未授权新无线电中的信令无线电承载的信道接入优先级等级

摘要

提出了一种如下方法，该方法用于在5G未授权新无线电(NR‑U)中确定信令无线电承载(SRB)上的信令消息传输的通话前监听(LBT)类型和信道接入优先级等级(CAPC)。用户设备(UE)生成要通过控制信道向服务基站发送的SRB消息。在包含SRB消息的上行链路(UL)PDU的UL传输之前，UE使用与CAPC值相关联的LBT参数集来执行LBT过程。在一个实施方式中，CAPC是由基站经由下行链路控制信息(DCI)中包含的UL授权提供的。在另一实施方式中，CAPC是由UE基于SRB消息的SRB类型确定的。

说明书

本发明根据35U.S.C.§119要求于2019年2月13日提交的题为“CAPC forSignaling Radio Bearers(SRB)in NR-U”的美国临时申请62/804,813的优先权，其主题通过引用并入本发明。

技术领域

所公开的实施方式总体上涉及无线网络通信，并且更具体地，涉及确定未授权新无线电(new radio unlicensed，NR-U)无线通信系统中的信令无线电承载(SignalingRadio Bearer，SRB)的信道接入优先级等级(Channel Access Priority Class，CAPC)。

背景技术

第三代合作伙伴计划(Third generation partnership project，3GPP)和5G新无线电(New Radio，NR)移动电信系统可提供高数据速率、更低的延迟以及改进的系统性能。随着“物联网”(internet of Things，IOT)和其它新用户设备(user equipment，UE)的飞速发展，支持机器通信的需求呈指数增长。为了满足通信上这种指数式增长的需求，需要附加的频谱(即，射频频谱)。授权频谱的量是有限的。因此，通信提供商需要寻求未授权频谱来满足通信需求的指数式增长。一种建议的解决方案是在未授权频谱上使用新无线电(newradio，NR)。此解决方案称为NR-U。在这样的解决方案中，可以完全在未授权频谱上使用诸如5G承载这样的已建立的通信协议来提供通信链路。

在3GPP NR中，5G陆地NR接入网络包括与被称为UE的多个移动站通信的多个基站，例如，下一代节点-B(Next Generation Node-B，gNB)。正交频分多址(orthogonalFrequency Division Multiple Access，OFDMA)因其对多路径衰落的鲁棒性、更高频谱效率以及带宽可扩展性而已经被选择用于NR下行链路(downlink，DL)无线电接入方案。下行链路中的多接入是通过基于各个用户的现有信道条件，将系统带宽的不同子频带(即，指示为资源块(resource block，RB)的多组子载波)分配给这些用户来实现的。在LTE和NR网络中，将物理下行链路控制信道(Physical Downlink Control Channel，PDCCH)用于下行链路调度。将物理下行链路共享信道(Physical Downlink Shared Channel，PDSCH)用于下行链路数据。类似地，将物理上行链路控制信道(Physical Downlink Shared Channel，PUCCH)用于承载上行链路控制信息。将物理上行链路共享信道(Physical Uplink ControlChannel，PUSCH)用于上行链路数据。另外，将物理随机接入信道(physical random-accesschannel，PRACH)用于基于非竞争(non-contention)的RACH。

通话前监听(Listen-Before-Talk，LBT)是一种在无线电通信中使用的技术，由此，无线电发送器在该无线电发送器开始任何传输之前，首先感测其无线电环境(信道)。无线电装置可以使用LBT来寻找可使该装置运行于其上的信道，或者找到可以运行于其上的空闲无线电信道。在NR-U中，由于诸如WiFi的其它网络也使用了未授权频率，因此任何下行链路和上行链路接入都必须遵循LBT信道接入过程。3GPP已经根据四种不同LBT类别对不同LBT方案进行了分类。

LBT类别的选择与确定合适CAPC紧密相关。虽然最近已有针对用户面(上行链路(uplink，UL)和DL)数据传输的LBT和CAPC提案，但是也需要讨论和解决控制信道的LBT和CAPC。3GPP引入了四种不同信道接入优先级等级。自然地，选择适当的LBT类别并确定合适的CAPC对于NR-U中的控制消息的发送和接收是非常重要的。应注意，需要以这样的方式来选择LBT类别，即，该LBT类别提供与诸如WiFi这样的其它未授权网络的公平性。类似地，应当根据消息的优先级来确定CAPC，以使向较高优先级的消息分配较高优先级的CAPC(较低的CAPC值)。

