一种laa系统中同时考虑上下行链路的lbt机制的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线接入系统的研究领域，特别涉及一种LAA系统中同时考虑上下行链路的LBT机制。
【背景技术】
[0002]LAA(Licensed-Assisted Access)系统是一种基于授权频段辅助的用于接入非授权频段的LTE系统，典型情况下工作于5GHz非授权频段。LAA通过将LTE接入到非授权频段，可以有效解决LTE系统在授权频段的频谱紧张问题，尤其是在业务量较大的热点地区，通过将LTE接入到非授权频段，可以有效的将LTE业务分流到非授权频段，大大提高了 LTE运营商提供业务的能力。
[0003]LTE接入到非授权频段需要解决的一个重要问题是与工作于非授权频段的WIFI及其它无线系统的公平有效共存，尤其是与WIFI系统的共存。在非授权频段信道共享的核心机制为LBT(Listen Before Talk)机制。目前欧洲电信标准化协会(ETSI)及美国电气电子工程师协会(IEEE)均设计了工作于非授权频段的无线系统采用的LBT机制，分别如下:
[0004]欧洲电信标准化协会制定的宽带无线接入网络协议(ETSI EN 301893)规定，5GHz非授权频段信道接入机制包括基于帧的设备(Frame Based Equipment，FBE)的接入机制和基于负荷的设备(Load Based Equipment，LBE)的接入机制。其中，FBE设备的信道接入机制将时间按固定的帧长度划分，在一个固定帧长度中进一步划分为信道占用时间和空闲周期，其中，信道占用时间是设备可以发送数据的持续时间，最小为lms，最大为10ms，空闲时间不少于信道占用时间的5 %，其中，在空闲时间的最后是CCA ( CI e ar ChannelAssessment)时隙，用于检测信道是否空闲，其中，CCA时隙的长度不少于20us，检测信道是否空闲的门限值与设备的发送功率有关，对于200mW的发射功率(23dBm)，要求检测门限为-73dBm/MHz IBE设备的信道接入机制可以采用802.11中规定的LBT机制，也可以采用以下两种方案:
[0005]Opt1n A(指数回退窗):LBE设备在发送数据前，需要利用基于能量的CCA进行信道检测，其中，CCA时间不低于20us，当检测到信道能量(Received Signal StrengthIndicat1n,RSSI)低于一定检测门限(比如_73dBm/MHz)，表示信道空闲，可以立即发送数据；
[0006]若检测到信道被占用，则不能发送数据，需要进行一次扩展CCA检测，包括q个观测时隙，其中，这里的观测时隙或者是一个空闲时隙(18us)，或者是一个忙时隙(即两个空闲时隙之间被其它用户占用的时间，其长度不确定)，q的初值为16，最大值为1024，如果在q个观测时隙中检测到N个空闲时隙，则UE可以进行发送，同时将q值设置为初值16;
[0007]如果在q个观测时隙中未检测到N个空闲时隙，则q值加倍，若达到最大值，则重新设定为初值，然后重新进行一次扩展CCA检测。其中，在每次扩展CCA检测中，N从I?q之间随机选择。
[0008]LBE设备每次发送的时间不能超过10ms，完成一次发送后，若还需继续发送，则需要通过扩展CCA检测去竞争信道。
[0009]Opt1n B(固定回退窗):LBE设备在发送数据前，需要利用基于能量的CCA进行信道检测，其中，CCA检测时间不低于20us，具体值要求设备商公开，当检测到信道能量(RSSI)低于一定检测门限(比如-73dBm/MHz)，表示信道空闲，可以立即发送数据。
[0010]如果检测到信道被占用，则需要进行扩展CCA检测，包括N个CCA检测周期，每当检测到信道空闲时，阶咸I，当N减小到O时，LBE设备可以发送。其中，N从I?q之间随机选择，q为4?32之间的某个值，具体由设备商选择且要求公开该值。
[0011]LBE每次发送的最大时间不能超过[(13/32)*q]ms，若发送完一次后，还需继续发送，则需要通过扩展CCA检测去竞争信道。
[0012]美国电气电子工程师协会(IEEE)制定的无线局域网接入协议(IEEE 802.11)规定，WIFI的信道接入机制为带有冲突避免的载波侦听多址接入(Carrier Sense MultipleAccess with Collis1n Avoidance，CSMA/CA)，包括分布协调DCF(DistributedCoordinat1n Funct1n)和点协调PCF(Point Coordinat1n Funct1n)两种方法，下面主要介绍DCF。
