11無線電存取的競爭基礎操作。
圖9是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。請參照圖6及圖9，圖9與圖6不同的地方在於，LTE操作可用於配置LTE-U通信的控制信令。例如，可發送信令訊息903以啟動LTE-U資料層面。
圖10是依據本揭露一示範性實施例說明用於LLA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。請參照圖10，在一些情境中，在預期傳送用於即將到來的LTE-U的期待時間905當時，可能存在進行中的Wi-Fi傳輸。在所提出的設計中，可對基地台配置此期待時間905，以傳送用於起始LTE-U的信號，且可能有用於傳輸機會之可能的少許其他時間點，此時間點是在期待傳輸時間906之後。期待傳輸時間906可以是其他Wi-Fi基礎隨機存取傳輸，以使得期待時間905延後實際開始時間901。此期待時間可決定在期待傳輸時間906內。若在此期待傳輸時間906當時通道為忙碌的，則用於起始LTE-U的Wi-Fi信號傳輸可在稍後機會傳送。用以傳送用於起始LTE-U的信號的實際開始時間901在期待時間905之後可具有延遲d。可在稍後時間點起始LTE-U資料通信902。
綜上所述，本揭露實施例提出一種用於LAA的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置。為了達到在未授權頻譜上的Wi-Fi信號不會干擾LTE-U資料傳輸，在本揭露一實施例中，傳送用於在未授權頻譜中保留競爭自由時段的信令訊息。在此競爭自由時段內，LTE-U資料傳輸便能在未授權頻譜中進行。據此，將可改善LTE-U的通信效率，且所提出的發明可進一步應用在共存的LTE-U及其他無線電存取技術，且LTE-U及其他無線電存取技術皆運行在未授權頻譜。
說明書中的用詞“第一”、“第二”、“第三”或諸如此類僅是用於區別不同元件，但可能或不可能代表時間的順序。
用於本申請案的所揭露實施例的詳細描述中的元件、動作或指令不應解釋為對本揭露來說為絕對關鍵或必要的，除非明確地如此描述。而且，如本文中所使用，用詞“一”可包含一個以上項目。若打算指僅一個項目，則將使用術語“單一”或類似語言。此外，如本文中所使用，在多個項目和/或多個項目種類的列表之前的術語“中的任一者”希望包含所述項目和/或項目種類個別地或結合其它項目和/或其它項目種類“中的任一者”、“中的任何組合”、“中的任何多個”和/或“中的多個的任何組合”。此外，如本文中所使用，術語“集合”希望包含任何數量個項目，包含零個。此外，如本文中所使用，術語“數量”希望包含任何數量，包含零。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧通信系統
101a、101b‧‧‧基地台
102a～102c‧‧‧Wi-Fi裝置
103a～103c‧‧‧LTE-U裝置
200‧‧‧無線裝置
201、251‧‧‧處理器或控制器
202a〜202c、252a〜252b‧‧‧數位-類比（D/A）轉換器 類比-數位（A/D）轉換器
203a、254a‧‧‧LTE-U傳送器
203b、254b‧‧‧LTE-U接收器
204a、253a‧‧‧Wi-Fi傳送器
204b、253b‧‧‧Wi-Fi接收器
205a‧‧‧LTE傳送器
205b‧‧‧LTE接收器
206、256‧‧‧記憶體模組
207、257‧‧‧天線
250‧‧‧Wi-Fi AP
S301～S304、S401～S404、S501～S504‧‧‧步驟
601、701、702‧‧‧Wi-Fi控制訊息
602、703、805、902‧‧‧LTE-U資料傳輸
603、704、804、904‧‧‧Wi-Fi基礎的隨機存取程序
801、802、803、901、903‧‧‧信令訊息
905‧‧‧期待時間
906‧‧‧期待傳輸時間
d‧‧‧延遲
包含附圖以便進一步理解本揭露，且附圖併入本說明書中且構成本說明書的一部分。所述圖式說明本揭露的實施例，且與描述一起用以解釋本揭露的原理。 圖1說明具有（但不僅限於）LTE-U及Wi-Fi操作的示範性通信系統，其共享未授權頻譜。 圖2A是依據本揭露一示範性實施例說明一種LTE-U相容無線裝置的硬體功能方塊圖。 圖2B是依據本揭露一示範性實施例說明一種LTE-U相容Wi-Fi AP的硬體功能方塊圖。 圖3是說明一種UE所使用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。 圖4是說明一種基地台所使用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。 圖5是說明一種Wi-Fi AP所使用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的流程圖。 圖6是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令（signaling）機制。 圖7是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。 圖8是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。 圖9是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。 圖10是依據本揭露一示範性實施例說明用於LAA的未授權頻譜中共享無線電資源的方法的信令機制。
S301~S304‧‧‧步驟

Claims (20)

