数据传输方法、系统和具有基站功能的设备的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法、系统和具有基站功能的设备，数据传输方法包括：在LTE系统的帧结构中设置周期性检测下行信道状态的信道监听子帧；在任一周期内，若信道监听子帧检测到下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测下行信道的状态；若在退避时间内仍然检测到下行信道处于空闲状态，则通过处于任一周期内的下行子帧发送下行数据。本发明的技术方案可以确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
【专利说明】数据传输方法、系统和具有基站功能的设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体而言，涉及一种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法、一种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统和一种具有基站功能的设备。
【背景技术】
[0002]随着通信业务量的急剧增加，3GPP的授权频谱越来越不足以提供更高的网络容量。为了进一步提高频谱资源的利用率，3GPP正讨论如何在授权频谱的帮助下使用未授权频谱，如2.4GHz和5GHz频段。这些未授权频谱目前主要是Wi_F1、蓝牙、雷达、医疗等系统在使用。
[0003]通常情况下，为已授权频段设计的接入技术,如LTE (Long Term Evolut1n,长期演进)不适合在未授权频段上使用，因为LTE这类接入技术对频谱效率和用户体验优化的要求非常高。然而，载波聚合(Carrier Aggregat1n,CA)功能让将LTE部署于非授权频段变为可能。3GPP提出了 LAA(LTE Assisted Access，LTE辅助接入)的概念，借助LTE授权频谱的帮助来使用未授权频谱。而未授权频谱可以有两种工作方式，一种是补充下行(SDL，Supplemental Downlink),即只有下行传输子巾贞；另一种是TDD模式，既包含下行子巾贞、也包含上行子帧。补充下行这种情况只能是借助载波聚合技术使用。而TDD模式除了可以借助载波聚合技术使用外，还可以借助DC(Dual Connectivity,双连通)使用，也可以独立使用。
[0004]相比于W1-Fi系统，工作在未授权频段的LTE系统有能力提供更高的频谱效率和更大的覆盖效果，同时基于同一个核心网让数据流量在授权频段和未授权频段之间无缝切换。对用户来说，这意味着更好的宽带体验、更高的速率、更好的稳定性和移动便利。
[0005]现有的在非授权频谱上使用的接入技术，如W1-Fi，具有较弱的抗干扰能力。为了避免干扰，W1-Fi系统设计了很多干扰避免规则，如CSMA/O)(Carrier Sense MultipleAccess/Collis1n Detect1n,载波监听多路访问/冲突检测方法)，这种方法的基本原理是W1-Fi的AP (Access Point,接入点)或者终端在发送信令或者数据之前,要先监听检测周围是否有其他AP或者其他终端在发送/接收信令或数据，若有，则继续监听，直到监听到没有为止；若没有，则生成一个随机数作为退避时间，在这个退避时间内，如果没检测到有信令或数据传输，那么在退避时间结束之后，AP或终端可以开始发送信令或数据。该过程如图1所示。
[0006]但是，LTE网络中由于有很好的正交性保证了干扰水平，所以基站与用户的上下行传输不用考虑周围是否有其他基站或其他用户在传输数据。如果LTE在非授权频段上使用时也不考虑周围是否有其他设备在使用非授权频段，那么将对W1-Fi设备带来极大的干扰。因为LTE只要有业务就进行传输，没有任何监听规则，那么W1-Fi设备在LTE有业务传输时就不能传输，只能等到LTE业务传输完成，才能检测到信道空闲状态以进行数据传输。
[0007]可见，LTE网络在使用非授权频段时，最主要的关键点之一是确保LAA能够在公平友好的基础上和现有的接入技术(比如W1-Fi)共存。针对该问题，相关技术中提出了在LTE系统工作在非授权频段时，对信道状态进行检测的方案，即在检测到信道空闲时再发送数据，否则不发送。但是，如图2所示，若不同运营商的基站做信道检测的时间相同，那么在不同运营商的基站均检测到信道空闲时，会同时发送数据，造成相互之间产生碰撞。
[0008]因此，如何能够确保LTE系统在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时对其他系统产生较大的干扰，同时避免不同运营商的基站由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据导致产生碰撞成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0009]本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方案，可以确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0010]有鉴于此，根据本发明的第一方面，提出了一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，包括:在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧；在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态；若在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
[0011]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并在信道监听子帧检测到下行信道处于空闲状态时，在设置的退避时间内继续对下行信道的状态进行检测，使得在归属于不同运营商的具有基站功能的设备做信道检测的时间相同且同时检测到信道空闲时，也能够通过在退避时间内继续检测信道来避免同时发送数据而造成相互之间产生碰撞。即在该技术方案中，针对工作在非授权频段的LTE系统，设置了双重的干扰避免机制，即LTE系统与工作在非授权频段的其他系统(如W1-Fi系统)之间的干扰，以及不同运营商的LTE系统之间的干扰，确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0012]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0013]在上述技术方案中，优选地，还包括:在所述任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
[0014]在该技术方案中，通过在任一周期内，若信道监听子帧检测到下行信道处于繁忙状态时不发送下行数据，可以避免对工作在非授权频段的其他系统造成干扰；而通过在退避时间内检测到下行信道处于繁忙状态时也不发送下行数据，可以避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0015]在上述技术方案中，优选地，还包括:随机设置所述退避时间；或获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间，根据归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
