CN105992222A - 竞争信道资源的方法和设备 - Google Patents

Abstract

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。

Description

竞争信道资源的方法和设备

技术领域

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。

背景技术

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 DownlinkControl 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 ControlInformation)，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 ContolChannel)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。

发明内容

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。

较佳地，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。

较佳地，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。

较佳地，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。

较佳地，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。

较佳地，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N_k为N_k＝ceil(N₁·q_k/q₁)，或者，N_k＝ceil(α·q_k)，或者N_k＝ceil(N_k-1·q_k/q_k-1)；或者，

确定当前次检测信道状态时q的取值q_k，从1到q_k中直接产生目标随机数N_k；

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，q_k-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，N_k-1为对应q_k-1选取的目标随机数，q_k为所述设备当前检测信道状态时q的取值。

较佳地，所述信道空闲条件为：当前计数器的值X大于等于N_k。

一种竞争信道资源的方法，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。

较佳地，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。

一种竞争信道资源的方法，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。

较佳地，当所述指定方向为上行方向时：

同一小区内的所有UE采用相同的所述开始定时；和/或，

同一个运营商的所有小区内的所有UE采用相同的所述开始定时。

较佳地，所述指定方向为上行方向，所述确定设备的开始定时包括：

预先设定定时偏移序列，所述定时偏移序列由对应所述上行子帧资源的定时偏移值组成；

所述设备确定当前次的上行资源和与其对应的定时偏移值，并将上行信号的起始时间以TDD系统的标准开始定时提前或推后确定出的定时偏移值的时间。

较佳地，当所述指定方向为上行方向时，所述确定设备的上行开始定时包括：基站向所述设备配置对应所述上行子帧资源的时间提前量N_TA，所述设备根据所述(N_TA+N_{TA offset})×T_s确定设备的上行开始定时；其中，N_{TA offset}是一个预先设定的固定偏移。

较佳地，当所述指定方向为上行方向时，所述确定设备的上行开始定时包括：UE的上行定时相对于其相应的下行子帧的接收定时提前其中，N_TA是配置给所述UE的时间提前量，N_{TA offset}是一个固定的偏移，是对应于不同上行子帧资源设定的定时偏移值。

较佳地，预先为小区生成的序列，序列中的每个值用于表示对应子帧的偏移量；或者，

用小区特定的信令配置上行传输时使用的参数

较佳地，当所述指定方向为上行方向时，所述确定设备的上行开始定时包括：对一个小区，保持其上行子帧定时不变，对所述上行子帧的开始部分进行打孔，来改变UE实际的发送上行信号的定时。

较佳地，对上行子帧进行的打孔操作支持打掉子帧前部的最多3个OFDM符号。

较佳地，所述打孔操作以SCFDMA符号为单位或者以G us为单位进行；G为设定的正整数。

较佳地，预先为小区生成打孔时间长度的序列，序列中的每个值用于表示对应指定方向子帧的打孔时间长度；或者，

用小区特定的信令配置一次上行传输时需要使用的打孔时间长度。

一种竞争信道资源的设备，包括：ECCA参数确定单元、CCA检测单元和数据传输单元；

所述ECCA参数确定单元，用于根据当前帧结构确定执行ECCA的参数；

所述CCA检测单元，用于执行CCA，检测面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通知所述数据传输单元；

所述数据传输单元，用于在接收到所述CCA检测单元的通知占用信道进行数据传输。

一种竞争信道资源的设备，包括：上行子帧确定单元、空闲检测单元和下行传输单元；

所述上行子帧确定单元，用于根据预先分配确定信道中用于上行传输的上行子帧；

所述空闲检测单元，用于确定当前未调度的上行子帧或者没有检测操上行信号的调度的上行子帧，并通知所述下行传输单元将确定出的上行子帧用于下行传输。

一种竞争信道资源的设备，包括：开始定时确定单元、检测信道单元和传输单元；

所述开始定时确定单元，用于在每一次用于指定方向传输的时间段内，确定实际发送相应方向信号的开始定时；

所述检测信道单元，用于在开始定时确定单元确定出的开始定时之前检测信道，并在信道空闲时通知所述传输单元占用信道发送信号。

由上述技术方案可见，本申请中，针对LBE设备可以能够通过ECCA的参数控制信道占用，或者，利用未被占用的上行资源进行下行传输，从而更有效地利用免许可频段的资源；针对FBE设备，利用传输开始定时的跳变使不同设备均有机会占用免许可频段进行传输。

