一种在基站中用于传输数据的方法与设备与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及LTE中的一种数据传输的技术。

背景技术：

现在蜂窝技术和WiFi已经成为了两大最为成功的无线技术。多年来，它们一直优势互补，而现在又在相互融合。传统的蜂窝技术，比如LTE系统，是工作在授权频段(licensed spectrum)上，而WiFi是在未授权频段(unlicensed spectrum)上工作的。

随着无线业务的迅速增长，人们对无线通信系统的容量及频谱要求也随之提高。在这种情况下，LTE系统的授权频段资源显得相对不足起来。因此，3GPP提出了LTE-U(LTE in Unlicensed spectrum，简称LTE-U)技术框架，将LTE系统从授权频段扩展到未授权频段，通过载波聚合(Carrier Aggregation，简称CA)框架来分流尽力而为的(best-effort)业务流量，因此LTE-U也称为授权辅助接入(Licensed Assisted Access，简称LAA)。在该框架中，主蜂窝在授权频段承载关键控制信令、移动性和用户数据等高服务质量需求的数据，次蜂窝则在未授权频段承载服务质量需求不高的尽力而为业务。

LTE-LAA技术的一个很大挑战就是，解决LTE与Wi-Fi在未授权频段中的和谐共存问题。Wi-Fi采用的是先听后说(listen-before-talk，简称LBT)的机制，即希望使用该频段的任何设备必须先听，看此频段是否被占用。如果此频段不繁忙，设备就可以占用并开始传输。此频段最长只能保持10毫秒，之后将被释放并重复进行LBT。这可确保对介质的公平访问，同时也是一个非常有效的共享未授权频谱的方法。目前需要解决的问题是如何在未授权频段中使用LBT并取得最佳实施效果。如果 不能很好的实施LBT机制，LTE-LAA技术的可行性就可能会受到限制。

目前，LBT机制主要有两种实现方法：

第一种：基于FBE(Frame Based Equipment)的方法

如图1(a)所示，在FBE方法中，CCA(Clear Channel Assessment，空闲信道检测)是在每个固定的时间间隔进行的，这个固定的时间间隔称为fixed frame period(固定帧间隔)。信道占用时间(也就是最大传输时长)从1毫秒到10毫秒不等，空闲时间至少应占信道占用时间的5％。

第二种：基于LBE(Load Based Equipment)的方法

如图1(b)所示，在LBE方法中，当设备在做CCA时检测到信道被占用后，会继续做扩展的CCA，即再做CCA，直到检测到信道空闲，且连续N个CCA检测到信道空闲后，就可以传输数据了。每个设备对于N的定义可能不同。在图1(b)中N＝5，即连续5个CCA都检测到信道空闲后，才开始传输数据。

可以看到，基于FBE的LBT机制实现起来简单，但基于LBE的LBT机制的资源利用率更高。实施LBE的设备能在信道变成空闲时马上获知并占用该信道，而实施FBE的设备需要等待下一个CCA时刻，有可能错过信道占用时机。

频率复用是LTE的一个重要特征，即同一运营商的不同小区可以同时使用某个信道，旨在提高频率的利用率。很自然地，LTE-LAA也希望能保持这一特征。在某些条件满足的前提下，频率复用在LTE-LAA中也是可行的。普遍的认识是只有当不同小区的CCA的时刻同步时才能实现频率复用，也就是说不同小区的基站几乎在同一时刻做CCA，几乎同时检测到空闲信道，随后的传输也是有意“冲突”的。

很显然，基于FBE的LBT机制很容易实现频率复用，因为同一运营商的不同小区具有相同的CCA时刻和传输时间。但是，对于基于LBE的LBT，由于不同的小区拥有不同的干扰环境、不同的CCA时刻、不同的扩展CCA观察期，很难实现对于同一运营商的不同小区进行同时传输，从而很难实现频率复用。

因此，本发明提出了一种在基于LBE的LBT机制下实现频率复用的方法，使得同一运营商的不同小区能实现在同一信道上的同时传输。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于LBE的LBT机制下实现频率复用的方法与设备。

根据本发明的第一个方面，提供了一种在LTE-LAA系统的基站中用于传输数据的方法，该方法包括以下步骤：a.对某一信道进行能量检测，判断检测到的能量是否低于第一阈值；b.如果所述检测到的能量低于所述第一阈值，确定所述信道空闲；c.否则，判断其中是否存在同一运营商内的干扰；d.如果存在所述同一运营商内的干扰，则确定所述信道空闲。