[0016]在该技术方案中，由于退避时间的设置范围较大，即可以大于或等于O毫秒且小于I毫秒，因此，若归属于不同运营商的具有基站功能的设备随机设置退避时间，在一定程度上能够保证选择的退避时间不同，进而能够保证在归属于一个运营商的具有基站功能的设备发送数据时，归属于另一个运营商的具有基站功能的设备不发送数据，避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间同时发送数据而产生的碰撞问题。当然，为了避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间相同，也可以由每个具有基站功能的设备根据归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间对自身的退避时间进行设置。
[0017]在上述技术方案中，优选地，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒；所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
[0018]在上述技术方案中，优选地，在通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据的步骤之后，还包括:判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值，若是，则在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0019]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0020]根据本发明的另一方面，还提出了另一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，包括:在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同；在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
[0021]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并且不同运营商配置的信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，但检测时间长度不同，使得即便归属于不同运营商的具有基站功能的设备同时做信道检测，也能够由于检测时间长度不同而得出不同的信道检测结果，进而能够避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备在每个周期内做信道检测的初始时刻相同且检测时间长度也相同而同时发送数据造成相互之间产生碰撞的问题。
[0022]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0023]在上述技术方案中，优选地，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
[0024]在该技术方案中，归属于不同运营商的具有基站功能的设备配置的信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度相同时，能够保证归属于不同运营商的具有基站功能的设备对信道检测的公平性，即若具有基站功能的设备A在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为Tl，具有基站功能的设备B在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为T2，则在第二个周期内，具有基站功能的设备A可配置信道监听子帧占用的时间为T2，具有基站功能的设备B可配置信道监听子帧占用的时间为Tl。
[0025]在上述技术方案中，优选地，在通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据的步骤之后，还包括:判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值，若是，则在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0026]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0027]根据本发明的第三方面，还提出了一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，包括:第一设置单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧；检测单元，用于通过所述信道监听子帧周期性地检测所述下行信道的状态，并在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态；处理单元，用于当所述检测单元在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态时，通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
[0028]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并在信道监听子帧检测到下行信道处于空闲状态时，在设置的退避时间内继续对下行信道的状态进行检测，使得在归属于不同运营商的具有基站功能的设备做信道检测的时间相同且同时检测到信道空闲时，也能够通过在退避时间内继续检测信道来避免同时发送数据而造成相互之间产生碰撞。即在该技术方案中，针对工作在非授权频段的LTE系统，设置了双重的干扰避免机制，即LTE系统与工作在非授权频段的其他系统(如W1-Fi系统)之间的干扰，以及不同运营商的LTE系统之间的干扰，确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0029]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0030]在上述技术方案中，优选地，所述处理单元还用于:在所述任一周期内，若所述检测单元通过所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或所述检测单元在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
[0031]在该技术方案中，通过在任一周期内，若信道监听子帧检测到下行信道处于繁忙状态时不发送下行数据，可以避免对工作在非授权频段的其他系统造成干扰；而通过在退避时间内检测到下行信道处于繁忙状态时也不发送下行数据，可以避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0032]在上述技术方案中，优选地，还包括:第二设置单元，用于随机设置所述退避时间；或获取单元，用于获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间；第三设置单元，用于根据所述获取单元获取到的归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
[0033]在该技术方案中，由于退避时间的设置范围较大，即可以大于或等于O毫秒且小于I毫秒，因此，若归属于不同运营商的具有基站功能的设备随机设置退避时间，在一定程度上能够保证选择的退避时间不同，进而能够保证在归属于一个运营商的具有基站功能的设备发送数据时，归属于另一个运营商的具有基站功能的设备不发送数据，避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间同时发送数据而产生的碰撞问题。当然，为了避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间相同，也可以由每个具有基站功能的设备根据归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间对自身的退避时间进行设置。