附图说明

图1示出了现有技术的FDD无线帧的结构示意图；

图2示出了现有技术的TDD无线帧的结构示意图；

图3示出了根据欧洲规定的FBE设备的工作示意图；

图4示出了根据可能信道占用时间调整ECCA参数的示意图；

图5示出了区分上下行资源的示意图；

图6示出了把未用的上行资源用于下行传输的示意图；

图7示出了通过调整上行子帧定时实现友好共存的示意图；

图8示出了通过对上行子帧前部的打孔实现友好共存的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

为了充分利用免许可频段的一个载波的信道资源，本申请的实施例提供了下面的处理上下行传输的方案，共包括三种竞争信道资源的方法，其中，实施例一和实施例二对应于LBE设备，实施例三对应于FBE设备。下面分别就本申请提供的竞争信道资源方法进行详细描述。

实施例一

下面描述基于LBE的改进方法。本实施例的方法可以应用于下行传输和上行传输。

具体地，在免许可频段的一个载波上，在一些特定的时间上，信道资源可以是不能用于某个方向的数据传输。例如，在这个载波上可能需要生成一些特定的空闲时间，并使所有LTE设备不能在这个载波上传输，例如，这些空闲时间上可以是用于测量来自其他系统的信号。或者，在这个载波，一些特定的子帧是预留用于上行传输，相应地基站需要切换为接收状态，所以在这些子帧上基站也一定不能传输下行信号。对上面描述的问题，一个共同点是基于LBE的设备必须在一些特定的定时位置中断信道占用，也即，对基于LBE设备，在其尝试占用信道时，由于当前帧结构的限制，可能的最大信道占用时间是受限的。

以下把设备执行CCA检测信道并判断是否可以占用信道的过程统称为ECCA。一般地说，对ECCA机制，可以是先根据目标信道占用时间T得到需要采用的目标随机数上限q，然后根据q随机产生一个目标随机数N，N的取值范围是从1到q。设备以TU的时间长度为粒度检测信道状态，如果信道在一个TU内保持空闲，则设备认为发现了一次信道空闲。当设备检测到信道空闲的次数达到N次时，设备可以占用信道发送信号。

上述目标信道占用时间T可以是一个固定的数值，或者是高层半静态配置的数值。特别地，为了占用信道，在开始ECCA信道检测之前，设备可以确定希望占用目标信道的时间长度T0，从而根据T0获得ECCA的其他参数，并应用于本次信道占用之前的整个ECCA过程中。这里，根据需要完成的功能，基站可以发送不同类型的下行信号，其相应地需要占用信道的时间T0也是不同的。例如，基站发送的信号可以是下行数据，其需要占用的时间一般比较长，从而可以发送更多的下行数据；或者，基站发送的下行信号可以仅仅是发现参考信号(DRS)，DRS占用的子帧个数可以比较少；或者，为了完成CSI测量，基站还有可能发送专用于CSI测量的参考信号，例如CRS或者CSI-RS，其需要占用信道的时间有可能小于一个子帧。这样，对不同类型的下行信号，其需要占用信道时间T0是不同的。本发明提出，对不同类型的下行信号，根据其需要占用信道的时间T0作为目标信道占用时间T来处理ECCA。进一步，即使对同一种类型的下行信号，如果设备每次占用信道的时间长度也是可变的，则可以是对每一次信道占用之前的ECCA过程，记其信道占用的目标信道占用时间为T0，则可以根据T0来处理这次信道占用的ECCA过程。

