CN109076354B - 用于配置未许可频带中的通信的接口 - Google Patents

Abstract

一种无线通信系统中的节点包括：收发器，用于接收一个或多个配置参数，以配置该节点用于在未许可频带中的通信。该节点还包括：处理器，用以实现状态机，该状态机基于至少一个配置参数，在启用状态、禁用状态以及飞轮状态之间进行转换，在启用状态中该节点支持该未许可频带中的无线连接，在禁用状态中该节点不支持该未许可频带中的无线连接，在飞轮状态中该节点支持在转换到禁用状态之前的预定时间间隔内的、在未许可频带中的无线连接。

Description

用于配置未许可频带中的通信的接口

技术领域

本公开一般涉及无线通信系统，并且更具体地涉及利用未许可频带的无线通信系统。

背景技术

未许可频带是射频频谱的一部分，其不需要许可使用，因此可以由任意设备用于发送或接收射频信号。例如，未许可的国家信息基础设施(UNII)由包括5.15GHz至5.825GHz范围内的频带的无线电频谱的部分组成。再例如，工业、科学和医学(ISM)无线电频带是无线电频谱的一部分，其在国际上被保留用于未许可通信。ISM无线电频带包括中心频率为2.4GHz并且带宽为100MHz的频带、中心频率为5.8GHz并且带宽为150MHz的频带、中心频率为24.125GHz并且带宽为250MHz的频带等。未许可频带可以与许可给特定服务提供商的许可频带形成对比，并且可以仅用于由服务提供商授权的无线通信。

在许可频带或未许可频带中发送或接收信号的无线通信设备通常被称为节点，其可包括在未许可频谱中根据IEEE 802.11标准操作的Wi-Fi接入点或在许可频谱中根据诸如由第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的长期演进(LTE)标准的标准操作的基站。例如，Wi-Fi接入点可以根据IEEE Std 802.11ac^TM-2013或IEEE Std802.11n^TM-2009进行操作，其全部内容通过引用合并于本文。根据LTE操作的基站可以在未许可频谱中实现补充下行链路(SDL)信道，以为也使用许可频带中的信道与基站通信的用户设备提供用于下行链路通信的附加带宽。例如，基站可以根据LTE-U SDL共存规范v1.3(2015)进行操作，其全部内容通过引用合并于本文。许可频带可以称为LTE-L频带，并且未许可频带可以称为LTE-U频带。在一些情况下，基站还可以支持未许可频谱中的上行链路通信。Wi-Fi接入点和LTE基站可以处于相同位置或在单个物理实体中实现。

附图说明

通过参考附图，可以更好地理解本公开，并且其众多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。在不同附图中使用相同的附图标记表示相似或完全相同的项目。

图1是根据一些实施例的无线通信系统的图。

图2是根据一些实施例的状态机的图，该状态机用于指示用于在一个或多个未许可频带中进行通信的节点的操作状态。

图3是根据一些实施例的由多个节点选择性地启用并发空闲信道评估(CCA)的方法的流程图。

图4是示出了根据一些实施例的用于在未许可频带的信道上执行节点特定CCA操作的时间间隔的分配的图。

图5是示出了根据一些实施例的用于在未许可频带的信道上执行并发CCA操作的时间间隔的分配的图。

图6是根据一些实施例的支持控制器与支持未许可频带中的无线通信的一个或多个节点之间的OA&M接口的无线通信系统的框图。

具体实施方式

在一些地理区域中部署的节点的密度足够高，以在未许可频带中的节点所支持的覆盖区域(或小区)之间引起显着重叠。对应小区中的节点和用户设备的传输之间的干扰可以降低未许可频带中的信道质量。干扰水平可以基于节点和用户设备的分布动态地变化。然而，在传统无线通信系统中实现的运营、监管和管理(OA&M)系统不能选择允许在未许可频带中发送的节点，从而降低OA&M系统控制干扰的能力。此外，在某些场景中，启用未许可频带中的传输可能不必要地消耗能量。一些OA&M系统被配置为通过允许节点集合(诸如由单个运营商拥有的节点)例如使用CCA参数的公共集合并发执行空闲信道评估来减少试图识别用于传输的空闲信道的节点之间的争用。该方案可以通过在高信道拥塞或低吞吐量的条件下增加未许可频带中的频率重用来改善系统性能，但是当拥塞低并且吞吐量足够时，它还可能导致性能下降。

在OA&M系统和能够在未许可频带中提供无线连接的节点之间提供接口。OA&M系统可以通过接口向节点提供配置参数。在一些实施例中，OA&M系统提供配置参数以选择性地启用或禁用未许可频带中的节点的通信。节点中的状态机可以在其中节点支持未许可频带中的无线连接的启用状态、其中节点不支持未许可频带中的无线连接的禁用状态、以及其中节点支持在转换到禁用状态之前的预定时间间隔内的在未许可频带中的无线连接的“飞轮(flywheel)”状态之间转换。例如，响应于通过接口接收配置参数，状态机从启用状态转换到禁用状态，禁用未许可频带中的通信。又例如，响应于通过接口接收到配置参数，状态机从禁用状态转换到启用状态，使得能够在未许可频带中进行通信。状态机还可以响应于与定时参考的同步的丢失或恢复，启用或禁用补充下行链路通信等，在启用、禁用和飞轮状态之间转换。