[0034]在上述技术方案中，优选地，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒；所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
[0035]在上述技术方案中，优选地，还包括:判断单元，用于判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值；所述处理单元还用于，在所述判断单元判定已发送的所述下行数据的数据量达到所述预定值时，在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0036]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0037]根据本发明的第四方面，还提出了另一种适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，包括:设置单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同；处理单元，用于在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
[0038]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并且不同运营商配置的信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，但检测时间长度不同，使得即便归属于不同运营商的具有基站功能的设备同时做信道检测，也能够由于检测时间长度不同而得出不同的信道检测结果，进而能够避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备在每个周期内做信道检测的初始时刻相同且检测时间长度也相同而同时发送数据造成相互之间产生碰撞的问题。
[0039]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0040]在上述技术方案中，优选地，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
[0041]在该技术方案中，归属于不同运营商的具有基站功能的设备配置的信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度相同时，能够保证归属于不同运营商的具有基站功能的设备对信道检测的公平性，即若具有基站功能的设备A在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为Tl，具有基站功能的设备B在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为T2，则在第二个周期内，具有基站功能的设备A可配置信道监听子帧占用的时间为T2，具有基站功能的设备B可配置信道监听子帧占用的时间为Tl。
[0042]在上述技术方案中，优选地，还包括:判断单元，用于判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值；所述处理单元还用于，在所述判断单元判定已发送的所述下行数据的数据量达到所述预定值时，在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0043]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0044]根据本发明的第五方面，还提出了一种具有基站功能的设备，包括:上述任一项技术方案中所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统。
[0045]通过以上技术方案，可以确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0046]图1示出了 W1-Fi系统的干扰避免规则的示意图；
[0047]图2示出了现有方案中不同运营商的基站之间发生碰撞的示意图；
[0048]图3示出了根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法的示意流程图；
[0049]图4示出了根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统的示意框图；
[0050]图5示出了根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法的示意流程图；
[0051]图6示出了根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统的示意框图；
[0052]图7示出了根据本发明的实施例的LTE系统的帧结构示意图；
[0053]图8示出了根据本发明的一个实施例的不同运营商的具有基站功能的设备之间的干扰避免示意图；
[0054]图9示出了根据本发明的另一个实施例的不同运营商的具有基站功能的设备之间的干扰避免示意图。
【具体实施方式】
[0055]为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0056]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0057]图3示出了根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法的示意流程图。
[0058]如图3所示，根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，包括:步骤302，在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧；步骤304，在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态；步骤306，若在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
[0059]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并在信道监听子帧检测到下行信道处于空闲状态时，在设置的退避时间内继续对下行信道的状态进行检测，使得在归属于不同运营商的具有基站功能的设备做信道检测的时间相同且同时检测到信道空闲时，也能够通过在退避时间内继续检测信道来避免同时发送数据而造成相互之间产生碰撞。即在该技术方案中，针对工作在非授权频段的LTE系统，设置了双重的干扰避免机制，即LTE系统与工作在非授权频段的其他系统(如W1-Fi系统)之间的干扰，以及不同运营商的LTE系统之间的干扰，确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0060]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0061]在上述技术方案中，优选地，还包括:在所述任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
[0062]在该技术方案中，通过在任一周期内，若信道监听子帧检测到下行信道处于繁忙状态时不发送下行数据，可以避免对工作在非授权频段的其他系统造成干扰；而通过在退避时间内检测到下行信道处于繁忙状态时也不发送下行数据，可以避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0063]在上述技术方案中，优选地，还包括:随机设置所述退避时间；或获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间，根据归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
