CN105792225B - 用于授权辅助存取的无线电资源共享方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于授权辅助存取的无线电资源共享方法。在一示范性实施例中，本发明涉及使用者设备所使用于授权辅助存取的未授权频谱中共享无线电资源的方法。此方法包括但不仅限于通过长期演进协议在授权频谱中传送或接收第一数据；通过长期演进协议在授权频谱中传送或接收第一控制信号，以在未授权频谱中接收第二数据；在第一时间窗口内，通过未授权长期演进协议在未授权频谱中传送或接收第二数据但未传送随机存取要求；只要第一时间窗口尚未期满，则停止通过Wi‑Fi协议传送任何随机存取要求。

Description

用于授权辅助存取的无线电资源共享方法
技术领域
本发明涉及一种用于授权辅助存取(licensed-assisted access；LAA)的未授权(unlicensed)频谱中无线电资源共享方法及使用此方法的相关装置，本发明尤其涉及一种用于授权辅助存取的无线电资源共享方法。
背景技术
传统上，无线通信***运行在一个专用射频(Radio Frequency；RF)频谱，其中基地台和无线终端是通过无线电信商授权的此专用射频频谱来进行通信。然而，将无线通信***扩展至未授权频谱(例如，工业科学及医学(Industrial；Scientific and Medical；ISM)射频频谱(ISM频带)或其它免费频谱)的使用已经受到讨论。将长期演进(Long TermEvolution；LTE)或先进长期演进(LTE-advanced)的通信***带入于未授权频谱领域的可能性已引起电信装置供货商和电信商的关注。如此关注的原因是授权频谱潜在的过度拥挤。而为了向更多的用户提供高流量的服务，涉入于未授权频谱可能减缓无线通信***的过度拥挤情况。
在2014年九月，一项新的研究项目(即，“使用长期演进的授权辅助存取的研究(Study on Licensed-Assisted Access using LTE)”)受批准用于第三代合作伙伴计划(Third Generation Partnership Project；3GPP)版本13的研究。用于LAA的未授权频谱架构也被称为未授权长期演进(Unlicensed LTE；LTE-U)***，其可能成为下一代蜂巢***的关键特征。
操作于未授权频谱的无线通信***所面临的挑战之一是，属于此无线通信***的装置必须与未受此无线通信***控制的其他装置共存的情况下，而操作在不确定环境中。举例而言，当LTE通信***实施于未授权或共享频谱的无线通信***时，使用相同或不同无线存取技术的其他通信装置也可能想要使用相同的未授权频谱。而共享未授权频谱可能会导致相互干扰或竞争。在这个时候，可轻易想到发生于未授权中的LTE操作可能会面临到相关于在相同未授权频谱中Wi-Fi无线电操作的问题。
因此，有需要提供用于在未授权频谱中共享无线电资源的适当解决方法的方法及相关装置。
发明内容
本发明提供一种用于授权辅助存取的无线电资源共享方法。
在一示范性实施例中，本发明提供一种用于LAA的未授权频谱中无线电资源共享方法，其适用于使用者设备(User Equipment；UE)。所述方法包括但不仅限于通过LTE协议在授权频谱中传送或接收第一数据；通过LTE协议在授权频谱中传送或接收第一控制信号，以在未授权频谱中接收第二数据；在第一时间窗口(window)内，通过LTE-U协议在未授权频谱中传送或接收第二数据但未传送随机存取(random access；RA)要求；只要第一时间窗口尚未期满，则停止通过Wi-Fi协议传送任何随机存取要求。
在一示范性实施例中，本发明提供一种用于LAA的未授权频谱中无线电资源共享方法，其适用于基地台。所述方法包括但不仅限于通过基地台间接口传送第一控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争(contention)的竞争自由(contentionfree)时段；通过LTE协议传送用于在未授权的频谱中传送或接收而无任何竞争的第二控制信号；在竞争自由时段内，在未授权频谱中进行传送或接收；在竞争自由时段外，停止任何在未授权的频谱中进行无线地传送或接收。
在一示范性实施例中，本发明提供一种用于LAA的未授权频谱中无线电资源共享方法，其适用于Wi-Fi存取点(access point；AP)。所述方法包括但不仅限于通过基地台间接口接收第一控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段；通过一Wi-Fi接口传送一第二控制信号，其中该第二控制信号指示该竞争自由时段的一开始，且在该开始的期间，无随机存取进行；在竞争自由时段到期后，通过Wi-Fi接口接收用于竞争的随机存取要求；服务随机存取要求，以响应于成功的竞争。
为了使本发明上述的特征和优点更容理解，实施例伴随附图在下面有详细描述。但是应该理解的是前面的一般性描述和下面的详细描述都是示范性的，并且意图提供如权利要求所揭示的进一步解释。
