上行链路上的用户设备调度方法与装置与流程

本发明是关于无线通信技术，特别是关于无线通信中上行链路上的用户设备(UE，user equipment)调度方法与装置。

背景技术：

在长期演进(LTE，Long Term Evolution)或ITE-A技术中，随着用户设备增加以及移动通信对传输数据量的需求不断提升，原有的带宽逐渐不敷使用。由于新的通信频带无法快速的增加，而原有的通信频带使用也已趋近饱和，因此有需要藉由使用非授权频段(unlicensed band)以转移部分通信传输负荷。此技术在长程演进系统中称为授权辅助访问访问(licensed assisted access，LAA)技术。

在授权辅助访问技术下，基站与用户设备间得以在适当情形下使用非授权频段进行下行链路与上行链路的数据传输，如此一来，无线通信系统在调度用户设备时可以不受原有授权频段的限制。然而在使用非授权频段时，任何用户设备传输至基站的上行链路数据均需符合业内订定的标准，如欧洲电信标准化协会(ETSI，European Telecommunications Standards Institute)标准，其包括每次传输需要占用的最小的带宽，例如5MHz才能被分配非授权频段上的一信道等。问题在于，并不是每个单一用户设备的每次上行链路数据传输都能达到该最小使用带宽的要求，而在达不到最小带宽要求的情况下，用户设备就无法使用这些闲置的非授权频段。

因此为了提高授权辅助访问技术的可行性，有必要改善上行链路上的用户设备调度方式。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供上行链路上的用户设备的调度方法与装置，其可最大程度的利用闲置的非授权频段。

根据本发明一实施例的一用于在无线通信上行链路上调度用户设备方法，方法包括：基站执行载波检测以在非授权频段中选择可操作信道；基站自用户设备接收分簇信 息，分簇信息包含用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者；基站基于所接收的分簇信息并根据分簇标准对用户设备进行分簇；以及基站在可操作信道中的同一者上调度同一簇中用户设备的上行链路传输。

根据本发明另一实施例的一用于无线通信上行链路传输方法，方法包括：用户设备向基站报告分簇信息，分簇信息包含所述用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者；从基站接收上行链路传输的调度信息，调度信息选择非授权频段中一可操作信道；对可操作信道进行干净信道评估；以及当干净信道评估结果为信道干净而使用可操作信道传输数据。

根据本发明另一实施例的一种装置，用于在无线通信上行链路中调度用户设备，所述装置包括：检测器，经配置以执行载波检测以在非授权频段中选择可操作信道；接收机，经配置以自所述用户设备接收分簇信息，所述分簇信息包含所述用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者；分簇器，经配置以基于所接收的分簇信息并根据分簇标准对所述用户设备进行分簇；以及调度器，在所述可操作信道中的同一者上调度同一簇中用户设备的上行链路传输。

根据本发明另一实施例的一种装置，用于在无线通信上行链路中传输数据，所述装置包括：分簇信息发射器，经配置以向基站报告分簇信息，所述分簇信息包含所述用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者；接收机，经配置以从所述基站接收所述上行链路传输的调度信息，所述调度信息指示所述基站选择自非授权频段中选择的一可操作信道；评估器，经配置以对所述可操作信道进行干净信道评估；以及数据发射器，经配置以当所述干净信道评估结果为信道干净而使用所述可操作信道传输数据。