[0064]在该技术方案中，由于退避时间的设置范围较大，即可以大于或等于O毫秒且小于I毫秒，因此，若归属于不同运营商的具有基站功能的设备随机设置退避时间，在一定程度上能够保证选择的退避时间不同，进而能够保证在归属于一个运营商的具有基站功能的设备发送数据时，归属于另一个运营商的具有基站功能的设备不发送数据，避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间同时发送数据而产生的碰撞问题。当然，为了避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间相同，也可以由每个具有基站功能的设备根据归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间对自身的退避时间进行设置。
[0065]在上述技术方案中，优选地，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒；所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
[0066]在上述技术方案中，优选地，在通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据的步骤之后，还包括:判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值，若是，则在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0067]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0068]图4示出了根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统的示意框图。
[0069]如图4所示，根据本发明的一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统400，包括:第一设置单元402，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧；检测单元404，用于通过所述信道监听子帧周期性地检测所述下行信道的状态，并在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态；处理单元406，用于当所述检测单元404在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态时，通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
[0070]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并在信道监听子帧检测到下行信道处于空闲状态时，在设置的退避时间内继续对下行信道的状态进行检测，使得在归属于不同运营商的具有基站功能的设备做信道检测的时间相同且同时检测到信道空闲时，也能够通过在退避时间内继续检测信道来避免同时发送数据而造成相互之间产生碰撞。即在该技术方案中，针对工作在非授权频段的LTE系统，设置了双重的干扰避免机制，即LTE系统与工作在非授权频段的其他系统(如W1-Fi系统)之间的干扰，以及不同运营商的LTE系统之间的干扰，确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0071]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0072]在上述技术方案中，优选地，所述处理单元406还用于:在所述任一周期内，若所述检测单元404通过所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或所述检测单元404在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
[0073]在该技术方案中，通过在任一周期内，若信道监听子帧检测到下行信道处于繁忙状态时不发送下行数据，可以避免对工作在非授权频段的其他系统造成干扰；而通过在退避时间内检测到下行信道处于繁忙状态时也不发送下行数据，可以避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0074]在上述技术方案中，优选地，还包括:第二设置单元408，用于随机设置所述退避时间；或获取单元410，用于获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间；第三设置单元412，用于根据所述获取单元410获取到的归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
[0075]在该技术方案中，由于退避时间的设置范围较大，即可以大于或等于O毫秒且小于I毫秒，因此，若归属于不同运营商的具有基站功能的设备随机设置退避时间，在一定程度上能够保证选择的退避时间不同，进而能够保证在归属于一个运营商的具有基站功能的设备发送数据时，归属于另一个运营商的具有基站功能的设备不发送数据，避免了归属于不同运营商的具有基站功能的设备之间同时发送数据而产生的碰撞问题。当然，为了避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间相同，也可以由每个具有基站功能的设备根据归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的退避时间对自身的退避时间进行设置。
[0076]在上述技术方案中，优选地，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒；所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
[0077]在上述技术方案中，优选地，还包括:判断单元414，用于判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值；所述处理单元406还用于，在所述判断单元判定已发送的所述下行数据的数据量达到所述预定值时，在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0078]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0079]图5示出了根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法的示意流程图。
[0080]如图5所示，根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，包括:步骤502，在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同；步骤504，在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
[0081]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并且不同运营商配置的信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，但检测时间长度不同，使得即便归属于不同运营商的具有基站功能的设备同时做信道检测，也能够由于检测时间长度不同而得出不同的信道检测结果，进而能够避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备在每个周期内做信道检测的初始时刻相同且检测时间长度也相同而同时发送数据造成相互之间产生碰撞的问题。
[0082]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0083]在上述技术方案中，优选地，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