在一些实施例中，OA&M系统可以通过接口提供配置参数，以选择性地启用或禁用未许可频带中的多个节点的并发空闲信道评估。至少部分地基于来自节点的反馈，选择性地启用或禁用并发空闲信道评估。例如，每个节点可以维护性能测量计数器，其指示诸如未许可频带中的信道拥塞、信道负载和信道资源利用的度量。可以通过接口向OA&M系统提供性能测量计数器或相关性能度量的值，并且OA&M系统可以基于性能测量计数器或性能度量的值来确定是启用还是禁用并发空闲信道评估。一旦启用了并发空闲信道评估特征，节点中的OA&M模块可以基于节点中性能测量计数器(或性能度量)的值指示的度量来选择性地打开或关闭该特征。例如，如果性能度量指示低吞吐量或高信道拥塞，则节点可以执行并发的空闲信道评估(例如，使用CCA参数的公共集合)。然而，如果性能度量指示信道拥塞低并且吞吐量足够，则节点可以执行独立的空闲信道评估(例如，使用节点特定的CCA参数)。还可能需要与全球或外部定时参考同步以执行并发的空闲信道评估。

图1是根据一些实施例的无线通信系统100的图。无线通信系统100包括一个或多个eNodeB 105，其根据第一无线电接入技术(RAT)提供无线连接，例如，根据第三代合作伙伴计划(3GPP)定义的LTE标准。eNodeB 105在第一地理区域或小区110内提供无线连接。无线通信系统100还包括小小区115、120，其根据诸如如由IEEE 802标准定义的Wi-Fi的第一RAT和第二RAT提供无线连接。小小区115、120可以使用处于相同位置的收发器或通过接口连接的收发器根据第一和第二RAT来提供无线连接性。如本文所使用的，术语“节点”可以用于指示根据第一或第二RAT提供无线连接性的实体。因此，术语“节点”可以指代作为宏蜂窝网络的一部分的eNodeB，以及覆盖宏蜂窝网络的接入点或小小区。小小区也可以称为家庭基站路由器、地铁小区(metrocell)、微小区、微微小区、毫微微小区等。

eNodeB 105或小小区115、120的一些实施例可以根据用于无线通信的第五代(或5G)标准来操作。5G标准可以指定数万个并发用户可以支持的数十兆比特/秒的数据速率、数十万个同时连接、相对于LTE的改进的频谱效率、相对于LTE的减少的延迟等。

小小区115、120可以在小区125、126内的许可频带中的一个或多个载波上向用户设备121、122提供上行链路或下行链路通信。用户设备121、122的示例包括根据LTE进行操作的无线通信设备、机器对机器(M2M)设备、智能电话、移动终端、支持无线的平板计算机、无线网络接口卡、Wi-Fi棒、与传感器集成的无线电收发器、5G收发器、5G无线电终端以及类似物。许可的载波根据第一RAT操作，并且可以称为LTE许可(LTE-L)载波。小小区115、120还可以支持根据小区130、131内的第一RAT、在一个或多个未许可频带中的载波上的无线连接。根据第一RAT操作的未许可载波可以被称为LTE未许可(LTE-U)载波。未许可频带可以包括未许可的国家信息基础设施(UNII)，其由包括5.15GHz至5.825GHz范围内的频带的无线电频谱的部分形成，诸如5.15-5.25GHz范围内的U-NII-1频带、在5.25-5.725GHz范围内的U-NII 2a、b、c频带、在5.725-5.825GHz范围内的U-NII 3频带。在一些实施例中，小小区115、120用于在许可频带中发送信号的发送功率大于小小区115、120用于根据第一RAT在未许可频带中发送信号的发射功率。因此，小区125、126大于图1中的对应小区130、131。

小小区115、120可以在不同的操作模式中操作未许可的载波中的一个或多个。例如，小小区115、120可以根据第一RAT在未许可频带中实现补充下行链路载波。补充下行链路载波用于从小小区115、120向用户设备121、122承载尽力而为的下行链路数据。主载波锚定在许可频带中并用于承载补充下行链路载波的控制数据，以及从用户设备121、122到对应的小小区115、120的上行链路数据。再例如，小小区115、120可以实现载波聚合模式，其中未许可频带中的辅载波承载上行链路和下行链路尽力而为数据两者。主载波锚定在许可频带中，并用于承载辅载波的控制数据。

小小区115、120还支持根据小区135、136内的第二RAT在未许可频带中操作的载波上的无线连接。例如，小小区115、120可以支持通过根据传统Wi-Fi或运营商级Wi-Fi操作的载波的无线连接性，其支持诸如用户认证、移动性管理等的附加功能。在一些实施例中，小小区115、120用于在许可频带中发送信号的发送功率大于小小区115、120用于根据第一RAT在未许可频带中发送信号的发送功率，其比小小区115、120根据第二RAT在未许可频带中发送信号所使用的发送功率大。由于未许可频谱中的上行链路发射功率小于许可频谱的上行链路发射功率(在一些场景中差异大约3dB)，因此小区135、136的覆盖区域小于小区130、131的覆盖区域，其中包括控制和信令业务的上行链路业务在许可频谱上承载。