本发明藉由将不同用户设备分簇，使独自无法获取信道的单一用户设备形成簇而满足非授权频段上的信道分配的要求，从而可而有效提升上行链路的利用率。

附图说明

本发明乃是依照所附图式描述，其中：

图1显示本发明一实施例的通信系统结构示意图；

图2显示本发明一实施例的通信系统结构示意图；

图3显示本发明一实施例的通信系统结构示意图；

图4显示本发明一实施例的上行链路数据传输方法流程图。

图5显示本发明一实施例的基站的结构示意图；

图6显示本发明一实施例的用户设备的结构示意图。

具体实施方式

为更好的理解本发明的精神，以下结合本发明的部分优选实施例对其作进一步说明。发明

为了使本技术领域中具有通常知识者能制造并使用本发明的实施例，以下描述是针对一个特别的应用及其条件的情况。各种针对本发明的实施例所进行的修改方式，对本技术领域中具有通常知识者是显而易见的。而在此所定义的一般原理，在不偏离本发明的实施例的精神与范围下，可用于其他的实施方式和应用。因此，本发明的实施方式并不局限于已显示的实施例，而可得到与在此所揭示内容的原理与特征相符的最宽广范围。

图1显示本发明一实施例的通信系统100的结构示意图。通信系统100可以是，但不限于，一基于长期演进技术的无线通信系统。通信系统100包括一基站102、一第一用户设备104、一第二用户设备106以及一无线射频头110。基站102使用一授权频段、一第一可操作信道S1以及一第二可操作信道S2，其中第一可操作信道S1与第二可操作信道S2为非授权频段。而非授权频段可以是，但不限于，符合ETSI所定义的非授权频段。无线射频头110使用第一可操作信道S1或第二可操作信道S2进行数据传输与接收。

确定基站102经配置以对非授权频段进行载波检测以确定其中具有相对低的干扰的信道作为可操作信道，如第一可操作信道S1以及第二可操作信道S2确定。

此外，基站102分别从第一用户设备104与第二用户设备106接收分簇信息，该分簇信息是用于判断第一用户设备104与第二用户设备106是否适于分簇而在同一簇中进行上行链路传输。在一实施例中，该第一用户设备104的分簇信息包含第一用户设备104的地理位置信息，例如地理位置坐标或与基站102的距离。在另一实施例中，该分簇信息包含第一用户设备104的受干扰信息。在其他实施例中，该分簇信息可包含地理位置信息以及受干扰信息。同理，该第二用户设备106的分簇信息包含第二用户设备106的地理位置信息，例如地理位置坐标或与基站102的距离，或第二用户设备106的受干扰信息，或两者的组合。

在一实施例中，该受干扰信息包含用户设备(例如第一用户设备104或第二用户106)针对第一可操作信道S1的感知结果。由于无线射频头110亦占用第一可操作信道S1进行数据传输与接收，因此第一用户设备104可经由检测第一可操作信道S1而得到一感 知值S11，其中感知值S11可视为通信系统100中对第一用户设备104的干扰信号。同理，第二用户设备106所传送的该第二上行信号包含对无线射频头110在第一可操作信道S1干扰信号的一感知值S21。在一实施例中，感知值S11或感知值S21包含所感知的信号功率值。在另一实施例中，感知值S11或感知值S21经由转换感知功率值而以二进制数值表示。举例而言，当感知第一可操作信道S1上的信号功率大于一分簇值门限时，确定感知值S11或感知值S21为1，反之则确定感知值S11或感知值S21为0。该分簇值门限可为预定义的或动态的。在一实施例中，该分簇值门限是由ETSI所规定的信号门限，例如-72dBm，其存储于第一用户设备104或第二用户设备106中。

在一些实施例中，第一用户设备104或第二用户106响应于基站102的传送要求而传送该分簇信息，其中该要求可包含第一可操作信道S1的信息。该要求经由授权频段传送，例如经由符合3GPP(third generation partnership project)无线通信标准的授权频段。