使用信令无线电承载(signaling Radio Bearer，SRB)来传递无线电资源控制(radio resource control，RRC)和非接入层(non-access stratum，NAS)层信令消息。NR中的SRB类型包括SRB0、SRB1、SRB2以及SRB3，这些SRB0、SRB1、SRB2以及SRB3是针对要通过不同信道发送的不同消息定义的。在NR-U中，UE甚至需要针对所有SRB来执行LBT。应注意，这与现有的LTE-LAA完全不同，因为在LTE-LAA中，SRB是通过授权承载发送的，并且不需要LBT或CAPC。由于选择LBT类别4作为默认LBT，因此，NR-U UE也需要为5G NR-U无线通信网络中的这些SRB分配CAPC。

发明内容

提出了一种在5G NR-U中，确定SRB上的信令消息传输的LBT类型和CAPC的方法。UE生成要通过控制信道向服务基站发送的SRB消息。在包含SRB消息的UL PDU的UL传输之前，UE使用与CAPC值相关联的LBT参数集来执行LBT过程。在一个实施方式中，CAPC是由基站经由下行链路控制信息(downlink control information，DCI)中包含的上行链路授权提供的。在另一实施方式中，CAPC是由UE基于SRB消息的SRB类型确定的。在又一实施方式中，上行链路PDU是通过多个SRB和数据无线电承载(data radio bearer，DRB)的复用形成的，并且基于UL PDU信息向UE赋予UL CAPC分配的责任。

在一个实施方式中，UE通过未授权频带与基站建立连接。该连接包括一个或多个SRB。UE生成要通过控制信道向基站发送的SRB消息。UE使用与CAPC相关联的LBT参数集执行LBT过程。UE获得与SRB消息相对应的CAPC。然后，UE在成功地完成LBT过程时，通过控制信道发送SRB消息。

在下面的详细描述中对其它实施方式和优点进行描述。该发明内容并不旨在限定本发明。本发明由权利要求来限定。

附图说明

图1例示了根据一个新颖方面的示例性5G NR-U无线通信系统，该示例性5G NR-U无线通信系统采用LBT信道接入机制用于SRB传输。

图2是根据本发明的实施方式的无线发送装置和接收装置的简化框图。

图3例示了在根据一个新颖方面的5G NR-U中，UE与基站之间的使用LBT类型和CAPC值进行SRB传输的序列流。

图4例示了5G NR-U中的与SRB传输的CAPC值相关联的不同SRB信令消息的示例。

图5是在根据一个新颖方面的5G NR-U中，UE确定SRB传输的LBT类别和合适CAPC值的方法的流程图。

具体实施方式

下面，对本发明的一些实施方式进行详细说明，附图中例示了其示例。

图1例示了根据一个新颖方面的示例性5G NR-U无线通信系统，该示例性5G NR-U无线通信系统采用LBT信道接入机制用于SRB传输。NR-U无线通信系统100包括一个或多个无线通信网络，并且这些无线通信网络中的各个无线通信网络皆具有诸如102和104这样的一个或多个基本基础设施小区(base infrastructure unit)。该基本基础设施小区也可以称为接入点、接入终端、基站、eNB、gNB或者本领域中使用的其它术语。无线通信基站102和无线通信基站104中的各个无线通信基站服务地理区域。在图1的示例中，由无线通信基站102和无线通信基站104服务的地理区域发生重叠。

基站102是经由授权频带与UE 101通信的授权基站(licensed base station)。在一个示例中，基站102经由5G NR无线通信与UE 101通信。基站102向小区103内的多个UE提供无线通信。基站104是经由未授权频带与UE 101通信的未授权基站(unlicensed basestation)。在一个示例中，基站104经由5G NR无线通信与UE 101通信。基站104可以与具有小区105的多个UE进行通信。应注意，图1是例示图。基站102和基站104可以在地理上位于同一位置。还应注意，NR-U既可以运行为授权小区又可以运行为未授权小区，并且既可以运行为主小区又可以运行为从小区。

数据消耗的指数式增长已经产生了无法由当前无线系统来满足的大带宽需求。为了满足这种对数据的不断增长的需求，需要具有更大可用带宽的新无线系统。可以使用NR-U无线网络来提供更大的可用带宽。NR-U网络除了利用授权频带以外同时还利用未授权频带，从而向无线系统中的UE提供额外的可用带宽。例如，UE 101可以受益于在NR-U网络中同时使用授权频带和未授权频带。NR-U网络不仅提供额外的带宽用于更大的总体数据通信，而且因存在两个单独数据链路而提供一致的数据连接性。具有多个可用的数据链路增加了UE在任何给定时刻能够与至少一个基站进行适当的数据通信的概率。

