实现LTE与Wi-Fi在非授权频段上公平共存的方法和系统的制作方法_2

文档序号:9847438阅读:来源:国知局
法和系统基础上,不做任何创造性改动,就可以在其它任何频段上实现LTE上行/下行业务与W1-Fi系统的共存。
[0047]下述所谓甲通信系统中的某发射机A对乙通信系统的某接收机B产生强/弱干扰,在本实施例的语境下,指B占用某时频资源进行接收之时,若A在相同时频资源进行发送,则B无法达到/仍可达到乙系统设定的QoS。
[0048]下述所谓甲通信系统中的某发射机A对乙通信系统的某发射机B产生强/弱干扰,在本实施例的语境下,若B占用某时频资源进行发送之时,则A可以通过简单的频谱能量检测方法得知该段频谱能量远大于/约等于白噪声。
[0049]图2表示在LTE基站300部署环境中有以LTE终端201为代表的LTE用户。LTE基站300覆盖范围内有W1-Fi基站411和对应的W1-Fi终端421,以及W1-Fi基站412和对应的W1-Fi终端422。
[0050]其中W1-Fi基站411对LTE基站300干扰强,Wi_Fi基站412对LTE基站300干扰弱,即意味着基站端能够通过频谱能量检测等简单技术发现W1-Fi基站411,但是无法通过频谱能量检测等简单技术发现W1-Fi基站412。
[0051 ] 此外W1-Fi基站411和412都能对LTE终端201产生强干扰;LTE基站300对LTE系统服务范围内所有非LTE系统的接收和发送设备都会产生强干扰。
[0052]当不采用本发明所述实现LTE与W1-Fi公平共存的方法和系统时,LTE和W1-Fi系统工作情况如下:
[0053]情形1.当LTE系统不工作时,各W1-Fi系统按照802.11的规定采用CSMA/CA机制共享信道的时频资源;
[0054]情形2.当LTE系统进行工作时,系统时序如图3所示:LTE基站完成控制信令的传输后,无条件占用全部可用的时频资源进行数据传输;由于LTE基站对LTE系统服务范围内该频段上的系统均有强干扰,各W1-Fi系统基于CSMA/CA机制,进行无限退避,直到LTE系统不工作,转入情形I。
[0055]本发明提供的实现LTE和W1-Fi两种业务在非授权频段上的公平共存的系统,如图4所示,包括频带占用检测模块21、可用频谱计算模块22以及MAC(Media Access Control)层可用物理资源设置模块23。频带占用检测模块21用于检测W1-Fi系统是否占用信道。可用频谱计算模块22用于计算在W1-Fi系统部分或全部占用信道频段之时,LTE系统可用的时频资源块。MAC层可用物理资源设置模块23用于限制LTE基站端和LTE用户终端MAC层可调度的时频资源。本发明系统可以设置于LTE基站eNodeB内,也可以设置于LTE用户终端内。相应的,频带占用检测模块21可以是LTE基站端射频系统及配套高层模块,或者,频带占用检测模块21可以是LTE系统用户端射频系统及配套高层模块。
[0056]本发明实施例,在LTE基站端引入图4所示LTE和W1-Fi公平共存系统100,即在LTE基站300处引入频带占用检测模块21、可用频谱计算模块22、MAC层可用物理资源设置模块23后,并且在LTE基站端采用本发明所述的公平共存的方法后,则如图5所示,LTE系统服务范围内各系统有如下若干种运行状态:
[0057]Al常规模式I,LTE常规传输:
[0058]在I个最长连续传输间隔内,LTE系统利用120MHz全频段进行数据传输;
[0059]A2常规模式2,W1-Fi常规传输:
[0060]在I个最长连续传输间隔内,所有W1-Fi系统采用CSMA/CA技术利用频段内的120MHz频段内,以20MHz为单位进行数据传输;
[0061 ] BI共存模式I,W1-Fi频段占用负荷低时LTE与W1-Fi按频率复用:
[0062]在I个最长连续传输间隔内的前3/4时间内,所有W1-Fi系统采用CSMA/CA技术利用非授权频段内的H大小频段进行数据传输,H至少为非授权频段的k倍,本发明实施例为80MHz ο本发明实施例中,在I个最长连续传输间隔内的前3/4时间内,所有W1-Fi系统采用CSMA/CA技术利用频段内的80MHz频段进行数据传输,并由LTE系统利用余下的40MHz频段进行数据传输;
[0063]在I个最长连续传输间隔内的后1/4时间内,LTE系统利用全部非授权频段进行数据传输。本发明实施例中,在I个最长连续传输间隔内的后1/4时间内,LTE系统利用120MHz全频段进行数据传输;
[0064]B2共存模式2,Wi_Fi频段占用负荷高时LTE与W1-Fi按时间复用:
[0065]在I个最长连续传输间隔内的前1/2时间内,所有W1-Fi系统采用CSMA/CA技术利用全部非授权频段进行数据传输,即本发明实施例中利用频段内的120MHz频段进行数据传输,其中每个W1-Fi系统以20MHz为单位复用频谱;