用户设备140的一些实施例可以用于在未许可频带中向诸如笔记本电脑145的其他支持无线的设备提供无线连接。经由用户设备140向笔记本电脑145提供无线连接性可以被称为将笔记本电脑145系到用户设备140。用户设备140可以根据第一RAT在许可频带中与eNodeB 105建立无线连接150。用户设备140还在对应小区155内根据第二RAT提供无线连接性，并且笔记本电脑145可以根据第二RAT使用未许可频带的信道与用户设备140建立无线连接160。用户设备140可以通过无线连接150将来自笔记本电脑145的上行链路信息传送到eNodeB 105，并且通过无线连接160将来自eNodeB 105的下行链路信息传送到笔记本电脑145。

无线通信系统100包括自组织网络(SON)控制器165，其被配置为执行无线通信系统100的规划、配置、管理、优化和修复。例如，SON控制器165可以实现用于无线通信系统100的OA&M系统。eNodeB 105和小小区115、120通过接口170连接到SON控制器165，接口170可以使用有线连接、无线连接或其任意组合来实现。用户设备140通过由接口170、eNodeB 105和无线连接150的部分形成的接口连接到SON控制器165。SON控制器165可以基于通过接口170报告的信息执行OA&M操作。例如，eNodeB 105被配置为根据第一RAT监视许可频带中的通信的特性。在监视期间获取的信息可用于增加与许可频带相关联的性能测量(PM)计数器。eNodeB 105在诸如十五分钟时间间隔的时间间隔内递增PM计数器，然后将PM计数器的值提供给SON控制器165，SON控制器165可以使用PM计数器值来执行规划、配置、管理、优化、或修复操作。

在所示实施例中，被配置为提供无线连接的相对高密度的小小区115、120和用户设备140导致小区125、126、130、131、135、136和155的重叠。小区130、131、135、136和155的重叠可能导致小小区115、120和用户设备140的传输之间的干扰，这可能降低未许可频带中的信道质量。干扰水平可以基于小小区115、120和用户设备140的分布而动态地变化。因此诸如小小区115、120和用户设备140的节点可以被配置为选择性地启用或禁用未许可频带中的通信。

SON控制器165的一些实施例被配置为通过接口170将一个或多个配置参数发送到小小区115、120或用户设备140，小小区115、120或用户设备140可以接收配置参数并使用它们来配置使用相应小区130、131、135、136和155中的一个或多个未许可频带的通信。小小区115、120或用户设备140的一些实施例实现状态机(图1中未示出)，其指示对应的小小区115、120或用户设备140的操作状态。状态机可以基于所接收的配置参数在操作状态之间转换。例如，节点(诸如小小区115、120或用户设备140)中的状态机可以在启用状态、禁用状态以及飞轮状态之间转换节点的状态，在启用状态中节点支持未许可频带中的无线连接，在禁用状态中节点不支持未许可频带中的无线连接，在飞轮状态中节点支持在转换到禁用状态之前的预定时间间隔内的、在未许可频带中的无线连接。

在未许可频带中进行发送的节点使用空闲信道评估(CCA)来检测在未许可频带的信道上发送的其他节点的存在，并获取用于发送的信道。例如，CCA可以将在未许可频带(RSSI)的信道上接收的信号的强度与能量检测(ED)阈值进行比较，以确定该信道是否正被其他节点用于传输。如果检测到的信道RSSI低于ED阈值，则认为CCA成功，并且在信道被释放之前的一段时间(信道占用时段)获取信道以进行传输。在成功的CCA操作之后，信道占用时段可以被限制为最大持续时间。例如，LBT法规规定欧洲的最大信道占用时间为10毫秒(msec)，日本为4毫秒。

在CCA期间，小区130、131、135、136和155的重叠可能导致小小区115、120与用户设备140之间的争用。可以通过以下来减少该争用：允许节点集合(诸如由单个运营商拥有的节点)并发执行空闲信道评估，并且如果并发CCA成功，则节点还可以在所获取的信道占用时段期间并发发送。因此，SON控制器165的一些实施例可以通过接口170向小小区115、120和用户设备140提供公共的CCA参数集，使得小小区115、120和用户设备140基于共同的CCA参数集来执行并发的空闲信道评估。在一些情况下，SON控制器165可以选择性地在接口170上提供节点特定的CCA参数，使得小小区115、120和用户设备140在由不同的节点特定CCA参数集合指示的不同时间间隔中执行空闲信道评估。选择性地为并发CCA配置节点可以通过在高信道拥塞或低吞吐量的条件下增加未许可频带中的频率重用来提高系统性能，因为节点可以并发发送而不是由于CCA操作由于与其他节点冲突而失败而退回，这可以减少当太多重叠节点共享未许可信道时获取信道所引起的延迟。选择性地针对节点特定的CCA来配置节点可以在拥塞低且吞吐量足够时避免性能下降。