使用SRB来传递无线电资源控制(radio resource control，RRC)和非接入层(non-access stratum，NAS)层信令消息。NR中的SRB类型包括SRB0、SRB1、SRB2以及SRB3，这些SRB0、SRB1、SRB2以及SRB3是针对要通过不同信道发送的不同信令消息定义的。在NR-U中，在5GHz未授权频带上不仅发送数据信道而且发送控制信道。结果，在NR-U中，在5GHz未授权频带上也发送RRC和NAS信令消息的不同SRB。虽然未授权频谱的利用提供了更多的可用带宽，但是未授权频谱的使用面临着需要解决的实际问题。

为了促进有效且公平的频谱共享，由于诸如WiFi这样的其它网络也使用未授权频率，因此，对于NR-U中的所有下行链路和上行链路传输，都需要遵循一种称为LBT信道接入过程的动态频谱共享机制。因此，在NR-U中，UE需要为所有控制信道上的SRB信令消息传输执行LBT。应注意，这与现有LTE-LAA完全不同，因为在LTE-LAA中，SRB是通过授权承载发送的，并且不需要LBT。3GPP已经根据四种不同LBT类别对不同LBT方案进行了分类。LBT类别的选择与确定合适的CAPC紧密相关。对于LTE LAA和NR-U，3GPP引入了四种不同信道接入优先级等级。自然地，选择适当LBT类型并确定合适CAPC对于NR-U中的信令消息的发送和接收是非常重要的。

由于选择LBT类别4作为SRB传输的默认LBT，因此，NR-U UE还需要为这些SRB分配CAPC。因此，为了有效分配CAPC，需要探索不同SRB。根据一个新颖方面，提供了一种在NR-U无线通信网络中UE为SRB分配合适的CAPC的方法。在图1的示例中，UE 101通过未授权频带与gNB 104连接，并且UE 101需要向gNB104发送SRB信令消息。如110所描绘的，UE首先选择合适的LBT类别，然后基于信令消息的大小和内容，确定在对应的控制信道上的SRB信令消息传输的有效CAPC。然后，UE 101使用与所确定的CAPC值相关联的LBT参数集，在所选择的LBT类别下执行LBT过程。在成功地完成LBT过程时，然后，UE 101向gNB 104发送SRB信令消息。

图2是根据本发明的实施方式的无线装置201和无线装置211的简化框图。对于无线装置201(例如，发送装置)，天线207和天线208发送和接收无线电信号。与天线耦接的RF收发器模块206从天线接收RF信号，将该RF信号转换成基带信号并将该基带信号发送给处理器203。RF收发器206也转换从处理器接收到的基带信号，将该基带信号转换成RF信号并将该RF信号发出至天线207和天线208。处理器203处理接收到的基带信号并且调用不同功能模块和电路，以执行无线装置201中的功能(feature)。存储器202存储程序指令和数据210以控制装置201的操作。

类似地，对于无线装置211(例如，接收装置)，天线217和天线218发送和接收RF信号。与天线耦接的RF收发器模块216从天线接收RF信号，将该RF信号转换成基带信号并将该基带信号发送给处理器213。RF收发器216也转换从处理器接收到的基带信号，将该基带信号转换成RF信号并将该RF信号发出至天线217和天线218。处理器213处理接收到的基带信号并且调用不同功能模块和电路，以执行无线装置211中的功能。存储器212存储程序指令和数据220以控制无线装置211的操作。

无线装置201和无线装置211也包括多个功能模块和电路，这些功能模块和电路可以被实现并配置成执行本发明的实施方式。在图2的示例中，无线装置201是基站，该基站包括：无线电承载处理模块205、调度器204、LBT/CAPC信道接入电路209、以及配置电路221。无线装置211是UE，该UE包括：无线电承载处理模块215、PUCCH/PUSCH处理模块214、LBT/CAPC信道接入电路219、以及配置电路231。应注意，无线装置可以既是发送装置又是接收装置。可以通过软件、固件、硬件或这些的任何组合，来实现和配置这些不同功能模块和电路。这些功能模块和电路在由处理器203和处理器213执行(例如，经由执行程序代码210和程序代码220)时，可使发送装置201和接收装置211执行本发明的实施方式。

在一个示例中，基站201经由无线电承载处理电路205与UE 211建立一个或多个信令和数据无线电承载，经由调度器204调度UE的下行链路和上行链路传输，经由信道接入电路209执行下行链路LBT过程并且确定CAPC，以及经由配置电路221向UE提供配置信息。UE211经由无线电承载处理电路215与基站建立一个或多个信令和数据无线电承载，经由PUCCH/PUSCH模块214生成要通过PUCCH和PUSCH发送的上行链路信令和数据消息，经由信道接入电路219执行上行链路LBT过程并且确定CAPC，以及经由配置电路231获得配置信息。根据一个新颖方面，UE 211基于要通过PUCCH/PUSCH发送的SRB/DRB消息来确定LBT类别和CAPC级别。