[0066]在I个最长连续传输间隔内的后1/2时间内,LTE系统利用全部非授权频段进行数据传输,即本发明实施例中利用120MHz全频段进行数据传输。
[0067]其中为了调度方便,设定最长连续传输间隔为8个传输时间间隔(TTI),即8ms,在最长连续传输间隔数据完成后,系统重新利用频带占用检测模块21,在全频段上进行能量检测。
[0068]其中BI共存模式I适用于1-2个W1-Fi系统在LTE系统服务范围内共存的状态。
[0069]其中B2共存模式2适用于多个W1-Fi系统在LTE系统服务范围内共存的状态。
[0070]其中考虑到公平因素,共存模式I和2中,LTE系统和所有W1-Fi系统在单位最长连续传输间隔内占据的时频资源是一致的。
[0071]需要说明的是,共存模式的时频共享模式可以依照具体情况进行设定。
[0072]基于本发明系统所实现的LTE和W1-Fi的公平共存的方法,实现步骤如下:
[0073]S10、检索非授权频段上的信号,并由LTE基站端获取W1-Fi信号占用的频段信息;
[0074]S20、考虑W1-Fi系统所占用的频段,以及LTE对物理资源块的限制,由LTE基站端计算LTE系统下行和上行可用的物理资源块,并将LTE系统下行和上行可用的物理资源块发送给LTE用户终端;
[0075]S30、为基站端MAC层虚拟资源块(VRB)到物理资源块(PRB)的映射,添加可用资源块限制;LTE基站通过控制信令传输MAC层虚拟资源块到物理资源块的映射给LTE终端。
[0076]可选的,SlO中检索非授权频段上的信号,可由LTE基站端射频系统实现。
[0077]可选的,SlO中检索非授权频段上的信号,可以通过在LTE基站端添加额外的射频检测模块实现,射频检测模块进行射频接收并将接收的射频电流转换成等效低通信号。
[0078]可选的,SlO中检索非授权频段上的信号,可以通过检测RTS(请求发送信号)或者扩展的RTS获取频谱占用信息。
[0079]可选的,SlO中检索非授权频段上的信号,可以由LTE用户终端射频系统检测实现,并通过LTE的低频段控制信道上报给LTE基站端。
[0080]可选的,SlO中每次检索非授权频段上的信号前,可以暂停LTE基站的下行服务至少最短空闲间隔时长,来等待W1-Fi系统可能的传送。最短空闲间隔的时长采用LTE中规定的值或者采用用户设定的值。
[0081]可选的,如图2,S20中计算LTE系统上行和下行可用的物理资源块,可以首先对频域资源进行划分,然后对时域资源进行划分。本发明实施例提供的一种实现方法如下:
[0082]S21.根据SlO检测结果,判断非授权频段上是否有信号占用:若无,跳转到S22;若有,跳转到S23;
[0083]S22.LTE系统按照所有可用资源块进行物理资源分配;
[0084]S23.根据检测结果,判断W1-Fi频带占用负荷高低:若低,跳转到S24;若高,跳转到S25;
[0085]本发明实施例中可以通过设定一个大小介于O到I的阈值k,来定量判断非LTE信号频带占用负荷高低,即如果非LTE信号频带占用比上全部可用频带大于设定的阈值,认为非LTE信号占用负荷高,反之,认为占用负荷低。
[0086]S24.根据检测结果,以及LTE系统对可用频率的限制,计算LTE系统可用的频域资源,该资源分配结果有效时间为T;
[0087]S24中LTE与W1-Fi按频率复用,LTE系统和所有W1-Fi系统在单位最长连续传输间隔内占据的时频资源是一致的。本发明实施例中采用所述BI共存模式I。
[0088]S25.根据检测结果,以及LTE系统对时域资源分配的限制,计算LTE系统可用的时域资源,该资源分配结果有效时间为T;
[0089]S25中LTE与W1-Fi按时间复用,LTE系统和所有W1-Fi系统在单位最长连续传输间隔内占据的时频资源是一致的。本发明实施例中采用所述B2共存模式2。
[0090]可选的,T可以是LTE中规定的时域调度最小粒度Ims;也可以是其它设定值。
[0091]针对图2所示实施例,首先考虑W1-Fi基站411和LTE基站300共存的情况,如图5,
[0092](1.1)LTE系统在完成前一次传输或者检测之后,经过最短时间间隔,利用频带占用检测模块21,在全频段上进行能量检测,若结果显示全频段上无占用,且LTE系统需要进行数据传输时,进入Al常规模式I;若显示存在占用则转至(2.1)。
[0093](1.2)Wi_Fi系统采用SCMA/CA进行在全频段上进行能量检测,若结果显示全频段上无占用,且W1-Fi系统需要进行数据传输时,进入A2常规模式2;若显示存在占用则转至(2.1)。此时可用频谱计算模块22也继续工作。
[0094](2.1 )LTE基站端利用可用频谱计算模块22分析频带占用检测模块21得到的W1-Fi频谱占用结果,若分析结果显示已占用频段小于等于80MHz,
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