优选地，所述步骤d进一步包括：d1.如果所述同一运营商内的干扰大于第二阈值，则确定所述信道忙；d2.否则，从所述检测到的能量中减去所述同一运营商内的干扰得到剩余的能量；d3.如果所述剩余的能量中包括来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰且所述干扰大于第三阈值，则确定所述信道忙；d4.否则，确定所述信道空闲。

优选地，所述方法还包括：如果所述信道空闲，在所述信道传输数据并在所述信道被所述基站占用期间一直发送所述同一运营商内的干扰。

优选地，所述同一运营商内的干扰是同一运营商的导频信号，所述导频信号是一个和运营商标识绑定的正交序列。

优选地，所述步骤c进一步包括：根据预先定义的运营商的导频信号和所述导频信号的传输方式判断其中是否存在同一运营商内的干扰。

优选地，所述导频信号的传输被限制在一个LTE子帧的每个OFDM符号的特定子载波上。

优选地，所述导频信号的传输被限制在一个LTE子帧的某些 OFDM符号上。

根据本发明的第二个方面，提供了一种在LTE-LAA系统的基站中用于传输数据的装置，该装置包括：第一判断装置，用于对某一信道进行能量检测，判断检测到的能量是否低于第一阈值；第一确定装置，用于当所述检测到的能量低于所述第一阈值时确定所述信道空闲；第二判断装置，用于当所述检测到的能量不低于所述第一阈值时判断其中是否存在同一运营商内的干扰；第二确定装置，用于当存在所述同一运营商内的干扰时确定所述信道空闲。

优选地，所述第二确定装置进一步用于：如果所述同一运营商内的干扰大于第二阈值，则确定所述信道忙；否则，从所述检测到的能量中减去所述同一运营商内的干扰得到剩余的能量；如果所述剩余的能量中包括来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰且所述干扰大于第三阈值，则确定所述信道忙；否则，确定所述信道空闲。

优选地，所述装置还包括：发送装置，用于当所述信道空闲时在所述信道传输数据并在所述信道被所述基站占用期间一直发送所述同一运营商内的干扰。

优选地，所述同一运营商内的干扰是同一运营商的导频信号，所述导频信号是一个和运营商标识绑定的正交序列。

优选地，所述第二判断装置进一步用于：根据预先定义的运营商的导频信号和所述导频信号的传输方式判断其中是否存在同一运营商内的干扰。

优选地，所述导频信号的传输被限制在一个LTE子帧的每个OFDM符号的特定子载波上。

优选地，所述导频信号的传输被限制在一个LTE子帧的某些OFDM符号上。

与现有技术相比，本发明提出了一种能够在基于LBE的LBT机制下实现频率复用的数据传输技术。使用本发明的技术，能够使得同一运营商管辖下的不同基站能够同时使用同一信道，提高了资源利用率，解决了现有技术中基于LBE的LBT机制不能实现频率复用的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1(a)示出基于FBE的LBT机制的数据传输示意图；

图1(b)示出基于LBE的LBT机制的数据传输示意图；

图2示出根据本发明一个实施例的在LTE-LAA系统的基站中用于传输数据的方法流程图；

图3(a)示出根据本发明一个实施例的用于传输导频信号的时频示意图；

图3(b)示出根据本发明另一个实施例的用于传输导频信号的时频示意图；

图4示出根据本发明一个实施例的在基站中传输数据的示意图；

图5示出根据本发明一个实施例的在基站中用于传输数据的装置示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了能在基于LBE的LBT机制下实现频率复用，当小区在做CCA时检测到信道忙后，会继续判断该信道是否被同一运营商下的其他小区所占用，如果该信道是被同一运营商下的其他小区所占用，则认为该信道是可用的，开始使用该信道，从而使得同一运营商下的多个小区能够同时使用该信道。

根据本发明的一个应用场景，在一个LTE-LAA系统中，存在至少一个基站，其中包含了基站eNB1和基站eNB2。基站eNB1和基站eNB2均采用的是基于LBE的LBT机制，且均隶属于运营商OP1。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图2示出根据本发明一个实施例的在LTE-LAA系统的基站eNB1中用于传输数据的方法。该方法始于步骤S21。