图3例示了在根据一个新颖方面的5G NR-U中，UE与基站之间的使用LBT类型和CAPC值进行SRB传输的序列流(sequence flow)。在步骤311中，UE 301和gNB 302彼此建立专用连接。例如，该专用连接是SRB或DRB。不同SRB包括针对不同RRC和NAS信令消息定义的SRB0、SRB1、SRB1以及SRB2。在步骤312中，UE 301生成要向gNB 302发送的一个或多个SRB信令消息。在步骤321中，gNB 302通过PDCCH发送DCI。DCI承载要用于UE的上行链路传输的无线电资源的上行链路授权(grant)。在一个示例中，DCI也可以承载LBT参数的附加配置信息，包括：LBT类型、CP扩展的长度以及CAPC值。在步骤322中，UE 301可以使后续SRB和/或DRB消息进行上行链路发送。在步骤331中，UE 301确定LBT类型和合适的CAPC，然后相应地执行LBT过程。在步骤341中，在成功完成LBT过程时，UE 301通过PUCCH/PUSCH发送SRB/DRB消息的UL PDU。

当执行LBT过程时，需要以这样的方式来选择LBT类型，即，该LBT类型提供与诸如WiFi这样的其它未授权网络的公平性。因此，UE可以将类型4LBT选择为所有SRB传输的默认LBT类型，这是因为类型4LBT提供了与其它未授权网络节点的公平性。对于类型4(具有随机回退(random backoff)且竞争窗口大小可变的LBT)，发送实体在竞争窗口内引出(draw)随机数N。竞争窗口的大小是由N的最小值和最大值指定的。在引出随机数N时，发送实体可以改变竞争窗口的大小。在LBT过程中使用随机数N来确定在发送实体在信道上进行发送之前，该信道被感测为空闲的持续时间。应注意，与其它LBT过程相比，类型4LBT花费较长的时间并且具有较低的成功率。

因为类型4LBT需要确定CAPC，所以LBT类型的选择与确定合适CAPC紧密相关。对于LTE LAA和NR-U，3GPP引入了四种不同信道接入优先级等级。下表1示出了不同优先级等级，其中，等级的编号越小，优先级就越高。各个优先级等级使用不同T

表1：3GPP标准中定义的不同CAPC

其中，

-CAPC—信道接入优先级等级

-m

-CW

-CW

-T

当针对UL PDU传输执行类型4LBT时，UE 301需要确定对应SRB传输的合适CAPC，其中，较低的CAPC值反映较高的优先级。通常，应当根据消息的优先级来确定CAPC，以使向较高优先级的消息分配较高优先级的CAPC(较低的CAPC值)。在一个实施方式中，gNB 302通过用于SRB传输的PDCCH上的DCI所携带的上行链路授权来提供CAPC(例如，在步骤321中)。在另一实施方式中，UE 301基于UL PDU信息的最新(up-to-date)细节来确定CAPC(例如，在步骤331中)。

图4例示了5G NR-U中的与SRB传输的CAPC值相关联的不同SRB信令消息的示例。针对不同RRC和NAS信令消息定义了不同SRB，因此，为了有效分配CAPC，需要对不同SRB进行探索。如表410所描绘的，SRB0是使用透明模式(transparent mode，TM)通过公共控制信道(common control channel，CCCH)(例如，经由PUCCH)进行发送，并且通常用于尚未建立RRC连接的UE。因此，向SRB0提供最严格(stringent)的CAPC(值＝1，较高的优先级)似乎是合乎逻辑的。SRB1是使用确认模式(acknowledged mode，AM)通过专用控制信道(dedicatedcontrol channel，DCCH)(例如，经由PUSCH)进行发送。SRB1承载重要信令信息，例如，RRC连接重配置、安全模式以及移动性(切换)消息。因此，也应当向SRB1提供最严格的CAPC(值＝1)。SRB2是使用AM通过DCCH经由PUSCH进行发送。另一方面，SRB2承载对时间要求相对不严的NAS信令消息。因此，可以向SRB2提供不太严格的CAPC(值＝2，较低的优先级)。SRB3是使用AM通过DCCH经由PUSCH进行发送，并且是主要用于MR、测量配置、报告、MAC、RLC、PHY重配置和RLF计时器以及SCG的常数(在ENDC中)的。因此，也可以向SRB3提供具有较高优先级的最严格(值＝1)的CAPC。在一个示例中，RRC配置可以包括上述CAPC分配。

