基于可调整竞争窗在免许可信道上传输数据的方法和装置

摘要

本发明提供在通信系统的节点中用于通信的方法和装置。包括：当节点有数据需要在免许可信道上传输时，获取可调整的竞争窗口的大小CW；等待预定时间段T0，并且从范围[0，CW]中挑选随机值；当预定时间段T0到达后，如果免许可信道处于空闲状态，则对于每个时隙递减该随机值；如果免许可信道处于忙碌状态，则停止递减直至免许可信道再次进入空闲状态，以及等待预定时间段T0，当预定时间段T0到达后，继续递减该随机值；当随机值递减至一个特定值时，在免许可信道上传输数据。例如，节点可以基于免许可信道的信道状态，将要在免许可信道上传输的业务类型，使用免许可信道的周边节点的数目，使用免许可信道的周边节点的竞争窗大小，或其任意组合来获取竞争窗口的大小。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信系统，尤其涉及基于可调整的竞争窗在免 许可信道上传输数据的方法和装置。

背景技术

随着业务需求的增长，蜂窝网络的运营商除了许可频带之外需 要更多的频带。免许可频带中的LTE部署(下文中简称“LTE-U”)， 通常超过5GHz，能够实现从许可载波上卸载大量业务。

与专用的许可频带不同，免许可的频带由多个RAT(无线接入 技术)，例如LTE-U，Wi-Fi和雷达系统来共享。因此，不同LTE-U 运营商之间以及多个RAT之间的共存问题需要在LTE-U的设计之初 得到解决。由于缺乏联合网络计划，不同运营商可能会在地理上重 叠的区域部署LTE-U小区或者甚至紧密地并置排列。对于高密集部 署的Wi-Fi节点和LTE-U小区，有非常大的可能性他们会选择和共 享同一免许可载波。

在数据传输之前，每个LTE-U小区首先需要检测信道(也即， ListenBeforeTalk)。当检测到的信道为空闲时，多个LTE-U小区可 能会在类似的时间使用该信道，从而导致信道冲突。图1和图2示 出了信道冲突的一个示例，其中当检测到信道为空闲时，两个LTE-U 运营商在竞争信道。如果允许免许可信道上的上行传输，冲突将会 变得更为严重，因为属于运营商A和运营商B的多个用户设备(UE) 应当也会使用该信道。此外，对于LTE-U共存，如果一个LTE-U小 区在较短的时间内竞争并占用了信道，而该信道非常忙碌且还被其 他Wi-Fi节点或其他LTE-U小区使用，那么该信道将发生拥塞，并 且其他节点再接入该信道的机会较小。相反地，如果一个LTE-U小 区较慢地占用信道，而该信道并不忙碌，那么，资源将被浪费。

对于运营商A和运营商B而言，一种可能的解决方案是协调其 使用和传输。然而，这种可能性也不高，理由如下：

(1)该信道是免许可信道，其并不属于任何特定的实体。企图 实施某种形式的协调是不现实的并且也不可能成功。

(2)在该免许可信道中还存在其他系统，例如与LTE系统不协 调的私人或住宅Wi-Fi。

发明内容

如上文中所描述的，当检测到免许可信道空闲时，在相同或相 近时刻使用该免许可信道的多个LTE-U小区或Wi-Fi节点会造成信 道冲突。鉴于此，有必要提供一种用于LTE-U系统的intra-RAT和 inter-RAT共存的方案。

为了实现本发明的目的，需要定义竞争窗的概念，其仅适用于 未许可频带。竞争窗的大小CW可以基于免许可信道的信道状态，将 在免许可信道上传输的业务类型，使用免许可信道的周边intra-RAT 和inter-RAT节点的数目，周边节点的竞争窗大小或者其组合等来动 态地确定。关于竞争窗的详细描述将在下文中给出。

基于定义的竞争窗，根据本发明的一个方面，提供了一种在通 信系统的节点中用于通信的方法，所述方法包括以下步骤：当所述 节点有数据需要在免许可信道上传输时，获取竞争窗口的大小CW； 等待预定时间段T₀，并且从范围[0，CW]中挑选一个随机值；当所述 预定时间段T₀到达后，如果所述免许可信道处于空闲状态，则对于 每个时隙递减所述随机值；如果所述免许可信道处于忙碌状态，则 停止递减直至所述免许可信道再次进入空闲状态，以及等待所述预 定时间段T₀，当所述预定时间段T₀到达后，继续递减所述随机值；当 所述随机值递减至一个特定值时，在所述免许可信道上传输所述数 据。