图2是根据一些实施例的状态机200的图，该状态机200用于指示用于在一个或多个未许可频带中进行通信的节点的操作状态。状态机200可以使用硬编码逻辑(例如，专用集成电路(ASIC))，使用可编程逻辑(例如，可编程逻辑设备(PLD))，使用执行软件或其他可执行代码的一个或多个处理器，或者使用硬编码逻辑、可编程、逻辑和执行代码的一个或多个处理器中的一个或多个的组合来实现。状态机200可以例如在图1所示的小小区115、120中或用户设备140中实现。状态机200包括可以在支持未许可频带中的无线连接性的启用状态、其中节点不支持未许可频带中的无线连接的禁用状态、和其中节点在转换到禁用状态210之前对于预定时间间隔支持未许可频带中的无线连接性的飞轮状态。该节点的一些实施例实现定时器(图2中未示出)，该定时器响应于转换到飞轮状态215而开始运行并且在预定时间间隔之后期满。

状态机200所指示的操作状态之间的转换可以响应于通过OA&M系统和节点之间的接口(例如图1中所示的接口170)传输的控制消息而发生。控制消息的一些实施例包括一个或多个配置参数，诸如启用或禁用一个或多个未许可频带中的操作的配置参数。例如，未许可频谱控制配置参数可以包括在控制消息中。未许可频谱控制配置参数可以被赋予ON值以启用在未许可频带中的操作，并且可以被赋予OFF值以禁用在未许可频带中的操作。状态机200响应于接收到具有OFF值的未许可频谱控制配置参数而转换到禁用状态210，如转换220、225所指示。状态机200保持在禁用状态210直到未许可频谱接收具有ON值的控制配置参数，或者如果与诸如GPS定时参考的外部定时参考的内部时钟同步被恢复，则允许状态机恢复到启用状态205。状态机200可以在启用状态205或飞轮状态215中，只要最近接收的未许可频谱控制配置参数具有ON值。

可以通过发送具有ON值的未许可频谱控制配置参数来启用未许可频带中的操作。响应于接收到具有ON值的参数，状态机200评估该节点是否与诸如GPS定时参考或精确定时协议(PTP)参考的外部定时参考同步，例如，如IEEE 1588^TM-2002标准或IEEE^TM-2008标准所定义，其也可以称为PTP版本2。如果满足两个条件(配置参数＝ON，同步获取)，则状态机200转换到启用状态205，如所示通过转换230、235所指示。状态机200保持在启用状态205，只要这些条件继续得到满足，如转换240所示。

节点的一些实施例可以基于在节点处发生的事件来发起转换。例如，节点可以通过在许可频带中的一个或多个信道上发送尽力而为数据业务以及在许可频带中发送的控制和数据业务来执行机会性补充下行链路(SDL)传输。响应于确定可以仅使用许可频带中的信道来提供发送数据所需的带宽，节点可以关闭机会性SDL。因此，节点可以禁用未许可频带中的通信，例如，以通过消除在未许可频带中执行信道扫描的需要来减少干扰或节省节点处的电池寿命。响应于节点禁用未许可频带中的通信，状态机200从启用状态205转换到禁用状态210，如转换220所指示。

响应于节点失去与外部定时参考的同步，节点可以从启用状态205转换到飞轮状态215，如转换245所示。在飞轮状态215中，在节点中实现的系统振荡器是自由运行的，因此相对于外部定时参考(和其他节点)漂移，导致系统时钟在一段时间内漂移。系统时钟漂移可以使状态机200从飞轮状态215转换到禁用状态210，如转换225所示。例如，节点可以根据诸如LTE-U的无线电接入技术进行操作，其使用载波传感自适应传输(CSAT)来支持与根据诸如Wi-Fi的其他无线接入技术运行的节点共存。子帧打孔可以用于提供由根据其他无线电接入技术操作的节点进行传输的时间间隔。例如，当LTE-U节点与另一个LTE-U节点共享信道时，LTE-U节点上的网络侦听模块提供允许LTE-U节点确定另一个LTE-U节点是否属于相同运营商的附加信息。通常，由相同运营商操作的节点沿着相同的子帧边界同步，因此同时开始其CSAT周期。网络侦听模块还确定未许可频带中信道上的Wi-Fi延迟敏感流量的量。如果该音量高于表示信道拥塞状况的阈值，则LTE-U节点应执行CSAT LTE-U ON周期的自适应子帧打孔以允许Wi-Fi延迟敏感应用(诸如Wi-Fi上的语音)比LTE-U ON周期的整个持续时间更早发送的机会。如果节点是使用该信道的唯一LTE-U节点，则该节点可以在飞轮状态215中使用自适应子帧打孔机制。然而，由于系统时钟漂移，飞轮状态215中与相同运营商操作的另一节点共享未许可频带中的信道的节点可能无法在CSAT周期的LTE-U ON周期期间使用自适应子帧打孔。因此，状态机200可以从飞轮状态215转换到禁用状态210(如转换225所示)，因为节点不能以公平的方式与Wi-Fi共存。

节点的一些实施例还可以响应于进入飞轮状态215而设置最大允许时间间隔。节点可以与无线通信系统中的其他节点保持同步直到最大允许时间间隔，之后沿子帧边界与其他节点的同步可能无法保证。因此，状态机200可以响应于定时器来从飞轮状态215转换到禁用状态210(如转换225所示)，该定时器指示自与外部定时参考失去同步以来已经过了最大允许时间间隔。如果在定时器期满之前恢复与外部定时参考的同步，则状态机200从飞轮状态215转换到启用状态205，如转换245所示。