[0013]A)基本接入过程:当发送端有数据帧需要发送时，首先需要进行信道检测，当检测到信道空闲时间大于DIFS(DCF Inter Frame Space)时，立即发送该数据帧，当接收端收到该数据帧后，经过SIFS(Short Inter Frame Space)时间，立即发送ACK确认帧，只有当发送端收到ACK帧之后，才表示该数据帧正常传输，若未收到ACK帧，则表示该帧丢失，需要重传。
[0014]B)带RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send)的接入过程:基本接入过程中，可能存在隐藏终端问题，为了解决该问题，引入了RTS/CTS握手信号，该握手信号中包含有发送端拟占用信道的时间长度信息(NAV,Network Allocat1n Vector)，该信息可以支持虚拟载波侦听。带RTS/CTS的接入过程如下:
[0015]当发送端有数据帧需要发送时，首先需要进行信道检测，当检测到信道空闲时间大于DIFS时，先发送RTS帧(包含NAV信息)，接收端收到RTS帧后，经过SIFS时间，立即发送CTS帧(包含新的NAV信息)，发送端收到CTS帧后，经过SIFS时间，立即发送该数据帧，当接收端收到该数据帧后，经过SIFS时间，立即发送ACK帧，只有当发送端收到ACK帧之后，才表示该数据帧正常传输，若未收到ACK帧，则表示该帧丢失，需要重传。
[0016]C)考虑退避时的接入过程:当发送端需要发送数据帧时，若检测到信道忙，或者空闲时间小于DIFS，则继续监听该帧直到传输结束，继续检测该信道，当空闲时间大于DIFS后，进入竞争窗口，根据该竞争窗口(竞争窗口大小随重传次数的增加成倍数增大，直到达到最大值)大小，随机产生回退时间，保存到回退时间计数器，当该回退时间计数器递减到O时(将竞争窗口划分成若干时隙，每经过一个时隙，信道保持空闲，则回退时间计数器减I)，立即发送该数据帧。若回退计数器递减到O之前，信道被其它站点占用，则暂停回退时间计数器，等到下次进入竞争窗口才继续递减。
[0017]由于现有的非授权频段的信道接入机制是一种基于竞争的信道接入方式，而LTE系统是一种基于调度的信道接入方式，因此，当LTE系统需要接入到非授权频段时，不能直接利用现有的非授权频段基于竞争信道接入方式的LBT机制，LAA系统的LBT机制需要基于现有LBT机制进行改进。
[0018]LAA系统的LBT机制设计主要需考虑以下因素:
[0019]I)是否仅需考虑下行传输，还是需要同时考虑上行与下行传输；
[0020]2)传输突发的设计，如何将各地无线规范的约束、TDD帧结构、用户的需求等因素综合考虑进去；
[0021]3)CCA检测窗及检测时隙的设计，包括CCA检测时隙的大小，CCA检测窗的大小及位置等;
[0022]4)信道预留信号的设计，因为LAA系统通常只能从一个子帧的起始位置开始传输，而竞争到信道的位置不一定刚好位于一个子帧的起始位置，因此在用户竞争到信道的时刻至子帧的起始位置之间需要通过发送信道预留信号来避免WIFI系统或其它LAA系统的接入；
[0023]5)信道接入流程的设计，如何设计回退窗并优化接入流程。
[0024]目前已有部分设备商在3GPP会议中提出了有关LAA系统的LBT机制的相关提案，包括有:(I)爱立信提案(R1-145193，R1-150584); (2)英特尔提案(R1-151825); (3)诺基亚提案(R1-145003); (4)夏普提案(Rl-150694) ； (5)LG提案(R1-152734) ； (6)京瓷(Kyocera)提案(R1-150625);(7)CATT提案(R1-144625)等，另外，3GPP中有关LAA研究的技术报告TR36.889也提出了相应的LBT机制。
[0025]以上现有的有关LAA系统的LBT机制相关提案中，有些未考虑LAA系统的帧结构，有些仅考虑下行传输未考虑上行传输，有些对于传输突发的设计及CCA检测窗的设计都是固定的。现有的这些方案或者不能直接应用于TDD帧结构的LAA系统中，或者不能适应于不同帧结构，不够灵活。
[0026]为了解决以上方案的不足，本发明提出一种LAA系统中同时考虑上下行链路的LBT机制，通过对上下行传输突发及CCA检测窗的灵活设计，对信道预留信号的设计，以及对信道接入流程的优化设计，能够适应各种