或者，上述目标信道占用时间T也可以是根据当前可能允许的最大信道占用时间来调整的。对基于LBE设备，本申请提出，根据当前帧结构，记从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为A，确定当前可以允许的最大信道占用时间的长度，并相应地调整其ECCA的参数。具体的说，在通常情况下，假设设备希望占用信道的最大时间长度T0，并且T0小于A，设备可以根据信道占用时间T＝min(T0,A)＝T0来选择其执行ECCA的参数；当距离不得不中断信道占用的时刻较近时，即A小于T0，这时，设备可以根据信道占用时间T＝min(T0,A)＝A来调整ECCA的参数并继续竞争信道资源。这里的ECCA参数是指设备产生的目标随机数的上限q和目标随机数的值N。在一次尝试接入信道时，上述对ECCA参数的调整可以是在每个TU的信道检测之前都执行，即在每个TU内的CCA检测之前，都根据当前可能允许的最大信道占用时间A来调整ECCA参数；或者，也可以是在每隔多个TU才再次调整ECCA参数，即在每隔上述多个TU，才在一个TU的CCA检测之前，根据当前可能允许的最大信道占用时间A来调整ECCA参数；或者，ECCA参数的调整也可以是根据其他的条件，例如设备需要在子帧边界附近检测信道状态的时候才调整ECCA参数，即在子帧边界附近，在一个TU的CCA检测之前，根据当前可能允许的最大信道占用时间A来调整ECCA参数；或者，对一次信道占用之前的ECCA过程，设备可以只在其开始CCA检测的时候，根据可能允许的最大信道占用时间A来选择ECCA参数，并应用于整个ECCA过程。下面通过一个实例描述一种具体的执行机制。如图4所示，这里假设信道上的特定子帧周期性的分配用于上行传输，即每9个子帧内有连续3个子帧分配用于上行传输。假设基站从CCA检测时间1的位置开始检测信道，并假设基站希望占用信道的最大时间为6ms。当基站在CCA检测时间1的位置检测信道时，因为最大可能的下行占用时间A是6ms，所以，根据欧洲的规定，设备可以根据A的取值6ms选择q₁等于15来处理ECCA，即随机产生1到15之间的目标随机数N1，并初始化空闲计数器为0。接下来，这个设备检测信道，如果发现信道在一个TU内保持空闲则对上述空闲计数器加1。如果目标随机数不发生变化，当空闲计数器的数值等于目标随机数N1时，设备可以占用信道进行数据传输。一般地，在一个特定TU内执行信道检测之前，基站可以根据当前剩余的最大可能占用信道时间来调整ECCA参数。例如，假设从CCA检测时间1开始一直未能满足信道占用条件，则在CCA检测时间k，因为剩余的最大可能的下行占用时间A是4ms，则设备可以根据A的取值4ms来调整ECCA参数。实际上，根据欧洲标准，对应A的取值4ms，设备可以选择q_k等于10来处理ECCA。这样，根据q_k，设备可以设备调整ECCA操作的目标随机数，记调整后的目标随机数为N_k。下面描述N_k的处理方法。

这里，第一种方法是，假设CCA检测时间k的目标随机数上限q_k相对于之前的CCA检测的目标随机数上限发生变化，则直接随机产生一个随机数N_k作为新的目标随机数，N_k的取值范围是从1到q_k。记当前空闲计数器的值为X，如果X大于等于N_k，则设备不需要再次执行CCA就可以直接占用信道进行数据传输；否则，继续检测信道，并当在一个TU的时间内检测到信道空闲时，对空闲计数器加1。如果目标随机数不再发生变化，则当空闲计数器的数值等于目标随机数N_k时，设备可以占用信道进行数据传输。

或者，第二种调整ECCA参数的方法是，根据A或T0的取值确定每次检测信道时的目标随机数上限q的取值，记设备初始检测信道状态时q的取值为q₁，初始目标随机值为N₁，对当前次信道状态检测，根据当前可以占用信道的时间，得到可以使用的目标随机数上限q_k，则可以根据q₁和q_k的取值来修正初始检测信道状态产生的目标随机数得到当前的目标随机数N_k，例如，可以修正当前的目标随机数N_k为N_k＝ceil(N₁·q_k/q₁)。在上述例子中，q₁等于15，q_k等于10，则修正CCA检测时间k的目标随机数为N_k＝ceil(N₁·10/15)。或者，记初始检测信道状态时产生的目标随机数N₁＝ceil(α·q₁)，其中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，则也可以修正当前的目标随机数N_k为N_k＝ceil(α·q_k)。这样，记当前计数器的值为X，如果X大于等于N_k，则设备不需要再次执行CCA就可以直接占用信道进行数据传输；否则，继续检测信道，并当在一个TU的时间内检测到信道空闲时，对空闲计数器加1。如果目标随机数不再发生变化，则当空闲计数器的数值等于目标随机数N_k时，设备可以占用信道进行数据传输。在上面进行ECCA参数调整时，设备初始检测信道状态的时间是指从上次下行传输结束释放信道后，在需要发送新的下行传输包时进行的CCA检测。