接着，基站102根据所接收的该分簇信息与分簇标准确定是否将第一用户设备104与第二用户设备106分簇而共同使用第一可操作信道S1，其中分簇标准是根据第一用户设备104与第二用户设备106的传输信息量确定。在一实施例中，在该分簇信息包含第一用户设备104或第二用户设备106的地理位置信息的情形下，基站102判断第一用户设备104与第二用户设备106是否距离够相近而可分簇。在另一实施例中，在该分簇信息包含对第一可操作信道S1的感知结果的情形下，基站102计算感知值S11与感知值S21的兼容度以判断是否将第一用户设备104与第二用户设备106分簇以共享第一可操作信道S1。在感知值S11与感知值S21包含二进制数值的情形或基站102根据该分簇值门限将感知值S11与感知值S21转换为二进制数值的情形下，基站102计算感知值S11与感知值S21的兼容度以确定是否将第一用户设备104与第二用户设备106分簇，其中该兼容度代表第一用户设备104与第二用户设备106的感知结果的相似度，相似度与兼容度呈现正相关。当感知值S11与感知值S21结果不同，例如S11＝1且S21为0，则确定第一用户设备104与第二用户设备106不兼容，而不分簇。当感知值S11与感知值S21结果相同，例如S11＝S21＝0，则其结果为兼容，而第一用户设备104与第二用户设备106可分簇。

基站102响应于第一用户设备104与第二用户设备106可分簇的结果，经配置以进行一上行链路传输的调度，传送调度信息至第一用户设备104与第二用户设备106，其中该调度信息包含选择可操作信道S1的信息，而将第一用户设备104与第二用户设备 106分配在同一可操作信道(即第一可操作信道S1)传送上行链路数据。在一实施例中，基站102指定连续的第一物理资源块给第一用户设备104并指定连续的第二物理资源块给第二用户设备106。该第一物理资源块与该第二物理资源块以频分复用(Frequency domain multiplexing，FDM)方式设置。

随后，第一用户设备104与第二用户设备106对可操作信道S1进行干净信道评估(clear channel assessment，CCA)。若第一用户设备104的干净信道评估结果与第二用户设备106的干净信道评估结果皆为信道干净，则该第一用户设备104与第二用户设备106使用可操作信道S1进行上行链路数据传输，亦即第一用户设备104将其上行链路数据置于该第一物理资源块，以及第二用户设备106将其上行链路数据置于该第二物理资源块，以时间同步且频分复用方式传输上行链路数据。若没有通过干净信道评估，则过一段时间后进行下一次的干净信道评估。

在不进行分簇而将第一用户设备104与第二用户设备106分开传送上行链路数据的情形下，有可能因为第一用户设备104或第二用户设备106的个别传送数据量不足而无法个别达到第一可操作信道S1最低带宽的要求，而使得第一用户设备104与第二用户设备106上行链路传送失败。相反的，藉由本发明所说明将同一簇中的第一用户设备104的该第一物理资源块与与第二用户设备106之该物理第二资源块以频分复用模式进行数据传输，可达到占用第一可操作信道S1最低带宽的要求。另一方面，将第一用户设备104与第二用户设备106分簇进行上行链路传输，也可以使信号功率值较第一用户设备104或第二用户设备106单独传输时的信号功率值更高，而降低其他相邻基站的错误侦测机率，而提高上行链路传输的可靠度。

参照图1，在另一实施例中，基站102经配置以同时使用多个可操作信道，例如第一可操作信道S1与第二可操作信道S2，进行上行链路数据传输。在一实施例中，在基站102发送上传分簇信息要求的情形下，该要求还包含一指定第二可操作信道S2的信息。第一用户设备104传送的该分簇信息还包含对第二可操作信道S2的感知结果，例如感知值S12。同理，第二用户设备106传送的该分簇信息还包含对第二可操作信道S2的感知结果，例如感知值S22。在一实施例中，感知值S12以及感知值S22是根据该分簇值门限而转换为二进制分簇值，例如0或1。