附图说明
图1说明具有(但不仅限于)LTE-U及Wi-Fi操作的示范性通信***，其共享未授权频谱；
图2A是依据本发明一示范性实施例说明一种LTE-U兼容无线装置的硬件功能方框图；
图2B是依据本发明一示范性实施例说明一种LTE-U兼容Wi-Fi AP的硬件功能方框图；
图3是说明一种UE所使用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图；
图4是说明一种基地台所使用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图；
图5是说明一种Wi-Fi AP所使用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图；
图6是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令(signaling)机制；
图7是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制；
图8是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制；
图9是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制；
图10是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。
附图标记：
100：通信***
101a、101b：基地台
102a～102c：Wi-Fi装置
103a～103c：LTE-U装置
200：无线装置
201、251：处理器或控制器
202a～202c、252a～252b：数字-模拟(D/A)转换器模拟-数字(A/D)转换器
203a、254a：LTE-U传送器
203b、254b：LTE-U接收器
204a、253a：Wi-Fi传送器
204b、253b：Wi-Fi接收器
205a：LTE传送器
205b：LTE接收器
206、256：内存模块
206a、256b：LTE-U协议模块
206b、256a：Wi-Fi协议模块
206c：LTE协议模块
207、257：天线
250：Wi-Fi AP
S301～S304、S401～S404、S501～S504：步骤
601、701、702：Wi-Fi控制信息
602、703、805、902：LTE-U数据传输
603、704、804、904：Wi-Fi基础的随机存取程序
801、802、803、901、903：信令信息
905：期待时间
906：期待传输时间
d：延迟
具体实施方式
现在参考详细地公开的本发明实施例，其中的范例示于附图中，任何地方可能有相同的参考符号用于附图以及说明书中，以指示代表相同或相似的部分。
在LTE***中，时间架构(frame)/子架构(sub-frame)架构可应用于分配在时域及频域两者中的正交分频多重存取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access；OFDMA)无线电资源。虽然LTE-U无线电在共享频谱或未授权频谱中进行通信，其他无线电存取技术(radio access technologies；RATs)(例如，传送于相同共享频谱或未授权频谱中的Wi-Fi)的信号可能会干扰LTE-U信号。当LTE-U正进行通信时，共享频谱或未授权频谱的无线电资源可能会与Wi-Fi信号一同竞争。因此，用以在LTE-U使用时间架构/子架构进行通信的过程中减少(或甚至避免)Wi-Fi竞争的机制，可大幅增进当前技术下的LTE-U***的效能。
若应用在未授权频谱中减少与其他RATs(例如，Wi-Fi)产生碰撞的机制，则可改善LTE-U通信的效能。在LTE-U与Wi-Fi共享相同频谱的同时，LTE-U正进行通信的情况下，对于其他Wi-Fi装置起始基于竞争的随机存取将会是缺乏效率的。本发明所提出的机制可用以将共享频谱保留给即将进行的LTE-U通信时段，从而减少(或甚至避免)基于随机存取的Wi-Fi在此时段竞争。
在所提出的设计中，其目的之一在于提供用于频谱共享无线电存取技术(例如，Wi-Fi及LTE-U)的信令及配置方法的解决方案。值得注意的是，应用本发明可确保在Wi-Fi及未授权LTE或支持未授权操作的其他未授权蜂巢式无线通信***(例如，第五代(5G)无线电存取技术)中共存。本发明亦可应用在用于共享频谱的其他无线电存取技术间(inter-RAT)。
在前述说明中，本发明适用于无线通信***中且能够将用于LAA的未授权频谱中的无线电资源进行共享。