[0084]在该技术方案中，归属于不同运营商的具有基站功能的设备配置的信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度相同时，能够保证归属于不同运营商的具有基站功能的设备对信道检测的公平性，即若具有基站功能的设备A在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为Tl，具有基站功能的设备B在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为T2，则在第二个周期内，具有基站功能的设备A可配置信道监听子帧占用的时间为T2，具有基站功能的设备B可配置信道监听子帧占用的时间为Tl。
[0085]在上述技术方案中，优选地，在通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据的步骤之后，还包括:判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值，若是，则在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0086]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0087]图6示出了根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统的示意框图。
[0088]如图6所示，根据本发明的另一个实施例的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统600，包括:设置单元602，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同；处理单元604，用于在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
[0089]在该技术方案中，通过在LTE系统的帧结构中设置信道监听子帧对下行信道的状态进行检测，并且不同运营商配置的信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，但检测时间长度不同，使得即便归属于不同运营商的具有基站功能的设备同时做信道检测，也能够由于检测时间长度不同而得出不同的信道检测结果，进而能够避免归属于不同运营商的具有基站功能的设备在每个周期内做信道检测的初始时刻相同且检测时间长度也相同而同时发送数据造成相互之间产生碰撞的问题。
[0090]其中，上述的下行数据既包括普通的交互数据，也包括控制信令等。本领域的技术人员也应该理解:本发明中所述的具有基站功能的设备包括所有宏基站和通过通信设备(如智能手机等)实现的微小区基站等。
[0091]在上述技术方案中，优选地，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
[0092]在该技术方案中，归属于不同运营商的具有基站功能的设备配置的信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度相同时，能够保证归属于不同运营商的具有基站功能的设备对信道检测的公平性，即若具有基站功能的设备A在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为Tl，具有基站功能的设备B在第一个周期内配置信道监听子帧占用的时间为T2，则在第二个周期内，具有基站功能的设备A可配置信道监听子帧占用的时间为T2，具有基站功能的设备B可配置信道监听子帧占用的时间为Tl。
[0093]在上述技术方案中，优选地，还包括:判断单元606，用于判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值；所述处理单元604还用于，在所述判断单元606判定已发送的所述下行数据的数据量达到所述预定值时，在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
[0094]在该技术方案中，通过对已发送的下行数据量进行判断，使得能够对具有基站功能的设备在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够在不同系统或归属于不同运营商的具有基站功能的设备对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个系统或归属于一个运营商的具有基站功能的设备长时间占用信道而影响其他系统或归属于其他运营商具有基站功能的设备的工作效率。
[0095]本发明还提出了一种具有基站功能的设备(图中未示出)，包括:如图4所示的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统400，或如图6所示的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统600。
[0096]具体地，本发明主要针对LAA系统之间的碰撞以及LAA对W1-Fi的碰撞问题，提出了 backoff (退避)机制和动态的LBT (Listen Before Talk)时间长度机制，使得在LBT的基础上进一步减少不同运营商基站(为便于描述，以下均以基站为例进行阐述，本领域的技术人员需要理解的是基站可以是所有具有基站功能的设备)之间的碰撞概率。
[0097]本发明的具体方案如下:
[0098]方法一:基于随机backoff时间
[0099]在LAA系统中，LBT检测信道状态为空闲之后，并不立即发送数据，而是随机选择一个backoff时间，在backoff时间中，如果LBT检测信道状态还是空闲，则在backoff时间结束后发送数据。
[0100]具体地，如图7所示，在一个LBT周期t3内，在tl时间内做信道测量，即LBT子帧占用时间为tl，设置backoff时间为t2，若既在tl时间内检测到信道空闲，又在t2时间内检测到信道空闲，则可以发送下行数据。
[0101]其中，backoff占用的时间长度t2处于O毫秒至I毫秒之间。通过设置backoff机制，使得即便A运营商的基站和B运营商的基站的LBT时间和长度一样，那么在A和B运营商的基站都检测到信道空闲之后，如果两者随机选择了 backoff时间，那么选择backoff时间不同的概率是很大的。如图8所示，比如A运营商的基站选的backoff时间(t2)较短，B运营商的基站选的backoff时间(t2’)较长。若A运营商的基站在backoff时间内，发现LBT检测信道还是空闲，那么A运营商的基站在backoff时间结束后，发送数据。而B运营商的基站在backoff期间由于A运营商的基站发送数据了，使得B运营商的基站的LBT检测结果变成了信道忙，所以B运营商的基站在这个周期内不能发送数据了，这样就避免了碰撞。
[0102]当然，不同运营商的基站之间设置的backoff时间也可以不是随机选择，而是直接进行设置的，即直接为不同运营商的基站设置不同的backoff时间。
[0103]方法二:动态的LBT时间长度机制
[0104]设置不同运营商的基站的LBT检测时间起点一样，但是LBT检测时间长度不一样，并且同一个运营商不同的LBT周期的LBT检测时间长度轮流出现。
[0105]具体地，如图9所示，比如三个运营商，那么设置三个LBT检测时间长度，记为1、2、3。在第一个LBT检测时间，A、B、C运营商的LBT检测时间长度分别为1、2、3 ;第二个检测周期中LBT检测时间长度分别为2、3、1 ;第三个检测周期中LBT检测时间长度分别为3、1、2。并按上述过程进行重复。
[0106]在这种情况下，不同的运营商需要选择不同的LBT检测时间长度，当都有数据发送时，LBT检测时间最短的占用信道的概率最大。但是由于LBT检测时间长度在变化，也就是说每个运营商在一个周期占用信道的概率大，另一个周期占用信道的概率就小了，所以也是公平的。