当基站102接收到感知值S12与S22之后，根据该分簇信息以及分簇标准确定是否将第一用户设备104与第二用户设备106分簇，其中分簇标准是根据第一用户设备104与第二用户设备106传输信息量确定。在一实施例中，将第一用户设备104与第二用户设备106的兼容度定义为第一用户设备104的分簇信息与第二用户设备106的分簇信息 的相似程度。具体而言，可对第一用户设备104的分簇信息与第二用户设备106的分簇值作异或运算确定该用户设备间的兼容度。举例而言，将感知值S11与感知值S21转换而得到分簇值并对其进行异或(Exclusive OR，XOR)运算，而得到一第一结果。同理，将感知值S12与感知值S22转换而得到分簇值并对其进行异或(Exclusive OR，XOR)运算，而得到一第二结果。接着，将该第一结果与该第二结果进行运算，例如求其平均值，以得到一第三结果。随后，将该第三结果与兼容值门限比较以确定是否第一用户设备104与第二用户设备106为兼容。在一实施例中，若该第三结果大于兼容值门限则确定为不兼容。相反地，若该第三结果不大于兼容值门限则确定为兼容。兼容值门限为一比例值，其值不小于0。在一实施例中，兼容值门限可为固定值。在另一实施例中，兼容值门限为可变动且由基站102所确定，并可根据例如一用户设备104与第二用户设备106信息传输量以及所需占用的信道带宽适当调整。

图2显示本发明一些实施例的一通信系统200的结构示意图。参照图1与图2，通信系统200包含基站102、第一用户设备104、第二用户设备106与相邻基站204、206。基站102经配置以使用非授权频段，例如第一可操作信道S1进行上行链路数据传输。此外，相邻基站204和206分别经由授权频段传送参考信号R1、R2至第一用户设备104或第二用户设备106，其中相邻基站204与206可使用相同授权频段或不同授权频段传送参考信号。

参照图2，通信系统200经配置以确定用户设备使用第一可操作信道S1进行上行链路数据传输。在一些实施例中，基站102经配置以对第一可操作信道S1进行感知以确定是否确定使用该第一可操作信道。

此外，基站102从第一用户设备104与第二用户设备106各自接收分簇信息，该分簇信息是用于判断第一用户设备104与第二用户设备106是否适于分簇而在同一簇中进行上行链路传输，该分簇信息包含用户设备104与第二用户设备106的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者。

在一实施例中，该受干扰信息包含用户设备(例如第一用户设备104或第二用户106)针对相邻基站204或206所传送参考信号R1、R2所接收的干扰水平。第一用户设备104可经由侦测该参考信号R1、R2而分别得到干扰水平S11、S12，其中干扰水平S11、S12可视为相邻基站204、206对第一用户设备104之干扰程度。同理，第二用户设备106可经由侦测该参考信号R1、R2而分别得到干扰水平S21、S22。该干扰水平包含所探测参考信号R1、R2的信号功率值，例如参考信号接收功率(Reference Signal Receiving Power， RSRP)。在一些实施例中，第一用户设备104或第二用户106因应于基站102传送一要求而传送该受干扰信息。

在该参考信号R1、R2的干扰水平作为分簇信息且可获得的情形下，基站102基于所接收的分簇信息并根据分簇标准计算第一用户设备104与第二用户设备106的兼容度，以判断是否将第一用户设备104与第二用户设备106分簇而使用第一可操作信道S1。在一实施例中，将第一用户设备104与第二用户设备106的兼容度定义为第一用户设备104对相邻基站204、206的参考信号R1、R2的干扰水平S11、S12与第二用户设备106对相邻基站204、206的参考信号R1、R2的干扰水平S21、S22的相似程度。举例而言，将干扰水平S11与干扰水平S21分别转换为分簇值后进行异或(Exclusive OR，XOR)运算，而得到一第一结果，该分簇值可与该分簇值门限比较而获得并具有二进制数值，例如0或l。在本实施例中，该分簇值门限可为动态且由基站确定。同理，将干扰水平S12与干扰水平S22分别转换为分簇值后进行异或(Exclusive OR，XOR)运算，而得到一第二结果。将该第一结果与该第二结果进行运算，例如求其平均值，以得到一第三结果。随后，将该第三结果与该兼容值门限比较以确定是否第一用户设备104与第二用户设备106为兼容，其中若该第三结果大于兼容值门限则确定为不兼容。相反地，若该第三结果不大于兼容值门限则确定为兼容。