在步骤S21中，所述基站对某一信道CH1进行能量检测，判断检测到的能量E1是否低于第一阈值T1。

然后，在步骤S22中，如果检测到的能量E1低于第一阈值T1，则确定信道CH1空闲。

如果检测到的能量E1并不低于第一阈值T1，接着，在步骤S23中，判断能量E1中是否存在同一运营商内的干扰。

然后，在步骤S24中，如果能量E1中存在同一运营商内的干扰，基站eNB1可以确定该信道CH1正在同一运营商OP1下的其他小区所占用，则确定信道CH1空闲。

在一个实施例中，所述步骤S24进一步包括：步骤S241(图中未示出)、步骤S242(图中未示出)、步骤S24(图中未示出)3和步骤S244(图中未示出)。

在步骤S241中，如果所述同一运营商内的干扰大于第二阈值T2，则确定信道CH1忙。如果所述同一运营商内的干扰过大，则说明这两个小区距离过近，这种情况下TDM的传送方式具有更高的效率。

在步骤S242中，如果所述同一运营商内的干扰不大于第二阈值T2，那么，从检测到的能量E1中减去所述同一运营商内的干扰得到剩余的能量。

然后，在步骤S243中，如果所述剩余的能量中包含来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰且所述干扰大于第三阈值T3，则确定信道CH1忙。

在步骤S244中，如果所述剩余的能量中不包含来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰，则确定信道CH1空闲。

在又一个实施例中，该方法还包括步骤S25(图中未示出)。

在步骤S25中，如果信道CH1空闲，那么基站eNB1开始在信道CH1传输数据，并且在信道CH1被基站eNB1占用期间一直发送上述的同一运营商内的干扰。这样可以保证同一运营商OP1下的其他小区在做CCA时检测到所述同一运营商内的干扰，从而使得该小区确定该信道正被同一运营商OP1下的小区所占用。

在又一个实施例中，所述同一运营商内的干扰是同一运营商的导频信号，所述导频信号是一个和运营商标识绑定的正交序列。不同的运营商具有不同的导频信号。同一运营商下的小区被预先配置了该运营商的导频信号和该导频信号的传输方式。

导频信号的传输方式，即用于传输导频信号的时频资源是可以配置的。

在一个实施例中，导频信号的传输可以是被限制在LTE子帧的每个OFDM符号的某些子载波上。如图3(a)所示，子载波#2，#5，#8，#11被用于传送导频信号。根据此传输方式，如果基站eNB1占用了某个信道，它将在这些子载波上传输导频信号，以便于同一运营商OP1的其他小区的频率复用。数据可以在其他的子载波上传输。

在又一个实施例中，为了减少检测的复杂性和开销，导频信号的传输可以是被限制在一个LTE子帧的某些OFDM符号上而不是所有OFDM符号上。如图3(b)所示，OFDM符号#1，#5，#8，#12用于传输导频信号，而其他OFDM符号用于传输数据。

相应地，基站eNB1可以根据预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式来执行步骤S23，即判断检测到的能量E1中是否存在运营商OP1的导频信号。具体地，如果运营商OP1的导频信号在子载波#2，#5，#8，#11上传输，那么，基站eNB1会对检测到的能量E1的这些子载波进行检查，检测其中是否包含运营商OP1的导频信号。

相应地，在步骤S25中，在信道CH1被基站eNB1占用期间，基站eNB1可以根据预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式一直发送该导频信号。具体地，如果运营商OP1的导频信号在OFDM符号#1，#5，#8，#12上传输，那么，eNB1会在这些特定的OFDM符号上发送运营商OP1的导频信号。

图4示出了根据本发明一个实施例的在基站eNB1和基站eNB2中传输数据的示意图。

在该实施例中，基站eNB1和基站eNB2采用的均是基于LBE的 LBT机制，且均被预先配置了运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式。

在下行方向，基站eNB1和基站eNB2在做扩展的CCA时，基站eNB1首先检测到信道CH1空闲，于是占用该信道。基站eNB1在信道CH1上传输数据的同时，按预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式在信道CH1上一直发送该导频信号。

基站eNB2在做扩展的CCA时，根据检测到的能量确定信道CH1非空闲，然后继续检测其中是否包含同一运营商内的干扰，即运营商OP1的导频信号。具体地，基站eNB2根据预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式来判断其中是否包含运营商OP1的导频信号。

在该实施例中，基站eNB2确定检测到的能量中包含了运营商OP1的导频信号，这样，基站eNB2可以确定信道CH1正被运营商OP1的其他小区所占用。

然后，基站eNB2从检测到的能量中减去检测到的同一运营商内的干扰，即运营商OP1的导频信号得到剩余的能量。

接着，基站eNB2确定剩余的能量中是否包含来自其他运营商的干扰或其它RAT的干扰，经检测，剩余的能量中不包含来自其他运营商的干扰或其它RAT的干扰，从而，基站eNB2确定信道CH1为空闲。