[0107]此外，针对上述两种方法，还可以对基站在一个周期内发送的数据量进行控制，进而能够不同运营商的基站都对信道的需求均较大时，能够进行适当的调度，避免一个运营商的基站长时间占用信道而影响其他运营商基站的工作效率。
[0108]以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，提出了一种新的适用于具有基站功能的设备的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方案，可以确保LTE系统能够在非授权频段正常工作的前提下，避免LTE系统在非授权频段工作时由于没有干扰避让机制而对具有干扰避让机制的其他系统产生较大的干扰，同时也避免了不同运营商的具有基站功能的设备之间由于做信道测量的时间相同而出现同时发送数据产生碰撞的问题。
[0109]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括: 在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧； 在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态； 若在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
2.根据权利要求1所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，其特征在于，还包括: 在所述任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
3.根据权利要求1所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，其特征在于，还包括: 随机设置所述退避时间；或 获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间，根据归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，其特征在于，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒； 所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
5.一种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括: 在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同； 在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
6.根据权利要求5所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，其特征在于，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
7.根据权利要求1或5所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输方法，其特征在于，在通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据的步骤之后，还包括: 判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值，若是，则在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
8.—种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括: 第一设置单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧； 检测单元，用于通过所述信道监听子帧周期性地检测所述下行信道的状态，并在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则在设置的退避时间内继续检测所述下行信道的状态； 处理单元，用于当所述检测单元在所述退避时间内仍然检测到所述下行信道处于空闲状态时，通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据。
9.根据权利要求8所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，其特征在于，所述处理单元还用于: 在所述任一周期内，若所述检测单元通过所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于繁忙状态，和/或所述检测单元在所述退避时间内检测到所述下行信道处于繁忙状态，则在所述任一周期内不发送下行数据。
10.根据权利要求8所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，其特征在于，还包括: 第二设置单元，用于随机设置所述退避时间；或 获取单元，用于获取归属于其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间；第三设置单元，用于根据所述获取单元获取到的归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备设置的所述退避时间设置自身的所述退避时间。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，其特征在于，所述退避时间在所述帧结构中占用的时间大于或等于O毫秒且小于I毫秒； 所述信道监听子帧在所述帧结构中占用的时间大于O毫秒且小于I毫秒。
12.—种LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，适用于具有基站功能的设备，其特征在于，包括: 设置单元，用于在所述LTE系统的帧结构中设置用于周期性检测下行信道状态的信道监听子帧，所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻与归属于其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测初始时刻相同，且所述信道监听子帧在所述每个周期内的检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在每个周期内的检测时间长度不同； 处理单元，用于在任一周期内，若所述信道监听子帧检测到所述下行信道处于空闲状态，则通过所述帧结构中处于所述任一周期内的下行子帧发送下行数据，否则，在所述任一周期内不发送下行数据。
13.根据权利要求12所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，其特征在于，所述信道监听子帧在多个周期内的平均检测时间长度与归属于所述其他运营商的具有基站功能的设备配置的所述信道监听子帧在所述多个周期内的平均检测时间长度相同。
14.根据权利要求8或12所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统，其特征在于，还包括: 判断单元，用于判断已发送的所述下行数据的数据量是否达到预定值； 所述处理单元还用于，在所述判断单元判定已发送的所述下行数据的数据量达到所述预定值时，在所述任一周期内停止发送所述下行数据。
15.一种具有基站功能的设备，其特征在于，包括:如权利要求8至14中任一项所述的LTE系统在非授权频段工作时的数据传输系统。
【文档编号】H04W72/00GK104363657SQ201410625760
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】李明菊, 朱亚军, 雷艺学, 张云飞 申请人:东莞宇龙通信科技有限公司