状态机200可以响应于接收到具有ON值的未许可频谱控制配置参数或者响应于取得与外部定时参考的同步，从禁用状态210转换到启用状态215(如转换235所示)。这些事件中的任意一个导致状态机200确定两个标准是否被满足，并且如果是，则状态机200从禁用状态210转换到启用状态215，如转换235所示。如果标准之一未被满足，则状态机200保持在禁用状态210，如转换250所示。

在下表中总结了启用状态205、禁用状态210和飞轮状态215之间的转换条件。

状态转换汇总表

下表标识时钟同步回退转换。在所示实施例中，节点在主载波(Pcell)上的许可频带中和在辅载波(Scell)上的未许可频带中提供无线连接。外部定时参考可以由GPS信号提供，该GPS信号向Pcell或Scell提供频率信息、相位信息和时刻信息。外部定时参考还可以由IEEE 1588 PTP定时参考提供，该参考向Pcell或Scell提供频率信息、相位信息和时间信息。

下表标识时钟同步前后转换。在所示实施例中，节点在主载波(Pcell)上的许可频带中和在辅载波(Scell)上的未许可频带中提供无线连接。外部定时参考可以由GPS信号提供，该GPS信号向Pcell或Scell提供频率信息、相位信息和时刻信息。外部定时参考还可以由IEEE1588 PTP定时参考提供，该参考向Pcell或Scell提供频率信息、相位信息和时间信息。

根据不同的无线电接入技术，节点的一些实施例实现用于未许可频带中的通信的相同信道化结构。例如，根据5GHZ频带中的LTE-U操作的节点可以被配置为利用与根据WIFI802.11标准操作的节点用于未许可频带中的通信的信道化结构相同的信道化结构。使用不同无线电接入技术的节点也可以使用相同的保护频带结构来有效地共享未许可频谱，并且是与根据不同无线电接入技术操作并共享相同操作信道的其他节点的公平邻居。以下是在LTE-U之间共享的信道化结构的示例，其使用UNII未许可频带进行许可协助接入(LAA)和Wi-Fi：

·UNII-1将具有四个LAA 20MHZ信道，对应于WIFI信道36、40、44和48。

·UNII-2a将具有四个LAA 20MHZ通道，对应于具有DFS要求的WIFI信道52、56、60和64

·UNII-2c将具有九个LAA 20MHZ信道，对应于具有DFS要求的WIFI信道100到144，不包括120、124和128这三个阻塞信道

·UNII-3将具有五个LAA 20MHZ信道，对应于WIFI信道149、153、157、161、165。

LAA的一些实施例根据3GPP TR 36.889V13.0.0(2015-06)-未许可频谱的许可辅助接入的研究(版本13)进行操作。

该节点的一些实施例使用先听后说(LBT)技术来共享有限数量的20MHZ未许可信道，特别是在由许多Wi-Fi节点和许多多运营商LAA节点组成的密集部署场景中。例如，LAA节点中的每一个可能需要争用与一个或多个Wi-Fi接入点的信道接入。LAA节点还必须与由Wi-Fi接入点服务的一个或多个Wi-Fi站竞争，因为Wi-Fi站可能需要在未许可频带中获取用于上行链路传输的相同信道，例如媒体接入控制(MAC)Wi-Fi ACK/NAK消息、传输控制协议(TCP)ACK/NAK消息或上行链路数据传输。LBT规则要求每个发送节点必须首先执行空闲信道评估(CCA)，然后发送节点可以获取信道以开始其传输。随着共享信道的节点(包括Wi-Fi接入点和Wi-Fi站)的数量增加，使用CCA操作获取信道所需的开销时间可能增加。CCA开销时间向总体性能添加了用于无线通信系统中的数据传输的开销。

由相同运营商拥有并且在未许可频带中的相同信道上共存的重叠节点可以被配置为并发执行CCA操作。例如，OA&M系统可以提供一个或多个配置参数，其使得能够用于并发CCA操作的重叠注释，并提供由执行并发CCA操作的节点共享的公共CCA参数。CCA参数可以包括指示CCA操作的开始时间、CCA操作的持续时间、在尝试获取信道失败之后尝试新的CCA操作之前的回退(backoff)持续时间等的参数。从多个节点并发发送用于CCA操作的信息可以降低接收信号的用户设备处的信号干扰加噪声比(SINR)。然而，较低的频谱效率可以通过减少的开销来抵消，因为并发CCA操作可以在极其密集且高度拥塞的信道部署场景中节省在CCA操作中花费的开销时间。例如，通过允许相同运营商拥有的节点并发发送，节点的成功信道访问的机会可能增加，因为节点不必为了信道使用而彼此竞争。可以通过实现并发CCA操作以减少由同一运营商拥有或操作的节点的信道接入时间，来增强未许可频带的频率重用(在某些情况下，可能接近理论最大值1，这指示节点可以在任意时间发送)。

图3是根据一些实施例的由多个节点选择性地启用并发空闲信道评估(CCA)的方法300的流程图。方法300可以在被配置用于在未许可频带中进行通信的节点中实现，诸如图1所示的无线通信系统100中的小小区115、120或用户设备140的一些实施例。