接下来，基站eNB2在信道CH1上传输数据，从而实现了同一运营商的不同小区在同一信道上同时传输数据，达到频率复用的目的。在基站eNB2在信道CH1上传输数据的同时，基站eNB2按预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式在信道CH1上一直发送该导频信号。这样，运营商OP1的其它小区在做CCA时，能够识别该导频信号，知道信道CH1正被运营商OP1的其他小区所占用，从而确定该信道是可用的，实现频率复用。

图5示出根据本发明一个实施例的在LTE-LAA系统的基站eNB1中用于传输数据的装置示意图。该装置500包括第一判断装置501、 第一确定装置502、第二判断装置503和第二确定装置504。

下面结合图2和图3详细描述该装置500的工作过程。

首先，第一判断装置501对某一信道CH1进行能量检测，判断检测到的能量E1是否低于第一阈值T1。

然后，如果检测到的能量E1低于第一阈值T1，第一确定装置502确定信道CH1空闲。

如果检测到的能量E1并不低于第一阈值T1，接着，第二判断装置503判断能量E1中是否存在同一运营商内的干扰。

然后，如果能量E1中存在同一运营商内的干扰，第二确定装置504确定该信道CH1正在同一运营商OP1下的其他小区所占用，则确定信道CH1空闲。

在一个实施例中，所述第二确定装置504进一步用于：

-如果所述同一运营商内的干扰大于第二阈值T2，则确定信道CH1忙。如果所述同一运营商内的干扰过大，则说明这两个小区距离过近，这种情况下TDM的传送方式具有更高的效率。

-如果所述同一运营商内的干扰不大于第二阈值T2，那么，从检测到的能量E1中减去所述同一运营商内的干扰得到剩余的能量。

-如果所述剩余的能量中包含来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰且所述干扰大于第三阈值T3，则确定信道CH1忙。

-如果所述剩余的能量中不包含来自其他运营商的干扰或其他RAT的干扰，则确定信道CH1空闲。

在又一个实施例中，装置500还包括发送装置505(图中未示出)。

如果信道CH1空闲，那么发送装置505开始在信道CH1传输数据，并且在信道CH1被基站eNB1占用期间发送装置505一直发送上述的同一运营商内的干扰。这样可以保证同一运营商OP1下的其他小区在做CCA时检测到所述同一运营商内的干扰，从而使得该小区确定该信道正被同一运营商OP1下的小区所占用。

在又一个实施例中，所述同一运营商内的干扰是同一运营商的导 频信号，所述导频信号是一个和运营商标识绑定的正交序列。不同的运营商具有不同的导频信号。同一运营商下的小区被预先配置了该运营商的导频信号和该导频信号的传输方式。

导频信号的传输方式，即用于传输导频信号的时频资源是可以配置的。

在一个实施例中，导频信号的传输可以是被限制在LTE子帧的每个OFDM符号的某些子载波上。如图3(a)所示，子载波#2，#5，#8，#11被用于传送导频信号。根据此传输方式，如果基站eNB1占用了某个信道，发送装置505将在这些子载波上传输导频信号，以便于同一运营商OP1的其他小区的频率复用。数据可以在其他的子载波上传输。

在又一个实施例中，为了减少检测的复杂性和开销，导频信号的传输可以是被限制在一个LTE子帧的某些OFDM符号上而不是所有OFDM符号上。如图3(b)所示，OFDM符号#1，#5，#8，#12用于传输导频信号，而其他OFDM符号用于传输数据。

相应地，第二判断装置503可以根据预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式来判断检测到的能量E1中是否存在运营商OP1的导频信号。具体地，如果运营商OP1的导频信号在子载波#2，#5，#8，#11上传输，那么，第二判断装置503会对检测到的能量E1的这些子载波进行检查，检测其中是否包含运营商OP1的导频信号。

相应地，在信道CH1被基站eNB1占用期间，发送装置505可以根据预先配置的运营商OP1的导频信号和该导频信号的传输方式一直发送该导频信号。具体地，如果运营商OP1的导频信号在OFDM符号#1，#5，#8，#12上传输，那么，发送装置505会在这些特定的OFDM符号上发送运营商OP1的导频信号。

需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通 过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。