  1. 一種用於授權輔助存取（Licensed-Assisted access；LAA）的未授權頻譜中無線電資源共享方法，適用於一使用者設備，所述方法包括： 透過一長期演進（Long Term Evolution；LTE）協定在一授權頻譜中傳送或接收一第一資料； 透過該長期演進協定在該授權頻譜中傳送或接收一第一控制信號，以在該未授權頻譜中接收一第二資料； 在一第一時間視窗（window）內，透過一未授權長期演進（LTE-unlicensed；LTE-U）協定在該未授權頻譜中傳送或接收該第二資料但未傳送一隨機存取（radom access；RA）要求；以及 只要該第一時間視窗尚未期滿，則停止透過一Wi-Fi協定傳送任何隨機存取要求。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一控制信號包括： 該第一時間視窗的一時間區間，其中在該時間區間的期間，透過該未授權長期演進協定傳送為允許的。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的方法，更包括： 透過該長期演進協定接收一第三控制信號，其中該第三控制信號包括該第一時間視窗的一結束，且在該結束的期間，透過該未授權長期演進協定傳送為不允許的。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的方法，更包括： 透過該長期演進協定接收一第四控制信號，其中該第四控制信號包含該第一時間視窗的一延伸，且在該延伸的期間，透過該未授權長期演進協定傳送為允許的。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該第一控制信號包括該第一時間視窗啟始之後的一延遲，其中該第一時間視窗是在接收該第一控制信號時啟始。
  6. 一種用於授權輔助存取的未授權頻譜中無線電資源共享方法，適用於一基地台，所述方法包括： 透過一基地台間介面傳送一第一控制信號，以配置用於在一未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭（contention）的一競爭自由（contention free）時段； 透過一長期演進協定傳送用於在該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的一第二控制信號； 在該競爭自由時段內，在該未授權頻譜中進行傳送或接收；以及 在該競爭自由時段外，停止在該未授權的頻譜中進行任何無線地傳送或接收。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法更包括： 透過該基地台間介面傳送一第三控制信號，以指示該競爭自由時段的一結束。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中透過該基地台間介面傳送該第一控制信號，以配置用於在該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的該競爭自由時段的步驟包括： 透過該基地台間介面傳送該第一控制信號，以配置該競爭自由時段，其中該競爭自由時段具有在用於該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的一預定期間。
  9. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中透過該基地台間介面傳送該第一控制信號，以配置用於在該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的該競爭自由時段的步驟之前，更包括： 偵測當前在該未授權頻譜中傳送或接收的一程度；以及 僅在該程度低於一流量門檻時，傳送該第一控制信號。
  10. 如申請專利範圍第7項所述的方法，更包括： 透過該基地台間介面傳送一第四控制信號，以延長用於在該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的該競爭自由時段。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的方法，更包括： 透過該基地台間介面傳送一第五控制信號，以延長用於在該未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的該競爭自由時段，其中該第五控制信號的傳送是發生在該第三控制信號的傳送之前。
  12. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中透過一長期演進協定傳送用於在該未授權的頻譜中傳送或接收而無任何競爭的一第二控制信號的步驟包括： 透過該基地台間介面傳送該第二控制信號，以配置一使用者設備，使得該使用者設備在即將到來的資料時槽（time slots）中且在該未授權頻譜中進行傳送或接收而無任何競爭。
  13. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中該第二控制信號包括該競爭自由時段啟始之後的一延遲，其中該競爭自由時段是在接收該第二控制信號時啟始。
  14. 一種用於授權輔助存取的未授權頻譜中授權輔助存取的無線電資源共享方法，適用於一Wi-Fi存取點（access point；AP），所述方法包括： 透過一基地台間介面接收一第一控制信號，以配置用於在一未授權頻譜中傳送或接收而無任何競爭的一競爭自由時段； 透過一Wi-Fi介面傳送一第二控制信號，其中該第二控制信號指示該競爭自由時段的一開始，且在該開始的期間，無隨機存取進行； 在該競爭自由時段到期後，透過該Wi-Fi介面接收用於一競爭的一隨機存取要求；以及 服務該隨機存取要求，以回應於成功的該競爭。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該第一控制信號更配置該競爭自由時段的一時間區間。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的方法更包括： 透過該Wi-Fi介面傳送一第三控制信號，以指示該競爭自由時段的一結束。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中透過一Wi-Fi介面傳送該第二控制信號，其中該第二控制信號指示該競爭自由時段的該開始，且在該開始的期間，無隨機存取進行的步驟，更包括： 經由一未授權長期演進協定在該未授權頻譜中傳送或接收資料，但未接收該隨機存取要求。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的方法，更包括： 經由該Wi-Fi協定在該未授權頻譜中傳送或接收資料，而無須接收該隨機存取要求。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的方法，更包括： 傳送一第四控制信號，以延長該競爭自由時段。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的方法，其中該第一控制信號包括該競爭自由時段啟始之後的一延遲，其中該競爭自由時段是在接收該第一控制信號時啟始。
TW104144112A 2015-01-13 2015-12-28 用於授權輔助存取的未授權頻譜中無線電資源共享方法及使用此方法的相關裝置 TWI617170B (zh)

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