竞争信道资源的方法和设备技术

本申请公开了一种竞争信道资源的方法，包括：设备根据当前帧结构确定执行ECCA的参数；所述设备执行CCA，检测免许可频段的信道状态，并在根据所述ECCA的参数确定满足信道空闲条件时占用信道。应用本申请，能够合理地实现免许可频段的信道占用，并保证与免许可频段上其他系统的友好共存。

【技术实现步骤摘要】

本申请公开一般涉及无线通信领域，具体涉及基于竞争分配信道资源，尤其涉及长期演进(LTE)系统中在免许可频段上基于竞争机制来占用上下行信道资源的方法和通信设备。
技术介绍
随着蜂窝无线移动通信系统的不断发展，移动用户的数量越来越多。这样高速的发展带来了机遇也带来了压力和挑战。频谱资源有限、业务量激增、基站负载过大、覆盖范围不够等等问题都需要研究新型的通信技术来解决。第三代合作伙伴项目(3GPP)标准化组织的长期演进(LTE)系统支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种双工方式。如图1所示，图1为现有技术的FDD无线帧结构示意图，对于FDD系统，每个无线帧的长度是10ms，包含10个长度为1ms的子帧。其中，子帧由两个连续的长度为0.5ms的时隙构成，即第k个子帧包含时隙2k和时隙2k+1，k＝0,1,…9。如图2所示，图2为现有技术的TDD无线帧结构示意图，对于TDD系统，每个10ms的无线帧等分为两个长度为5ms的半帧。其中，每个半帧包含8个长度为0.5ms的子帧和3个特殊域，即下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)和上行导频时隙(UpPTS)，这3个特殊域的长度和是1ms。每个子帧由两个连续的时隙构成，即第k个子帧包含时隙2k和时隙2k+1，k＝0,1,…9。一个下行传输时间间隔(TTI)定义在一个子帧上。在对TDD无线帧进行配置时，支持7种上行下行配置，如表1所示。表1中，D表示下行子帧，U表示上行子帧，S表示上述包含3个特殊域的特殊子帧。表1其中，每个下行子帧的前n个正交频分复用(OFDM)符号可以用于传输下行控制信息，下行控制信息包括物理下行控制信道(PDCCH，Physical Downlink Control Channel)和其他控制信息，其中，n等于0、1、2、3或者4。剩余的OFDM符号可以用来传输物理下行共享信道(PDSCH，Physical Downlink Shared Channel)或者增强物理下行控制信道(EPDCCH)。在LTE系统中，PDCCH及EPDCCH承载分配上行信道资源或者下行信道资源的下行控制信息(DCI，Downlink Control Information)，分别称为下行授权信令(DL Grant)和上行授权信令(UL Grant)。在LTE系统中，不同用户设备(UE)的DCI是分别独立发送的，且其中的DL Grant和UL Grant是分别独立发送的。在LTE系统的增强系统中，通过组合多个单元载波(CC，component carrier)来得到更大的工作带宽，即采用载波聚合(CA，carrier aggregation)构成通信系统的下行链路和上行链路，从而支持更高的传输速率。这里，聚合在一起的CC既可以采用相同的双工方式，即全是FDD小区或者全是TDD小区，也可以采用不同的双工方式，即同时存在FDD小区和TDD小区。对一个UE，基站可以配置其在多个小区(Cell)中工作，其中一个是主Cell(Pcell，primary cell)，而其他Cell称为次Cell(Scell，secondary cell)。在上述现有的LTE CA系统中，对同一个传输块(TB，transport block)的初始传输和HARQ重传都是局限于在同一个CC上。对LTE CA系统，基于物理上行控制信道(PUCCH，Physical Uplink Contol Channel)传输的混合自动重传请求响应(HARQ-ACK)和信道状态信息(CSI)只在Pcell上进行。这在一定程度上限制了基站调度的灵活性。为了适应LTE系统演进的需要，需要在新的场景下提高HARQ传输的有效性。例如，为UE配置免许可频段的小区，免许可频段的小区一般可以配置为UE的Scell。免许可频段一般已经分配用于某种其他用途，例如，雷达系统和/或802.11系列的无线局域网(WiFi)系统。802.11系列的WiFi系统基于载波侦听多址接入/冲突避免(CSMA/CA)的机制工作，一个移动台(STA)在发送信号之前必须要检测无线信道，只有当无线信道空闲并保持一定的时间段之后才可以占用该无线
信道发送信号。STA可以联合采用两套机制共同判断无线信道状态。一方面，STA可以采用载波侦听技术(Carrier Sensing)实际的检测无线信道，当检测到其他STA的信号或者检测到的信号功率超过设定门限时，确认无线信道忙。这时，该STA中的物理层模块向其高层模块汇报的空频道监测(CCA，Clear Channel Assessment)报告指示无线信道忙。另一方面，802.11系列的WiFi系统还引入了虚拟载波侦听技术，即网络分配向量(NAV，Network Allocation Vector)，在每个802.11帧中都包含了持续时间(duration)域，根据持续时间域设置的NAV值确认不能在无线信道上发送信号，NAV是指示需要预留无线信道的时间对LTE系统来说，为了满足移动通信业务量增加的需求，需要发掘更多的频谱资源。在免许可频段上部署LTE系统是一个可能的解决方法。进一步地，在免许可频段上，还可能同时部署了多个LTE系统。例如，该多个LTE系统可以分别隶属于不同的运营商。为了简便描述，以下用LTE设备泛指基站和UE。为了避免与其他LTE系统设备或者其他无线系统设备的干扰，LTE系统设备在发送信号前需要先检测信道的状态，只有满足信道占用条件时，设备才能占用信道。并且，设备的信道占用时间可以是一个或者多个子帧，然后必须释放信道，从而留给其他设备占用信道的机会。根据欧洲关于免许可频段的规定(regulation)，可以有两种类型的设备，并分别称为基于帧的设备(FBE)和基于负荷的设备(LBE)。对FBE，是按照固定的帧周期来划分信道资源。如图3所示，每个帧包括信道占用时间和空闲时间，其中信道占用时间小于等于10ms，并且空闲时间不少于帧周期的5％。对每个帧，设备需要在这个帧的前面检测信道，其CCA检测时间不小于20us。只有当检测到信道空闲时，设备才能占用这个帧的信道资源。对LBE，其竞争信道资源的策略与WiFi类似，CCA检测的单位时间(TU)至少是20us，设备在一个TU内执行CCA检测信道，如果发现信道空闲，则设备可以直接占用信道；如果发现信道忙，则设备需要启动扩展CCA(ECCA)过程，即，随机产生一个数N并设置CCA检测的计数器，每次这个设备发现信道在一个TU内保持空闲则可以对上述计数器减一，如果这个设备发现信道忙，则计数器保持不变，当计数器归零的时候，这个设备可以占用信道。这里，N是在[1,q]的范围内随机选取，并且q的取值范围是从4到32。对LBE设备，当满足信道占用条件时，其可以占用信道的最大时间长度等于。这样，对免许可频段上部署的LTE系统，基于上述规定的两种可能的工作方式，需要制定竞争信道资源的策略，有效支持LTE的上下行传输，并保证与免许可频段的其他系统的友好共存。
技术实现思路
本申请提供了竞争信道资源的方法、设备和基站，为LBE和FBE设备提供有效的信道资源竞争方式，并保证与免许可频段其他系统的友好共存。为实现上述目的，本申请采用如下的技术方案：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竞争信道资源的方法，其特征在于，所述方法包括：设备根据当前帧结构确定执行ECCA的参数；所述设备执行CCA，检测免许可频段的信道状态，并在根据所述ECCA的参数确定满足信道空闲条件时占用信道。