在一个例子中，由节点本身来确定竞争窗的大小。在此情形下， 所述获取步骤包括：基于第一预定条件，确定所述竞争窗口的大小 CW。

如上所述，所述第一预定条件包括以下任一项或任多项的结合：

-所述免许可信道的信道状态；

-将要在所述免许可信道上传输的业务类型；

-使用所述免许可信道的周边节点的数目；

-使用所述免许可信道的周边节点的竞争窗大小。

在另一个例子中，节点自身并不确定竞争窗的大小，而是从另 一个节点处接收竞争窗的大小。在此情形下，所述获取步骤包括： 从另一节点处接收所述竞争窗口的大小CW。

在一个例子中，由节点自己来确定免许可信道是空闲状态还是 忙碌状态。在此情形下，所述方法还包括：当第二预定条件被满足 时，确定所述免许可信道处于空闲状态。例如，所述第二预定条件 被满足可以包括：信道测量结果小于第一数值；或者能量检测结果 小于第二数值。

在另一个例子中，由用户设备来确定免许可信道是空闲状态还 是忙碌状态，然后发送空闲/忙碌指示信息至节点。在此情形下，所 述方法还包括：接收来自用户设备的空闲/忙碌指示信息，所述空闲/ 忙碌指示信息用于指示所述免许可信道是处于空闲状态还是忙碌状 态；如果空闲/忙碌指示信息指示所述免许可信道是处于空闲状态， 则确定所述免许可信道处于空闲状态；如果空闲/忙碌指示信息指示 所述免许可信道是处于忙碌状态，则确定所述免许可信道处于忙碌 状态。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在通信系统的用户设备 中用于发送指示信息的方法，所述方法包括以下步骤：基于第三预 定条件，发送空闲/忙碌指示信息至节点，所述空闲/忙碌指示信息用 于指示免许可信道是处于空闲状态还是忙碌状态。

所述发送步骤可以包括：确定所述第三预定条件是否被满足； 如果所述第三预定条件被满足，发送用于指示所述免许可信道处于 空闲状态的空闲/忙碌指示信息至所述节点；如果所述第三预定条件 未被满足，发送用于指示所述免许可信道处于忙碌状态的空闲/忙碌 指示信息至所述节点。例如，所述第三预定条件被满足可以包括： 在参考信号时隙测量时，参考信号接收功率大于第三数值；或者在 非参考信号时隙测量时，能量检测结果小于第四数值。

根据本发明的又一个方面，提供了一种在通信系统的节点中用于 通信的装置，所述装置包括：获取单元，用于当所述节点有数据需 要在免许可信道上传输时，获取竞争窗口的大小CW；延迟单元，用 于等待预定时间段T₀；选择单元，用于从范围[0，CW]中挑选一个随 机值；减法单元，用于当所述预定时间段T₀到达后，如果所述免许 可信道处于空闲状态，则对于每个时隙递减所述随机值；如果所述 免许可信道处于忙碌状态，则停止递减直至所述免许可信道再次进 入空闲状态，以及等待所述预定时间段T₀，当所述预定时间段T₀到达 后，继续递减所述随机值；传输单元，用于当所述随机值递减至一 个特定值时，在所述免许可信道上传输所述数据。

根据本发明的又一个方面，提供了一种在通信系统的用户设备 中用于发送指示信息的装置，所述装置包括：发送单元，用于基于 第三预定条件，发送空闲/忙碌指示信息至节点，所述空闲/忙碌指示 信息用于指示免许可信道是处于空闲状态还是忙碌状态。

本发明的各个方面将通过下文中的具体实施例的说明而更加清 晰。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描 述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：