或者，第三种调整ECCA参数的方法是，根据A或T0的取值确定每次检测信道时的目标随机数上限q的取值，当前次信道状态检测，根据当前可以占用信道的时间，得到可以使用的目标随机数上限q_k，并记在此之前的检测信道时的目标随机数上限为q_k-1，相应的目标随机数记为N_k-1，则也可以是根据q_k和q_k-1来修正N_k-1得到当前的目标随机数N_k。例如，可以得到修正后的当前目标随机数N_k＝ceil(N_k-1·q_k/q_k-1)。例如，假设q_k等于10，q_k-1等于12，则修正CCA检测时间k的目标随机数为N_k＝ceil(N_k-1·10/12)。这样，记当前计数器的值为X，如果X大于等于N_k，则设备不需要再次执行CCA就可以直接占用信道进行数据传输；否则，继续检测信道，并当在一个TU的时间内检测到信道空闲时，对空闲计数器加1。如果目标随机数不再发生变化，则当空闲计数器的数值等于目标随机数N_k时，设备可以占用信道进行数据传输。

实施例二

假设在免许可频段的一个信道上，可以基于时分复用的方法来支持上下行传输。一般地，本实施例中的方式应用于下行传输的处理过程。

这里，有一些子帧是可以用于上行传输的。这样的子帧可以是半静态的周期性分配的。例如，上行子帧分配周期为T，并在每一个周期内在子帧偏移s开始连续分配L个子帧。这里，s＝0,1,...T-1，L小于等于T。特别地，s可以等于T-L。或者，上行子帧的位置也可以是依赖于上行授权信令(UL grant)，当UE在子帧n内收到UL grant时，按照一定的定时关系，认为子帧n+k可以用于上行传输。k依赖于从UL grant到PUSCH所在上行子帧的定时关系。这里，虽然一些子帧是分配用于上行传输，但是UE仍然可能因为检测到信道忙而不能实际发送上行信号。

假设一些子帧分配用于上行传输，则，一种处理方法是，不管是否有UE真的利用这些子帧发送了上行数据，可以是基站固定认为这些子帧不能用于下行传输，即基站不会在这些子帧的时间内进行CCA检测，也不会占用这些子帧来发送下行数据。如图5所示，假设子帧分配的周期是9个子帧，并假设每个周期的后3个子帧可以用于上行传输。采用这个方法，在每个周期的后3个子帧只能预留给上行传输，而下行传输是局限在每个周期的其他6个子帧内。这里，假设基站调度了UE的上行传输，但是所有的UE都因为检测到信道忙而没有发送上行信号，则上述子帧实际上没有用于上行传输。这种情况下，即使基站所处的位置的信道处于CCA空闲状态，基站也不能发送数据，造成资源浪费。

为了避免上述资源浪费，第二种处理方法是，基站可以把当前未调度的上行子帧或者虽然调度了上行传输但是没有检测到任何上行信号的上行资源用于下行传输。

具体地，对于上述上行资源用于下行传输可以分为两种具体情况。第一种情况是，假设一个子帧或者连续多个子帧可以用于上行传输，但是，假设基站当前没有半静态分配任何UE的上行传输，也没有调度任何UE的上行传输，因为上行子帧的上行传输是提前至少4ms来调度的，基站知道这些子帧内当前不存在上行信号，所以基站在上述上行子帧之前的下行传输的信道占用时间可以一直持续到上述子帧内，即上述上行子帧实际用于下行传输。