对于UL传输，UE将生成通过复用(multiplexing)SRB和DRB而形成的协议数据单元(protocol data unit，PDU)。自然地，gNB可以明确地分配PDU的CAPC。然而，对于gNB来说，这似乎是相当大的开销和繁重的工作，因为gNB需要检查跨所有UE的所有逻辑信道，以进行CAPC分配。此外，gNB可能没有关于跨所有UE的UL PDU的完整且最新的信息。因此，可以向UE赋予UL CAPC分配的责任，这是因为UE知道UL PDU的最新信息和细节。在一个实施方式中，UE可以选择跨所有无线电承载的最高优先级(最严格，最低值)的CAPC，作为形成UL PDU的、所有无线电承载的复用的PDU的CAPC。这样将使能更快地传输高优先级的SRB(SRB0、SRB1)，或者与较低优先级的SRB2复用的、具有高LCP的专用实时DRB。然而，这将不同于LAA中的现有机制，并且对WiFi服务不公平。另选地，UE可以选择跨所有无线电承载的最低优先级(最不严格，最高值)的CAPC，作为形成UL PDU的、所有无线电承载的复用PDU的CAPC。这将类似于现有LTE LAA AUL原则，并且向WiFi节点提供公平性，但是会影响高优先级的SRB的传输和/或降低实时DRB的QoS。

返回参照图3，在步骤312中，UE 301在接收到UL授权之前使一个或多个SRB用于上行链路传输。在步骤322中，UE 301在接收到UL授权之后继续使SRB和/或DRB用于上行链路传输。通过复用不同SRB和DRB形成UL PDU，并且UE 301具有关于UL PDU的最新信息。因此，每当UE执行LBT时，就可以向UE赋予UL CAPC分配的责任，这是因为UE知道UL PDU的最新细节。在一个示例中，UE 301选择跨所有无线电承载的最高优先级的CAPC，作为复用的UL PDU的CAPC。通过复用这些逻辑信道(logical channel，LCH)形成的传输块(Transport Block，TB)将具有最高优先级(最低索引)的CAPC。这可以仅针对SRB1和SRB3有条件地进行，即，如果LCH中的至少一个LCH包含SRB0、SRB1或SRB3，则将通过使用跨所有LCH的最高优先级的CAPC来形成UL TB。在另一示例中，UE 301选择跨所有无线电承载的最低优先级的CAPC，作为复用的UL PDU的CAPC。这将使设计相似并向后兼容LTE-LAA AUL原则，但是会影响高优先级的SRB或者与低优先级的SRB2复用的专用实时DRB的传输。在没有SRB1和/或SRB3的情况下，这可以仅针对DRB和SRB2有条件地进行，即，如果所有LCH都不包含SRB1和/或SRB3，则将通过使用跨所有LCH的最低优先级的CAPC来形成UL TB。

应注意，LBT过程的每一个CAPC值都与特定最大信道占用时间(maximum channeloccupancy time，MCOT)相关联。MCOT是信道感测之后的最大连续传输时间。不同CAPC可能具有不同MCOT。因此，UE需要确保针对各个UL PDU传输都满足各个CAPC的MCOT限制。如果gNB利用UL授权提供CAPC值，则UE将使用与UL授权相关联的CAPC值。UE可以通过在必要时再次执行LBT来确保MCOT限制。一旦UE已经决定发送UL PDU，如果尚未达到MCOT限制并且UL授权足够长，那么UE就简单地在没有按连续时隙执行LBT的情况下发送UL PDU，并且重新使用现有的CAPC值。否则，如果已经达到了MCOT限制，那么UE在向基站发送UL PDU之前执行LBT并再次分配CAPC。

图5是在根据一个新颖方面的5G NR-U中UE确定SRB传输的LBT类别和合适CAPC值的方法的流程图。在步骤501中，UE通过未授权频带与基站建立连接，其中，该连接包括一个或多个SRB。在步骤502中，UE生成要通过控制信道向基站发送的SRB消息。在步骤503中，UE使用与CAPC相关联的LBT参数集执行LBT过程。UE获得与SRB消息相对应的CAPC。在步骤504中，UE在成功地完成LBT过程时，通过控制信道发送SRB消息。

尽管出于指导目的，已经结合某些特定实施方式对本发明进行了描述，但是本发明不限于此。因此，在不脱离权利要求中阐述的本发明范围的情况下，可以实施对所描述的实施方式的各种特征的不同修改、改变以及组合。