图1示出了LTE-U和Wi-Fi之间以及LTE-U运营商之间共存的 示意图；

图2示出了当检测到信道空闲时冲突的示意图；

图3示出了基于可调整的竞争窗在免许可信道上传输数据的方 法示意图。

在图中，相同或类似的附图标记表示相同或相对应的部件或特征。

具体实施方式

如上文中所描述的，本发明中引入了可调整的竞争窗。

在一个实施例中，竞争窗的大小CW可以基于免许可信道的信道 状态动态地确定。通常，当检测到的信道状态为忙碌时，可以设置 较大的竞争窗。相反地，当检测到的信道状态为空闲时，可以设置 较小的竞争窗。平均信道忙碌/检测周期比率(averagedchannel busy/sensingperiodratio)作为信道状态的一个指示，可以用来确定 竞争窗口。表I示出了基于信道状态的竞争窗口的大小。

表I

由表I可以看出，当比率为20％时，竞争窗口的大小被设置为3 个时隙，用于允许快速地接入免许可信道。当比率超过60％时，竞 争窗口的大小被设置为15个时隙，用于延缓接入免许可信道。

在另一个例子中，竞争窗的大小CW可以基于将要在免许可信道 上传输的业务类型动态地确定。通常，对于高优先级的业务，例如 延迟敏感业务，可以设置较小的竞争窗，而对于尽力服务业务(best effortservice)，可以设置较大的竞争窗。表II示出了基于业务类型 的竞争窗口的大小。

表II

从表II中可以看出，对于语音业务，竞争窗的大小为3个时隙， 但对于尽力服务业务，竞争窗的大小为15个时隙。这对于不同QoS 需求带来了高调度效率。

在又一个例子中，竞争窗的大小CW可以基于使用免许可信道的 周边intra-RAT和inter-RAT节点(例如，LTE-U小区和Wi-Fi接入 点)的数目动态地确定。基于检测到的LTE-U小区的小区标识(ID) 和/或Wi-Fi节点的服务集标识(SSID)，在存在大量周边节点的情 形下，可以将竞争窗的大小设置为较大。否则，可以将竞争窗的大 小设置为较小。

可以理解的是，在实际应用中，免许可信道的信道状态，将要 在免许可信道上传输的业务类型，免许可信道的周边intra-RAT和 inter-RAT节点的数目和使用免许可信道的周边节点的竞争窗大小的 任何组合都可以用来确定竞争窗的大小CW。

例如，可以同时基于免许可信道的信道状态和将要在免许可信 道上传输的业务类型来动态地确定竞争窗口的大小CW，如表III所 示。

TableIII

需要说明的是，在本申请的各实施例中，时隙可以包括一个或 多个传输时间间隔(TTI)。

基于上文中关于竞争窗的详细描述，本发明的各实施例的方法 将在下文中进行详述。

参照图3，在步骤301中，所述节点有数据需要在免许可信道上 传输时，获取竞争窗口的大小CW。该节点可以例如是LTE-U小区。

在一个例子中，由节点自己基于第一预定条件来确定竞争窗口 的大小CW。该第一预定条件可以包括例如上文中提及的免许可信道 的信道状态，将要在免许可信道上传输的业务类型，免许可信道的 周边intra-RAT和inter-RAT节点的数目，使用免许可信道的周边节 点的竞争窗大小，或者其任何组合。可以理解的是，其他适当的预 定条件也可以用来确定本发明的竞争窗的大小。

在另一个例子中，该节点自己并不确定竞争窗的大小，而是从 其他节点处接收竞争窗的大小CW。在这种情形下，两个不同的运营 商之间用于交互竞争窗的大小的信令可以通过例如S1，X2等接口传 输。

可以理解的是，如果由节点自身来确定竞争窗的大小，那么该 节点可以将所确定的竞争窗的大小CW发送至共享该免许可信道的 其他节点。

然后，在步骤302中，节点等待预定时间段T₀。该时间段T₀用于 满足地区性的调整需求(例如，LBT)以及关断-打开过渡。

接着，在步骤303中，节点从范围[0，CW]中挑选一个随机值。

可以理解的是，节点可以在等待时间段T₀的期间内选择该随机 值，或者也可以在预定时间段T₀到达后再选择该随机值。

当预定时间段T₀到达后，在步骤304中，如果免许可信道处于 空闲状态，则节点对于每个时隙递减该随机值。否则，如果免许可 信道处于忙碌状态，则节点停止递减直至该免许可信道再次进入空 闲状态，然后再等待预定时间段T₀，当预定时间段T₀到达后，继续递 减该随机值。