图1说明具有(但不仅限于)LTE-U及Wi-Fi操作的示范性通信***，其共享未授权频谱。请参照图1，通信***100可包括(但不仅限于)基地台(base stations；BSs)101a及基地台101b、Wi-Fi装置102a～102c及LTE-U装置103a～103c。Wi-Fi装置102a～102c及LTE-U装置103a～103c可存在于基地台101a和/或基地台101b的服务涵盖范围中，且受基地台101a或基地台101b服务。基地台101a及基地台101b具有能力来处理例如是(但不仅限于)LTE-U及Wi-Fi操作两者。值得说明的是，基地台101a或基地台101b可能利用LTE-U协议来进行LTE-U操作。例如，基地台101a可提供用于启动在未授权频谱中通过LTE协议的LTE-U数据传输的控制信令。
值得说明的是，为了方便说明，图1中对于各网络组件仅以一个或更多个数量来呈现，但在实际应用中，本发明所提出的通信***实际上可能会涉及更多数量的Wi-Fi装置、LTE-U装置及基地台。
在本发明中的术语“基地台”(例如，基地台101a及基地台101b)可以代表多种实施范例，其例如可包含(不限于)家庭式演进节点(Home Evolved Node B；HeNB)、演进节点(eNB)、先进式基地台(Advanced Base Station；ABS)、基地收发器***(Base TransceiverSystem；BTS)、存取点、家用基地台、中继站(relay)、散射器(scatterer)、转发器(repeater)、中间节点、媒介物、和/或基于卫星的通信基地台。
在本发明中的术语“用户装置”(例如，LTE-U装置103a～103c)可以代表多种实施范例，其例如可包含(不限于)基地台、先进移动站(advanced mobile station；AMS)、服务器、客户端、桌面计算机、笔记本电脑、网络计算机、工作站、个人数字助理(PersonalDigital Assistant；PDA)、平板个人平板计算机(Personal Computer；PC)、扫描仪、电话装置、传呼机、相机、电视机、手持式视频游戏设备、音乐装置、无线传感器等等诸如此类。在一些应用中，UE可以是在移动环境(例如，巴士、火车、飞机、船、车等)中运作的固定计算机装置。
以硬件的角度来看，无线装置(例如，基地台和UE)可以如图2A所示根据本发明一实施例的至少一功能组件来表示。请参照图2A，无线装置200至少包括(不限于)处理器和/或控制器201(以下简称为“处理器201”)、一或多个数字-模拟(Analog/Digital；D/A)转换器、模拟-数字(A/D)转换器202a～202c、可选的LTE-U传送器(TX)203a和LTE-U接收器(RX)203b、Wi-Fi传送器204a和Wi-Fi接收器204b、LTE传送器205a和LTE接收器205b、内存模块206和一或多个天线207。
处理器201经配置以处理数字信号，并实现在本发明中描述所提出的在未授权频谱中发送参考信号的方法。此外，处理器201可以耦接于内存模块206以储存软件程序(例如，LTE-U协议模块206a和Wi-Fi协议模块206b和LTE协议模块206c)、编程代码、装置配置，码本、缓冲或永久数据等等。处理器201经配置用来存取和执行内存模块206中所纪录的模块。处理器201的功能可藉由使用诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器(DigitalSignal Processing；DSP)芯片、场可程序化逻辑门阵列(Field Programmable GateArray；FPGA)等可程序设计单元来实施。处理器201的功能还可用独立电子装置或特殊应用集成电路(Integrated Circuit；IC)来实施，且由处理器201执行的功能还可实施在硬件或软件的领域内。
LTE-U协议模块206a支持LTE-U协议。这意味着执行LTE-U协议模块206a的处理器201将数字信息转换成与LTE-U协议兼容的格式，并可以存取蜂巢式网络(例如，演进型通用地面无线存取网络(Evolved Universal Telephone System Terrestrial Radio AccessNetwork；E-UTRAN))。Wi-Fi协议模块206b支持IEEE 802.11(或Wi-Fi)协议。这意味着执行Wi-Fi协议模块206b的处理器201依据IEEE 802.11标准或类似标准(例如，IEEE 802.11x)将数字信息转换成与Wi-Fi协议兼容的格式，并可以存取无线局域网络(Wireless LocalAccess Network；WLAN)。LTE协议模块206c支持LTE协议。这意味着执行LTE协议模块206c的处理器201将数字信息转换成与LTE协议兼容的格式，并可以存取蜂巢式网络(例如，E-UTRAN)。值得注意的是，LTE协议模块206c可能(可选地)结合第三代(3G)和/或第二代(2G)移动通信协议模块。
此外，基地台的处理器201可用于协调不同的无线电存取技术(RATs)。例如，基地台的处理器201可以协调两个或更多的RATs(例如，使用相同未授权频谱的Wi-Fi和LTE-U的无线电操作)。基地台的处理器201可以协调无线电技术(例如，用户许可证频谱和未授权频谱的LTE的无线电操作)。UE可以同时用户许可证频谱和非授权频谱与基地台进行通信。