第二种情况是，假设基站的前一次下行占用时间在上述上行子帧之前结束，当基站当前没有半静态分配任何UE的上行传输，也没有调度任何UE的上行传输时，基站可以在这些原本分配用于上行传输的子帧资源上重新开始CCA检测，并在满足信道空闲条件的情况下占用信道发送下行数据。或者，仍然假设基站的前一次下行占用时间在上述上行子帧之前结束，并假设在上行子帧内半静态分配了UE的上行传输或者调度了UE的上行传输，但是基站在上行子帧上检测上行信号时，确认所有的UE都没有按照其调度发送上行信号，则基站可以在这些原本分配用于上行传输的子帧的剩余时间上重新开始进行CCA检测，并在满足信道空闲条件的情况下占用信道发送下行数据。这里的信道占用不是局限于上述上行子帧的剩余时间内，而是可以一直持续到上行子帧后面的原本用于下行传输的子帧上。

如图6所示，仍然假设子帧分配的周期是9个子帧，并假设每个周期的后3个子帧可以用于上行传输。采用这个方法，假设上行子帧集合701实际用于上行传输，所以后续的下行传输资源只能在上行子帧结束之后才开始，即子帧集合702；而对上行子帧703，这里假设基站半静态分配了UE的上行传输或者调度了UE的上行传输，但是没有检测到任何UE的上行传输，则可以在确认没有收到任何UE的上行传输之后，提前开始尝试进行下行传输704。这里，基站可以是对上行子帧内的信号进行能量检测，或者通过检测DMRS序列的能量来判断当前上行子帧是否存在UE发送的上行信号。采用这个方法，当基站当前没有调度任何UE的上行传输，或者，当基站检测到所有的UE都没有按照其调度发送上行传输时，可以重用这些上行子帧资源上进行下行传输，从而充分利用信道资源。

实施例三

本实施例描述基于FBE的改进方式。本实施例的方法可以应用于下行传输和上行传输，下面以上行传输为例，说明书竞争信道资源的方式。

对免许可频段上的上行传输，这里假设其工作机制是，基站首先发送ULgrant调度UE的PUSCH，或者基站半静态配置UE的上行传输；然后，UE在分配的上行子帧之前检测信道，例如在一个TU的时间内进行信道检测，当检测到信道空闲的时候，UE才发送上行信号。即，在基站动态调度或者半静态分配资源之后，UE的上行信号传输是基于FBE的策略。假设相邻小区的上行子帧位置是对齐的，采用FBE的一个缺陷是，如果在一个范围之内的UE的上行定时是不同的，这样定时靠前的UE的上行信号将一直阻断定时靠后的UE的上行信号。而这种定时不一致的情况是很可能发生的。这可以是发生在相邻小区的定时不同步；或者在一个范围内存在多个LTE运营商，但是不同运营商的定时不同步的情况。

对FBE，其规定的CCA检测是周期性的在一些时间上执行的。但是，因为LTE系统支持上行定时调整的机制，即UE的上行定时受控于基站，所以UE需要根据基站的定时命令调整其上行信号的发送定时。这样，当应用FBE到LTE系统上，UE是在基站指示的发送上行信号的定时之前进行CCA检测。也就是说，在LTE上行方向按照FBE来工作时，其执行CCA检测的时刻一般不是周期性的，而是依赖于基站的定时命令可调的。

为了避免上述定时靠前的UE经常阻断定时靠后的UE，并且考虑到在实际系统中，对这种异步的系统，哪些UE定时靠前哪些UE定时靠后是不确定的，本发明提出，对一个小区，在每一次用于上行传输的时间段内，按照一定的规律来跳变UE实际发送上行信号的开始定时，即在不同的用于上行传输的时间段内，实际发送上行信号的开始定时可以是不同的。这里，在确定一个小区的一个上行传输的定时后，仍然是假设UE只需要在上行开始定时之前，例如TU的时间段进行信道检测，只要信道空闲，UE就可以发送上行信号；反之，如果信道忙，则UE不能占用这次的上行资源。上述上行定时的跳变规律一般是应用于小区的所有UE，从而是同一个小区的所有UE可以同时发送上行信号。在一个上行资源上，当一个小区的上行定时比较靠前时，可以优先于其他小区的UE来发送上行信号，实现信道占用；并在当一个小区的上行定时比较靠后时，相当于主动放弃信道专用，从而让其他上行定时靠前的小区的UE来发送上行信号，实现友好共存。或者，假设同一个运营商的各个小区的上行传输是同步的，而不同运营商的LTE小区可以是异步的，则可以对同一个运营商的所有小区采用相同的上述上行定时的跳变规律。