在框305处，节点向控制器提供指示性能测量计数器的值的性能度量。性能测量计数器的一些实施例包括指示未许可频带中的信道中的一个或多个的拥塞、信道的负载、信道的资源利用等的计数器。信道负载(L)被定义为分配给节点的、用于通过信道向一个或多个用户设备进行数据发送的时间部分。信道资源利用(U)被定义为节点通过未许可频带中的信道向一个或多个用户设备发送的时间部分。因此，信道资源利用率总是小于或等于信道负载，使得U≤L。信道拥塞(C)被定义为信道负载和资源利用的函数。例如，可以将信道拥塞定义为C＝1-U/L，使得0≤C≤1。使用此定义，较低的C值指示信道更拥挤，而较高的C值指示信道较不拥挤。一些实施例可以使用信道拥塞、负载或资源利用的其他定义。节点中的调度器可以使用性能测量计数器的值来计算信道拥塞、信道负载或信道资源利用度量。调度器的一些实施例还可以计算节点在时间间隔上的平均吞吐量，并在框305处向控制器提供指示平均吞吐量的信息。

在框310处，节点接收由控制器响应于(并且基于)性能度量的值而生成的配置参数。控制器还可以接收由其他节点提供的性能度量的值，并且可以结合在框305处由节点提供的性能度量来使用这些值，以生成多个节点的配置参数。例如，控制器可以基于由多个节点提供的性能度量的值来确定是否启用或禁用多个节点(包括在框305处提供性能度量的节点)的并发CCA操作。控制器还可以考虑其他动态系统事件，诸如一个或多个节点的时钟同步丢失。由控制器生成的配置参数还可以包括空闲信道评估参数的公共集合，其被提供给所有节点以用于并发的空闲信道评估(如果空闲信道评估被选择性地启用)或者提供给节点的空闲信道评估参数的节点特定集合，使得节点中的每一个可以独立地执行非并发空闲信道评估(如果空闲信道评估被选择性地禁用)。

在判断框315处，节点确定并发CCA是否已由控制器启用。例如，控制器可以提供配置参数，该配置参数包括用于启用并发CCA操作的ON值，以及用于禁用并发CCA操作的OFF值。在框310处接收的配置参数还可以反映并发CCA被启用还是被禁用。例如，在框310处接收的配置参数可以包括并发CCA如果已经被启用则由多个节点共享的CCA参数的公共集合。又例如，在框310处接收的配置参数可以包括CCA参数的节点特定集合，其由节点用于配置与其他节点不并发的CCA操作，其可以使用CCA参数的其他节点特定的集合来执行CCA。如果并发CCA尚未由控制器启用，则节点被配置为在框320处执行具有节点特定CCA参数的CCA。如果并发CCA已被启用，则方法300进行到判断框325。

在判断框325处，节点确定节点的一个或多个性能指示符是否低于阈值，这可指示应当启用并发CCA以增强频率重用。节点的一些实施例将指示节点的吞吐量的性能度量与第一阈值进行比较。如果吞吐量小于第一阈值，则节点确定系统正在经历可通过启用并发CCA而改善的差性能。节点的一些实施例将信道拥塞度量(C)的值与第二阈值进行比较。如果信道拥塞度量(C)的值小于第二阈值，则节点可以确定它正在经历高水平的拥塞，这指示并发CCA可能是减少拥塞所必需的。如果节点确定并发CCA不应当被启用(例如，因为性能水平足够或拥塞低)，则方法300流到框320，并且该节点被配置为执行与使用节点特定的CCA参数的其他节点不并发的CCA操作。如果节点确定并发CCA应当被启用(例如，因为性能水平低并且拥塞高)，则该方法进行到判断框330。

在判断框330处，节点确定其是否与其他节点所使用的外部定时参考同步。如果不是，则节点可能不在相同的子帧边界处与网络中的其他节点同步，因此该节点可能无法参与与其他节点的并发CCA操作。因此，方法300流到框320，并且该节点被配置为执行具有节点特定CCA参数的CCA。如果节点已经获得与外部定时参考的同步，其指示节点沿着与网络中的其他节点的子帧边界同步，则方法300进行到框335，并且该节点被配置用于使用由其他节点共享的公共CCA参数进行与在网络中的其他节点的并发CCA操作。

图4是示出了根据一些实施例的用于在未许可频带的信道上执行节点特定CCA操作的时间间隔的分配400的图。横轴指示从左到右增加的时间。在所示实施例中，由相同运营商拥有或操作的四个节点在无线通信系统中操作，并且被配置用于在未许可频带的信道上进行通信。节点根据第一RAT(例如LTE)操作，并且可以用于实现图1中所示的小小区115、120或用户设备140的实施例。这四个节点利用节点特定CCA参数的四个不同集合来执行彼此不并发的CCA操作401、402、403、404。在所示实施例中，在下一轮CCA操作开始之前，没有节点在时间间隔405期间执行CCA操作。

图5是示出根据一些实施例的用于在未许可频带的信道上执行并发CCA操作的时间间隔的分配500的图。横轴指示从左到右增加的时间。在所示实施例中，由相同运营商拥有或操作的四个节点在无线通信系统中操作，并且被配置用于在未许可频带的信道上进行通信。节点根据第一RAT(例如LTE)操作，并且可以用于实现图1中所示的小小区115、120或用户设备140的实施例。这四个节点利用相同的公共CCA参数来彼此并发地执行CCA操作501、502、503、504。在所示实施例中，没有一个节点在下一轮CCA操作开始之前的时间间隔505期间执行CCA操作。通过并发执行CCA操作501、502、503、504，时间间隔505可以明显长于图4中所示的时间间隔405，这可以增加CCA操作不与未许可频带的信道上的其他通信相干扰的时间量。