值得注意的是，基地台可以作为至少两种装置的组合来运作。其一装置例如是用于处理LTE和LTE-U操作的eNB，且另一装置例如是用于处理Wi-Fi操作的Wi-Fi存取点(Access Point；AP)。这两个装置可以是两个不同的共存装置或者可以是彼此相邻的分离装置并各自可具有其自身的处理器或控制器，且两个装置之间具有基地台间(inter-basestation)接口，以交换在LTE和LTE-U的操作以及Wi-Fi的操作之间的控制信号。基地台间接口可以是例如(不限于)缆线、光纤或无线接口。例如，控制信号可用于在未授权频谱中配置操作。
在另一实施例中，基地台作为传统基地台来操作，但具有LTE-U的能力。基地台的处理器201可以用于处理所有的LTE、LTE-U和Wi-Fi操作，且包括基地台间接口以在LTE-U协议模块206a、Wi-Fi协议模块206b以及LTE协议模块206c中每两个协议模块之间交换协调配置的控制信号。此基地台间接口可以是通过电缆或软件建立的实体或虚拟线路。
数字-模拟及模拟-数字转换器202a～202c经配置在上行信号处理过程中将模拟信号格式转换成数字信号格式，且在下行信号处理过程中将数字信号格式转换成模拟信号格式。
操作在未授权频谱(例如，5GHz、2.4GHz、其他的工业科学和医疗(ISM)的无线电频带或未授权的国家信息基础设施(Unlicensed National Information Infrastructure；U-NII)频带)的LTE-U传送器203a和LTE-U接收器203b是分别用于(通过一或多个天线207)传送和接收经调变的信号(可以是用于LTE-U协议模块206a的无线射频(RF)信号)。操作在未授权频谱的Wi-Fi传送器204a和Wi-Fi接收器204b是分别用于(通过一或多个天线207)发送和接收经调变的信号(可以是用于Wi-Fi协议模块206b的无线射频信号)。LTE-U传送器203a、LTE-U接收器203b、Wi-Fi传送器204a以及Wi-Fi接收器204b所操作的未授权频谱可以是相同或不同的。此外，LTE-U传送器203a、LTE-U接收器203b、Wi-Fi传送器204a以及Wi-Fi接收器204b可以用于在未授权频谱中感测(其他装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c以及LTE-U装置103a～103c)的)传输。操作在授权频谱(例如，频带700、频带850、频带1800、频带1900、频带2100等)的LTE传送器205a以及LTE接收器205b分别用于(通过一个或多个天线207)发送和接收经调变的信号(可能为用于LTE协议模块206c的无线射频信号)。LTE-U传送器203a及LTE-U接收器203b、Wi-Fi传送器204a及Wi-Fi接收器204b、LTE传送器205a及LTE接收器205b还可以执行诸如低噪声放大、阻抗匹配、混频、升频或降频转换、滤波、放大等等诸如此类的操作。
内存模块206可以是以任何可能的形式(包括非暂时计算机可读取纪录媒体(non-transitory computer readable recording medium)(例如，随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、高速缓存或其他类似装置))亦或上述装置的组合的固定或可移动式的装置。
在本发明中的Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)可以代表多种实施范例，其例如可包含(不限于)基地台、先进移动站(advanced mobile station；AMS)、服务器、客户端、桌面计算机、笔记本电脑、网络计算机、工作站、个人数字助理(PDA)、平板个人平板计算机(PC)、扫描仪、电话装置、传呼机、相机、电视机、手持式视频游戏设备、音乐装置、无线传感器等等诸如此类。在一些应用中，Wi-Fi装置可以是在移动环境(例如，巴士、火车、飞机、船、车等)中运作的固定计算机装置。
在本发明另一实施例中，通信***100中的基地台101a及基地台101b可替换成Wi-Fi存取点(AP)。以硬件观点而言，Wi-Fi AP可以如图2B所示根据本发明一实施例的至少一功能组件来表示。请参照图2B，Wi-Fi AP 250至少包括(不限于)处理器和/或控制器251(以下简称为“处理器251”)、一或多个数字-模拟(D/A)转换器、模拟-数字(A/D)转换器252a～252b、Wi-Fi传送器253a和Wi-Fi接收器253b、可选的LTE-U传送器254a和LTE-U接收器254b、内存模块256和一或多个天线257。