下面描述确定每一次上行传输的开始定时的三个优选例子。

第一种方法是，用基站实现的方法来控制UE实际发送上行信号的开始定时。在现有LTE系统中，UE的上行定时相对于其相应的下行子帧的接收定时提前(N_TA+N_{TA offset})×T_s，其中，N_TA是配置UE的时间提前量，N_{TA offset}是一个固定的偏移，例如，对FDD系统，N_{TA offset}＝0；而对TDD系统，N_{TA offset}＝624。这样，用基站实现的方法，基于现有的定时提前量计算方法(N_TA+N_{TA offset})×T_s，通过直接调整N_TA的值来达到跳变上行子帧的开始定时的效果。也就是说，在不同的用于上行传输的时间段内，通过配置不同的N_TA作为前述的时间提前量来改变实际发送上行信号的开始定时。根据上面对FBE的方法，这种方法是符合FBE的要求的，因为在LTE系统中，FBE设备的开始发送上行信号的定时受控于基站。这里，对所有需要发送上行信号的UE，在开始上行传输之前，需要分别采用专用的信令来调整N_TA的值，从而信令开销比较大。

或者，第二种方法是，对一个小区，在不同上行资源上，可以是直接配置上行子帧的开始定时的跳变规律，即一个小区的UE在不同上行资源上可以从不同的定时位置开始发送上行信号。这里，为了改变一个小区的UE的时间提前量，可以是在上述时间提前量(N_TA+N_{TA offset})×T_s的基础上，再增加另一个偏移，记为即UE的上行定时相对于其相应的下行子帧的接收定时提前这里，可以是以OFDM符号长度为单位的，从而在不同的上行资源上，在跳变后，虽然子帧起止定时相对于对应的下行子帧发生变化，但是上行OFDM符号的定时是不变的；或者，也可以是以更小的粒度，记为G us来跳变，例如G等于TU的长度20us。

的取值可以都是非负值，从而保证UE的实际上行传输定时相对于对应的下行子帧总是提前，但是提前的具体数值在每次上行传输可以是不同的。采用这个方法，可以预留较大的GP，从而允许调整上行子帧定时，而不影响后续的下行子帧。或者，的取值可以都是负值，但是滞后的具体数值在每次上行传输可以是不同的。采用这个方法，如果仍然是按照传播时延来设置TA，则UE的实际上行传输定时相对于对应的下行子帧是滞后了，这时需要对后续下行子帧打掉其前部OFDM符号；或者，也可以是通过基站实现配置较大的TA，使UE的实际上行传输定时相对于对应的下行子帧实际上仍然是提前的，通过预留较大的GP，可以不影响后续的下行子帧。或者，的取值既可以是正值，也可以是0或者负值，即UE的实际上行传输定时相对于对应的下行子帧有时候是提前了，有时候是滞后了，但是提前或者滞后的具体数值在每次上行传输可以是不同的。

这里，可以是对每个小区，分别产生其的跳变序列，例如，把小区的PCID作为随机数发生器的一个初始化参数；或者，假设同一个运营商的各个小区的上行传输是同步的，则可以是对一个运营商的所有LTE小区配置同一个的跳变序列，并对不同的运营商的LTE小区配置不同的的跳变序列。采用这样的方法，的跳变序列是通过其他一些参数隐含定义的，从而不需要额外的信令开销。本发明不限制的跳变序列的生成方法。或者，也可以是引入新的小区特定的信令，用来配置一次上行传输时需要使用的参数在上面的方法中，可以是每一次上行传输都变化，或者也可以每隔多次上行传输才变化一次相比上述第一种跳变上行定时的方法，本方法需要对每个UE分别发送占用信令，从而降低了信令开销。