图6是根据一些实施例的支持控制器与一个或多个节点之间的OA&M接口605的无线通信系统600的框图，该一个或多个节点支持未许可频带中的无线通信。无线通信系统600包括通过接口605连接的节点610和SON控制器615。接口605、节点610和SON控制器615可用于实现图1中所示的接口170、小小区115、120、用户设备140、或SON控制器165的一些实施例。

节点610包括用于发送和接收信号的收发器620。收发器620的一些实施例包括用于支持根据LTE的许可频带中的无线通信的LTE-L模块621、用于支持根据LTE的未许可频带中的无线通信的LTE-U模块622、以及用于支持根据Wi-Fi在未许可频带中的无线通信的Wi-Fi模块623。节点610还包括处理器625和存储器630。处理器625可用于执行在存储器630中存储的指令并将信息存储在存储器630中，诸如执行的指令的结果。处理器625的一些实施例实现OA&M模块635，其维护用于控制模块622、623的操作的状态机，如本文所讨论的。处理器625的一些实施例还实现调度器640，调度器640可以例如基于用于存储表示未许可频带中的无线通信的特性的值的PM计数器集合645的值，确定一个或多个性能度量。节点610还实现时钟或计时器650，其可用于确定状态机的状态的持续时间，诸如飞轮状态。因此，收发器620、处理器625和存储器630可以被配置为实现图2中所示的状态机200或图3中所示的方法300的一些实施例。

SON控制器615包括用于发送和接收信号的收发器655，诸如包括通过接口605发送到收发器620的配置参数的消息。SON控制器615还包括处理器660和存储器665。处理器660可以用于执行存储器665中存储的指令并将信息存储在存储器665中，诸如执行指令的结果。处理器660的一些实施例实现OA&M系统670，其可以为节点610生成配置参数。存储器665实现PM计数器675的存储，PM计数器675可以用于存储表示用于未许可频带中的无线通信的性能度量的值，其是基于从节点610或其他节点接收的报告值确定的。因此，收发器655、处理器660和存储器665可用于实现图2中所示的状态机200或图3中所示的方法300的一些实施例。

包括节点605的无线通信系统600的至少部分可以使用网络功能虚拟化(NFV)来实现，NFV是利用计算机虚拟化技术的网络架构。在NFV架构中，诸如节点605的实体或其部分或其功能的一部分可以使用可以连接或交互以创建通信服务的软件构建块来虚拟化。例如节点605的虚拟化网络功能可以包括在标准高容量服务器、交换机和存储器或云计算基础设施之上运行不同软件和处理的至少一个虚拟机，而不是具有用于每个网络功能的定制硬件装备。因为节点的这些功能可以使用在非瞬态计算机可读介质上体现的用于执行操作的计算机程序产品来实现。计算机程序产品可以包括指令，当由处理器执行时，执行节点的特定功能的操作。节点605的无线接口(诸如收发器620、LTE-L模块621、LTE-U模块622或Wi-Fi模块623支持的无线接口)可以位于一个位置，并且对应的处理功能可以位于偏远的位置。可以经由光学链路或其他有线或无线通信链路来连接不同位置处的实体。在不同位置实现无线电接口和对应处理功能的节点可以称为分布式节点。

在一些实施例中，上述技术的某些方面可以由执行软件的处理系统的一个或多个处理器实现。该软件包括存储或以其他方式有形地体现在非瞬态计算机可读存储介质上的可执行指令的一个或多个集合。该软件可以包括指令和某些数据，当由一个或多个处理器执行时，操纵一个或多个处理器以执行上述技术的一个或多个方面。非瞬态计算机可读存储介质可包括例如磁盘或光盘存储设备、诸如闪存的固态存储设备、高速缓存、随机存取存储器(RAM)或其他非易失性存储设备或设备等。存储在非瞬态计算机可读存储介质上的可执行指令可以是源代码、汇编语言代码、目标代码或由一个或多个处理器解释或以其他方式可执行的其他指令格式。

计算机可读存储介质可以包括在使用期间可由计算机系统访问以向计算机系统提供指令和/或数据的任意存储介质或存储介质的组合。这种存储介质可以包括但不限于光学介质(例如，光盘(CD)、数字通用光盘(DVD)、蓝光光盘)、磁介质(例如，软盘、磁带或磁性硬盘)驱动器、易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或高速缓冲存储器)、非易失性存储器(例如，只读存储器(ROM)或闪存)或基于微机电系统(MEMS)的存储介质。计算机可读存储介质可以嵌入在计算系统(例如，系统RAM或ROM)中、固定地附接到计算系统(例如，磁性硬盘驱动器)、可移除地附接到计算系统(例如，光盘或基于通用串行总线(USB)的闪存)、或经由有线或无线网络(例如，网络可访问存储(NAS))耦合到计算机系统。