在一个例子中，可以由节点自己来确定免许可信道是处于空闲 状态还是忙碌状态。当第二预定条件被满足时，节点确定免许可信 道处于空闲状态。例如，节点可以进行信道测量，当信道测量结果 小于第一数值时，节点确定该免许可信道处于空闲状态。又例如， 节点可以进行能量检测，当能量检测结果小于第二数值时，节点确 定该免许可信道处于空闲状态。

节点也可以基于来自用户设备的信道质量指示(CQI)来确定免 许可信道是空闲状态还是忙碌状态。如果用户设备报告的CQI大于 预定的最小性能MCS，那么节点确定免许可信道处于空闲状态。此 外，即使有来自Wi-Fi或者其他LTE-U报告的干扰但是从网络系统 性能的角度来看传输周期仍然在可接受的阈值范围内，那么也可以 确定免许可信道处于空闲状态。

在另一个例子中，也可以由用户设备来确定免许可信道处于空 闲状态还是忙碌状态。例如，用户设备可以发送空闲/忙碌指示信息 至节点，用于指示免许可信道是处于空闲状态还是忙碌状态。例如， 在参考信号时隙测量时，用户设备可以测量参考信号接收功率 (RSRP)，如果RSRP大于第三数值，则用户设备发送用于指示免 许可信道处于空闲状态的空闲/忙碌指示信息至节点。否则，如果 RSRP不小于第三数值，则用户设备发送用于指示免许可信道处于忙 碌状态的空闲/忙碌指示信息至节点。又例如，在非参考信号时隙测 量时，用户设备可以进行能量检测，如果能量检测结果小于第四数 值，则用户设备发送用于指示免许可信道处于空闲状态的空闲/忙碌 指示信息至节点。否则，如果能量检测结果不大于第四数值，则用 户设备发送用于指示免许可信道处于忙碌状态的空闲/忙碌指示信息 至节点。在接收到来自用户设备的空闲/忙碌指示信息后，节点即可 知晓免许可信道的信道状态。

然后，在步骤305中，当随机值递减至一个特定值，例如0时， 节点在该免许可信道上传输数据。

可以理解的是，在不同的实施例中，竞争窗的大小CW依赖于最 强干扰者的RAT。这意味着Wi-Fi和LTE-U运行于不同的时间量程， 其中Wi-Fi时隙以微秒级测量而LTE-U时隙是毫秒级。因此，如果 干扰者是Wi-Fi，则竞争窗的大小CW可以较小，如果干扰者是 LTE-U，则可以使用较大的竞争窗。

在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们 的任意组合来实现本申请所述的功能。如果用软件来实现，则可以 将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上， 或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。计算 机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括有 助于计算机程序从一个地方传递到另一个地方的任意介质。存储介 质可以是通用或专用计算机可访问的任意可用介质。这种计算机可 读介质可以包括，例如但不限于，RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM 或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁存储设备，或者可用 于以通用或专用计算机或者通用或专用处理器可访问的指令或数据 结构的形式来携带或存储希望的程序代码模块的任意其它介质。并 且，任意连接也可以被称为是计算机可读介质。例如，如果软件是 使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或诸如红外 线、无线电和微波之类的无线技术来从网站、服务器或其它远程源 传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、 无线电和微波之类的无线技术也包括在介质的定义中。

可以周通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路 (ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分 立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的 任意组合来实现或执行结合本公开所描述的各种示例性的逻辑块、 模块和电路。通用处理器可以是微处理器，或者，处理器也可以是 任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以 实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处 理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合，或者任何其它此种 结构。

本领域普通技术人员还应当理解，结合本申请的实施例描述的 各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、 计算机软件或二者的组合。为了清楚地表示硬件和软件之间的这种 可互换性，上文对各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤均围 绕其功能进行了一般性描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现 成软件，取决于特定的应用和施加在整个系统上的设计约束条件。 本领域技术人员可以针对每种特定应用，以变通的方式实现所描述 的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本发明的保护范围。

本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现 或使用本发明。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改 都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本发 明的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本发明并不 限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性 的最广范围相一致。