图3显示本发明一些实施例的通信系统300的结构示意图。通信系统300除包含基站102、相邻基站204、206、无线射频头110、第一用户设备102、第二用户设备106以外，还包含相邻基站302、304、306、308、一第三用户设备310、一第四用户设备312、与一第五用户设备314。无线射频头110使用非授权频段中六个可操作信道S1-S6，即第一可操作信道、第二可操作信道、第三可操作信道、第四可操作信道、第五可操作信道与第六可操作信道。

在本实施例中，依照前述说明中所描述将用户设备分簇的方法，基站102执行载波检测以选择可操作信道S1-S6。第一用户设备104、第二用户设备106、第三用户设备310、第四用户设备312与第五用户设备314分别传送分簇信息至基站102。在一实施例中，该分簇信息分别包含该五个用户设备对该六个可操作信道S1-S6的个别感知值，并且该感知值以二进制数值表示。在另一实施例中，该分簇信息分别包含该五个用户设备分别对相邻基站204、206、302、304、306、308的参考信号的干扰水平接收值。

举例而言，基站基于所接收的分簇信息并根据分簇值门限确定该用户设备中每一者的分簇值，并由该分簇值确定该用户设备间的兼容度，其中基站102所收到之分簇值可以下表表示。

当基站102收到该分簇信息后，基于所接收的分簇信息并根据分簇标准对该五个用户设备进行分簇，而该分簇标准包含该用户设备传输信息量。兼容度的计算可以下述方式表示。

其中其中c_ti为第t个用户设备的第i个受干扰信息的分簇值，该受干扰信息为例如第t个用户设备对第i个可操作信道的感知结果或是第t个用户受到第i个相邻基站的干扰水平，并且c_ti具有0与1的二进制数值。M为可操作信道总数或相邻基站数目，在本实施例中M＝6。该兼容值门限以x表示，其为一小于1、但不小于0的值。

以上表为例，在x＝0.2的情形下，可得到以下的兼容度矩阵。

其中该兼容度矩阵的第(i，j)个元素代表第i用户设备与第j用户设备的兼容度结果，而结果1代表为兼容，结果0代表为不兼容。

基站102根据该兼容度矩阵以及分簇标准中的其他项目对该用户设备进行分簇。由兼容度矩阵可知，举例而言，第一用户设备104与第二用户设备106、第三用户设备310以及第五用户设备314兼容，但与第四用户设备312不兼容。此外，由兼容度矩阵亦可知第五用户设备314与第二用户设备106或第三用户设备310皆不兼容。因此，第一用户设备104、第二用户设备106与第三用户设备310彼此皆为兼容，因此可以分簇。此外，第一用户设备104与第五用户设备314呈现彼此兼容，因此可以另外分簇。在一些 实施例中，分簇标准亦考虑用户设备的数据传输量，以使同一簇的用户设备所聚合的数据传输量所占据带宽可达到非授权频段要求上行链路传输的最小带宽。

图4显示本发明一些实施例的上行链路数据传输方法400流程图。在步骤402中，一基站进行非授权频段的载波检测，并选择可操作信道。

在步骤404中，该用户设备向基站报告分簇信息。该分簇信息包含该用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者，而该受干扰信息包含该可操作信道之感知结果及相邻基站的干扰水平中的至少一者。步骤404可在步骤402之前执行或与步骤402同时执行。

在步骤406中，在收到该分簇信息后，该基站基于所接收的分簇信息并根据分簇标准对该用户设备进行分簇。根据分簇的结果，该基站在该可操作信道中的同一者上调度同一簇中用户设备的上行链路传输，并将调度信息传送至该用户设备，该调度信息选择非授权频段中一可操作信道。