如图7所示，这里假设小区2的上行定时比小区1滞后半个OFDM符号，并假设跳变序列的取值都是非负值，并以一个OFDM符号为粒度。通过跳变每次上行资源时的使不同小区的UE可以抢占资源。在第一次上行资源上，这里假设小区1的为2，而小区2的为1，即在不考虑阻断现象时，小区2的开始定时相对于小区1滞后1.5个OFDM符号，从而小区1的UE可以发送上行信号；一旦小区1的UE发送上行信号后，它的能量将阻断小区2中的UE的上行传输。在第二次上行资源上，这里假设小区1的为0，而小区2的为3，即在不考虑阻断现象时，小区2的开始定时相对于小区1提前2.5个OFDM符号，从而小区2的UE可以发送上行信号；一旦小区2的UE发送上行信号后，它的能量将阻断小区1中的UE的上行传输。如图7所示，通过跳变的取值，可以使两个小区的UE交替的抢占资源。

或者，第三种方法是，对一个小区，保持其上行子帧定时不变，但是通过对上行子帧开始部分的打孔，来改变UE实际的发送上行信号的定时。在不同的上行资源上，打孔的时间长度是跳变的，即一个小区的UE在不同上行资源上可以从不同的定时位置开始实际发送上行信号。这里的打孔可以是以单载波频分多址接入(SCFDMA)符号为单位打掉子帧开始处的最多N个SCFDMA符号。例如N小于等于3，从而避免打掉子帧的DMRS符号。或者，这里的打孔也可以是指以更小的粒度，记为G us，来打掉子帧前部的最多M·Gus，例如G等于TU的长度20us。优选地，M的取值保证避免打掉子帧的DMRS符号。这里，当从子帧开始打掉的部分不是完整的SCFDMA符号时，UE需要发送填充信号直到下一个完整SCFDMA符号的边界，然后开始发送上行信号。填充信号的作用至少是信道占用。这里，可以是对每个小区，分别产生其打孔时间长度的跳变序列，例如，把小区的PCID作为随机数发生器的一个初始化参数；或者，假设同一个运营商的各个小区的上行传输是同步的，则可以是对一个运营商的所有LTE小区配置同一个打孔时间长度的跳变序列，并对不同的运营商的LTE小区配置不同的打孔时间长度的跳变序列。本发明不限制打孔时间长度的跳变序列的生成方法。采用这样的方法，打孔时间长度的跳变序列是通过其他一些参数隐含定义的，从而不需要额外的信令开销。本发明不限制打孔时间长度的跳变序列的生成方法。或者，也可以是引入新的小区特定的信令，用来配置一次上行传输时需要使用的打孔时间长度。在上面的方法中，打孔时间长度可以是每一次上行传输都变化，或者也可以每隔多次上行传输才变化一次打孔时间长度。相比上述第一种跳变上行定时的方法，本方法需要对每个UE分别发送占用信令，从而降低了信令开销。

如图8所示，这里假设小区2的上行定时比小区1滞后半个SCFDMA符号。通过跳变每次上行资源时打孔的SCFDMA符号数，使不同小区的UE可以抢占资源。在第一次上行资源上，这里假设小区1打掉2个SCFDMA符号，而小区2打掉3个SCFDMA符号，即在不考虑阻断现象时，小区2的开始定时相对于小区1滞后1.5个SCFDMA符号，从而小区1的UE可以发送上行信号；一旦小区1的UE发送上行信号后，它的能量将阻断小区2中的UE的上行传输。在第二次上行资源上，这里假设小区1打掉3个SCFDMA符号，而小区2打掉0个SCFDMA符号，即在不考虑阻断现象时，小区2的开始定时相对于小区1提前2.5个SCFDMA符号，从而小区2的UE可以发送上行信号；一旦小区2的UE发送上行信号后，它的能量将阻断小区1中的UE的上行传输。如图8所示，通过跳变打孔的时间长度的方法，可以使两个小区的UE交替的抢占资源。

上述即为本申请中的竞争信道资源的方法的具体实现。本申请还提供了竞争信道资源的设备，可以用于实施上述方法。

对应于实施例一的竞争信道资源方法，本申请提供的设备包括：ECCA参数确定单元、CCA检测单元和数据传输单元。

其中，ECCA参数确定单元，用于根据当前帧结构确定执行ECCA的参数。CCA检测单元，用于执行CCA，检测面许可频段的信道状态，并在根据ECCA的参数确定满足信道空闲条件时通知所述数据传输单元。数据传输单元，用于在接收到CCA检测单元的通知占用信道进行数据传输。