【技术特征摘要】
1.一种竞争信道资源的方法，其特征在于，所述方法包括：设备根据当前帧结构确定执行ECCA的参数；所述设备执行CCA，检测免许可频段的信道状态，并在根据所述ECCA的参数确定满足信道空闲条件时占用信道。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设备根据当前帧结构确定执行ECCA的参数包括：所述设备根据当前帧结构确定当前允许的最大信道占用时间，并根据该最大信道占用时间调整ECCA的参数。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据当前帧结构确定执行ECCA的参数包括：在开始ECCA信道检测之前，设备确定希望占用目标信道的时间长度T0，根据T0调整ECCA的参数，并应用于本次信道占用之前的整个ECCA过程中。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对不同类型的下行信号，所述设备分别确定其相应的时间长度T0；或者，对每一次信道占用，所述设备分别确定其相应的时间长度T0。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据当前允许的最大信道占用时间调整ECCA的参数包括：所述基站根据T0和A中的较小值调整ECCA的参数；其中，所述A为从当前检测信道的时刻到下一次必须中断信道占用的时刻之间的时间长度，所述T0为开始ECCA信道检测前设备希望占用信道的时间长度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据T0和A中的较小值调整ECCA的参数包括：根据T0和A中的较小值确定每次检测信道状态时q的取值；确定当前的目标随机数Nk为Nk＝ceil(N1·qk/q1)，或者，Nk＝ceil(α·qk)，或者Nk＝ceil(Nk-1·qk/qk-1)；或者，确定当前次检测信道状态时q的取值qk，从1到qk中直接产生目标随机数Nk；其中，q1为所述设备从上次中断相同方向信道占用后第一次检测信道状态时q的取值，N1为对应q1选取的目标随机数，α∈(0,1)是对应初始目标随机数N1的在(0,1)范围内的随机数，qk-1为所述设备上一次修改q的取值时检测信道状态使用的q的取值，Nk-1为对应qk-1选取的目标随机数，qk为所述设备当前检测信道状态时q的
\t取值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信道空闲条件为：当前计数器的值X大于等于Nk。8.一种竞争信道资源的方法，其特征在于，包括：在免许可频段的信道上，预先分配该信道中用于上行传输的上行子帧；所述基站将当前未调度的所述上行子帧或者没有检测到上行信号的调度的所述上行子帧，用于下行传输。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述用于下行传输包括：将指定上行子帧之前的下行传输的信道占用时间延续到所述指定上行子帧内；或者，所述基站在所述指定上行子帧上开始执行所述CCA检测，并在所述满足信道空闲条件占用信道时利用所述信道传输下行数据；其中，所述指定上行子帧为当前未调度的所述上行子帧或者没有检测到上行信号的调度的所述上行子帧。10.一种竞争信道资源的方法，其特征在于，包括：在每一次用于指定方向传输的时间段内，确定所述设备实际发送相应方向信号的开始定时；所述设备在所述开始定时之前检测信道，若信道空闲，所述设备占用信道发送信号；否则，所述设备不能占用当前次的信道资源。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述指定方向为上行方向时：同一小区内的所有UE采用相同的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李迎阳，孙程君，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京;11