在步骤408中，因应于确定对该第一用户设备与该第二用户设备分簇，该同簇用户设备同步进行干净信道评估(clear channel assessment，CCA)。

在步骤410中，该用户设备判断该可操作信道是否通过干净信道评估。若同簇用户设备的干净信道评估结果皆为信道干净，则在步骤412中，该同簇用户设备使用该同一可操作信道进行上行链路数据传输。若没有通过干净信道评估，则过一段时间后，回到步骤408进行下一次的干净信道评估。

图5显示本发明一些实施例的基站500示意图。基站500包含一检测器502、一接收机504、一分簇器506以及一调度器508以及一发射机510。

检测器502经配置以执行载波检测以在非授权频段中选择可操作信道。

接收机504经配置以自用户设备接收分簇信息，该分簇信息包含该用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者。该受干扰信息包含该可操作信道的感知结果及所有相邻基站信道的干扰水平中的至少一者。在一实施例中，接收机504从该用户设备接收的分簇信息包含分簇值，该分簇值是0或1。

分簇器506经配置以基于所接收的分簇信息并根据分簇标准对该用户设备进行分簇。该分簇标准包含该用户设备传输信息量。在一实施例中，分簇器506基于所接收的分簇信息并根据分簇值门限确定该用户设备中每一者的分簇值，并由该分簇值确定该用户设备间的兼容度。在另一实施例中，该兼容度进一步由兼容性门限确定，该兼容性门限是动态或预定义的。在另一实施例中，该分簇值是0或1，并藉由对该分簇值作异或 运算以决定该用户设备间的兼容度。

调度器508经配置以在该可操作信道中的同一者上调度同一簇中用户设备的上行链路传输。在一实施例中，该同一簇中用户设备是以频分复用方式于该同一可操作信道上进行该上行链路传输

发射机510经配置以向该用户设备下发回传分簇信息的要求，该要求包含检测器502选择的该可操作信道。

图6显示本发明一些实施例的用户设备600示意图。用户设备600包含一分簇信息发射器602、一接收机604、一评估器604以及一数据发射器608。在一实施例中，用户设备600以频分复用方式与同一簇中其他装置在同一可操作信道上进行上行链路传输。

分簇信息发射器602经配置以向基站报告分簇信息，该分簇信息包含该用户设备的地理位置信息和受干扰信息中的至少一者。在一实施例中，该受干扰信息包含该可操作信道之感知结果及相邻基站的干扰水平中的至少一者。在另一实施例中，分簇信息发射器602将该分簇信息以分簇值传送。在一实施例中，该分簇值为0或1。

接收机604经配置以从该基站接收该上行链路传输的调度信息，该调度信息指示该基站选择自非授权频段中选择的一可操作信道。在一实施例中，接收机604从该基站接收上传分簇信息的要求，并且该要求包含该基站进行载波检测所选择的可操作信道。

评估器606经配置以对该可操作信道进行干净信道评估。

数据发射器608经配置以当该干净信道评估结果为信道干净而使用该可操作信道传输数据。

以上所描述的方法和程序可以代码和/或数据加以实施，其可存储在如上所述的非暂时性计算机可读取存储媒介中。当计算机系统读取并执行存储在非暂时性计算机可读取存储媒介上的代码和/或数据时，所述计算机系统执行具体化为数据结构和代码且存储在非暂时性计算机可读取存储媒介中的方法和程序。此外，所描述的方法和程序可以包含在硬件模块中。例如，所述硬件模块，可包括但不限于，特定应用集成电路(ASIC)芯片、可程序逻辑门阵列(FPGA)、以及其它现在已知的或以后开发的可程序化逻辑设备。当所述硬件模块被启动时，所述硬件模块执行内含于所述硬件模块中的方法和程序。

本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求书所涵盖。