对应于实施例二的竞争信道资源方法，本申请提供的设备包括：上行子帧确定单元、空闲检测单元和下行传输单元。

其中，上行子帧确定单元，用于根据预先分配确定信道中用于上行传输的上行子帧。空闲检测单元，用于确定当前未调度的上行子帧或者没有检测操上行信号的调度的上行子帧，并通知下行传输单元将确定出的上行子帧用于下行传输。

对应于实施例三的竞争信道资源方法，本申请提供的设备包括：开始定时确定单元、检测信道单元和传输单元。

开始定时确定单元，用于在每一次用于指定方向传输的时间段内，确定实际发送相应方向信号的开始定时。检测信道单元，用于在开始定时确定单元确定出的开始定时之前检测信道，并在信道空闲时通知传输单元占用信道发送信号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (22)

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N_k为N_k＝ceil(N₁·q_k/q₁)，或者，N_k＝ceil(α·q_k)，或者N_k＝ceil(N_k-1·q_k/q_k-1)；或者，

确定当前次检测信道状态时q的取值q_k，从1到q_k中直接产生目标随机数N_k；

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，q_k-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，N_k-1为对应q_k-1选取的目标随机数，q_k为所述设备当前检测信道状态时q的取值。

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N_k。

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采用相同的所述开始定时；和/或，

同一个运营商的所有小区内的所有UE采用相同的所述开始定时。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述指定方向为上行方向，所述确定设备的开始定时包括：

预先设定定时偏移序列，所述定时偏移序列由对应不同上行子帧资源的定时偏移值组成；

所述设备确定当前次的上行资源和与其对应的定时偏移值，并将上行信号的起始时间以TDD系统的标准开始定时提前或推后确定出的定时偏移值的时间。

13.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，所述确定设备的上行开始定时包括：基站向所述设备配置对应所述上行子帧资源的时间提前量N_TA，所述设备根据所述(N_TA+N_{TA offset})×T_s确定设备的上行开始定时；其中，N_{TA offset}是一个预先设定的固定偏移。

14.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，所述确定设备的上行开始定时包括：UE的上行定时相对于其相应的下行子帧的接收定时提前其中，N_TA是配置给所述UE的时间提前量，N_{TA offset}是一个固定的偏移，是对应于不同上行子帧资源设定的定时偏移值。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，预先为小区生成的序列，序列中的每个值用于表示对应子帧的偏移量；或者，

用小区特定的信令配置上行传输时使用的参数

16.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，所述确定设备的上行开始定时包括：对一个小区，保持其上行子帧定时不变，对所述上行子帧的开始部分进行打孔，来改变UE实际的发送上行信号的定时。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，对上行子帧进行的打孔操作支持打掉子帧前部的最多3个OFDM符号。

18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述打孔操作以SCFDMA符号为单位或者以G us为单位进行；G为设定的正整数。

19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，预先为小区生成打孔时间长度的序列，序列中的每个值用于表示对应指定方向子帧的打孔时间长度；或者，

用小区特定的信令配置一次上行传输时需要使用的打孔时间长度。

20.一种竞争信道资源的设备，其特征在于，包括：ECCA参数确定单元、CCA检测单元和数据传输单元；

所述ECCA参数确定单元，用于根据当前帧结构确定执行ECCA的参数；

所述CCA检测单元，用于执行CCA，检测面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通知所述数据传输单元；

所述数据传输单元，用于在接收到所述CCA检测单元的通知占用信道进行数据传输。

21.一种竞争信道资源的设备，其特征在于，包括：上行子帧确定单元、空闲检测单元和下行传输单元；

所述上行子帧确定单元，用于根据预先分配确定信道中用于上行传输的上行子帧；

所述空闲检测单元，用于确定当前未调度的上行子帧或者没有检测操上行信号的调度的上行子帧，并通知所述下行传输单元将确定出的上行子帧用于下行传输。

22.一种竞争信道资源的设备，其特征在于，包括：开始定时确定单元、检测信道单元和传输单元；

所述开始定时确定单元，用于在每一次用于指定方向传输的时间段内，确定实际发送相应方向信号的开始定时；

所述检测信道单元，用于在开始定时确定单元确定出的开始定时之前检测信道，并在信道空闲时通知所述传输单元占用信道发送信号。