注意，并非需要以上在一般描述中描述的所有活动或元素，可能不需要特定活动或设备的一部分，并且可以执行除了那些描述之外的一个或多个其他活动，或者包括除了那些描述之外的元素。此外，列出活动的顺序不一定是它们的执行顺序。而且，已经参考特定实施例描述了这些概念。然而，本领域普通技术人员认识到，在不脱离如下面的权利要求所阐述的本公开的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图应被视为示意性而非限制性意义，并且所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内。

上面已经关于特定实施例描述了益处、其他优点和问题的解决方案。然而，益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任意利益、优点或解决方案发生或变得更加明显的任意特征不应被解释为任何或所有权利要求的关键、要求或必要特征。此外，以上公开的特定实施例仅是示意性的，因为所公开的主题可以以受益于本文教导的本领域技术人员显而易见的不同但等同的方式进行修改和实践。除了在下面的权利要求中描述的之外，对于本文所示的构造或设计的细节没有限制。因此显而易见的是，上面公开的特定实施例可以被改变或修改，并且所有这些变体都被认为在所公开的主题的范围内。因此，本文寻求的保护如下面的权利要求中所述。

Claims (6)

1.一种用于通信的方法，包括：

在无线通信系统中的节点处接收至少一个配置参数，以配置所述节点用于未许可频带中的通信；以及

基于所述至少一个配置参数，在启用状态、禁用状态以及飞轮状态之间转换所述节点的操作状态，在所述启用状态中所述节点支持所述未许可频带中的无线连接，在所述禁用状态中所述节点不支持所述未许可频带中的无线连接，在所述飞轮状态中所述节点支持在转换到所述禁用状态之前的预定时间间隔内的、在所述未许可频带中的无线连接，并且在所述飞轮状态中所述节点与外部定时参考失去时钟同步。

2.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述节点的所述操作状态包括：响应于接收到指示所述未许可频带中的通信将要被禁用的至少一个配置参数，将所述节点的所述操作状态从所述启用状态转换到所述禁用状态。

3.根据权利要求1所述的方法，其中转换所述节点的所述操作状态包括：响应于所述节点与所述外部定时参考失去时钟同步，将所述节点的所述操作状态从所述启用状态转换到所述飞轮状态，其中转换所述节点的所述操作状态包括：响应于在飞轮定时器期满之前取得与所述外部定时参考的时钟同步，将所述节点的所述操作状态从所述飞轮状态转换到所述启用状态，其中所述飞轮定时器指示所述飞轮状态的最大允许持续时间，转换所述节点的所述操作状态包括：响应于所述飞轮定时器的期满，将所述节点的所述操作状态从所述飞轮状态转换到所述禁用状态，其中转换所述节点的所述操作状态包括：响应于以下至少一项来将所述节点的所述操作状态从所述禁用状态转换到所述启用状态：接收到指示所述未许可频带中的通信将要被启用的至少一个配置参数；以及取得与所述外部定时参考的同步。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中接收所述至少一个配置参数包括：接收指示用于所述节点进行空闲信道评估的参数的至少一个配置参数，并且所述方法还包括：

在所述节点处，使用与至少一个其他节点共享的空闲信道评估参数的公共集合，与所述至少一个其他节点并行地在所述未许可频带中执行空闲信道评估，其中空闲信道评估参数的所述公共集合由所述至少一个配置参数指示；

在所述节点处，使用未与至少一个其他节点共享的空闲信道评估参数的节点特定集合，在所述未许可频带中执行空闲信道评估，其中空闲信道评估参数的所述节点特定集合由至少一个配置参数指示；以及

从所述节点提供基于至少一个性能测量计数器被确定的至少一个性能度量，其中所述至少一个性能度量指示以下中的至少一项：针对所述未许可频带的信道拥塞度量、信道负载度量和信道资源利用度量，并且其中接收所述至少一个配置参数包括响应于提供所述至少一个性能度量来接收至少一个配置参数。

5.一种用于无线通信系统中的通信的节点，包括：

收发器，用以接收至少一个配置参数，以配置所述节点用于未许可频带中的通信；以及

处理器，用以实现状态机，所述状态机基于所述至少一个配置参数，在启用状态、禁用状态以及飞轮状态之间进行转换，在所述启用状态中所述节点支持所述未许可频带中的无线连接，在所述禁用状态中所述节点不支持所述未许可频带中的无线连接，在所述飞轮状态中所述节点支持在转换到所述禁用状态之前的预定时间间隔内的、在所述未许可频带中的无线连接，并且在所述飞轮状态中所述节点与外部定时参考失去时钟同步。

6.一种体现可执行指令集合的非瞬态计算机可读介质，所述可执行指令集合用于操纵无线通信系统中的节点以：

接收至少一个配置参数，以配置所述节点用于未许可频带中的通信；以及

基于所述至少一个配置参数，在启用状态、禁用状态以及飞轮状态之间转换所述节点的操作状态，在所述启用状态中所述节点支持所述未许可频带中的无线连接，在所述禁用状态中所述节点不支持所述未许可频带中的无线连接，在所述飞轮状态中所述节点支持在转换到所述禁用状态之前的预定时间间隔内的、在所述未许可频带中的无线连接，并且在所述飞轮状态中所述节点与外部定时参考失去时钟同步。

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