处理器251经配置以处理数字信号，并实现在本发明中描述所提出的在未授权频谱中发送参考信号的方法。此外，处理器251可以耦接于内存模块256以储存软件程序(例如，Wi-Fi协议模块256a和LTE-U协议模块256b)、编程代码、装置配置，码本、缓冲或永久数据等等。处理器201经配置用来存取和执行内存模块206中所纪录的模块。处理器251的功能可藉由使用诸如微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)芯片、场可程序化逻辑门阵列(FPGA)等可程序设计单元来实施。处理器251的功能还可用独立电子装置或特殊应用集成电路(IC)来实施，且由处理器251执行的功能还可实施在硬件或软件的领域内。
Wi-Fi协议模块256a支持IEEE 802.11(或Wi-Fi)协议。这意味着执行Wi-Fi协议模块256a的处理器251依据IEEE 802.11标准或类似标准(例如，IEEE 802.11x)将数字信息转换成与Wi-Fi协议兼容的格式，并可以存取无线局域网络(WLAN)。LTE-U协议模块206a支持LTE-U协议。这意味着执行LTE-U协议模块256b的处理器251将数字信息转换成与LTE-U协议兼容的格式，并可以存取蜂巢式网络(例如，演进型通用地面无线存取网络(E-UTRAN))。
此外，基地台的处理器251可用于协调不同的无线电存取技术(RATs)。例如，基地台的处理器251可以协调两个或更多的RATs(例如，使用相同未授权频谱的Wi-Fi和LTE-U的无线电操作)。
数字-模拟转换器及模拟-数字转换器252a～252b经配置在上行信号处理过程中将模拟信号格式转换成数字信号格式，且在下行信号处理过程中将数字信号格式转换成模拟信号格式。
操作在未授权频谱的Wi-Fi传送器253a和Wi-Fi接收器253b是分别用于(通过一或多个天线257)发送和接收经调变的信号(可以是用于Wi-Fi协议模块256a的无线射频信号)。操作在未授权频谱的LTE-U传送器254a和LTE-U接收器254b是分别用于(通过一或多个天线257)传送和接收经调变的信号(可以是用于LTE-U协议模块256b的无线射频信号)。Wi-Fi传送器253a、Wi-Fi接收器253b、LTE-U传送器254a及LTE-U接收器254b所操作的未授权频谱可以是相同或不同的。此外，Wi-Fi传送器253a、Wi-Fi接收器253b、LTE-U传送器254a及LTE-U接收器254b可以用于在未授权频谱中感测(其他装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c以及LTE-U装置103a～103c)的)传输。
内存模块256可以是以任何可能的形式(包括非暂时计算机可读取纪录媒体(例如，随机存取内存(RAM)、只读存储器(ROM)、高速缓存或其他类似装置))亦或上述装置的组合的固定或可移动式的装置。
图3是说明一种UE所使用于LLA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图。请参照图3，在步骤S301中，UE的处理器201可藉由UE的LTE传送器205a和LTE接收器205b通过LTE协议在授权频谱中传送及接收第一数据。此第一数据可以是依据LTE标准的任何形式的封包、数据单位或架构。例如，LTE-U装置103a的LTE协议模块206c可处理通过LTE传送器205a和LTE接收器205b与基地台101a在频带1800兆赫(MHz)上的数据传输。
在步骤S302中，UE的处理器201可通过UE的LTE传送器205a和LTE接收器205b在授权频谱中传送或接收第一控制信号，以在未授权频谱中接收第二数据。未授权频带LTE控制层面(plane)的此第一控制信号可用以配置LTE-U数据层面传输。例如，第一控制信号(或信息)可用于指示启动LTE-U分量载波(component carrier；CC)或即将到来的LTE-U数据时槽的无线电资源信息。而第二数据可以是依据LTE-U标准的任何形式的封包、数据单位或架构。在本发明一实施例中，第一控制信号可包括用第一时间窗口(window)的时间区间，其中在此时间区间的期间，通过LTE-U协议传送为允许的。而此时间区间可能是时槽数量或架构时段，或是诸如500毫秒(ms)、5秒等实际的时间时段。
在本发明一实施例中，第一控制信号可包括第一时间窗口启始之后的延迟，其中第一时间窗口是在接收此第一控制信号时启始。在一些情境中，在预期接收到用于LTE-U的开始的第一控制信号的期待时间当时，由进行中的Wi-Fi传输所占用的未授权频谱的通道可能是忙碌的。可在稍后可能传输的时间点接收此第一控制信号。亦可能在稍后时间点起始LTE-U数据传输。
在步骤S303，在第一时间窗口内，UE的处理器201可藉由UE的LTE-U传送器203a和LTE-U接收器203b通过LTE-U协议在未授权频谱中传送或接收第二数据但未传送随机存取要求。在本实施例中，竞争自由(contention-free)服务时间可以用于LTE-U操作。此第一时间窗口会是由基地台或Wi-Fi AP 250分配的竞争自由时段或服务时间。在此竞争自由时段，UE可与此基地台或Wi-Fi AP 250在由基地台或Wi-Fi AP 250所分配的LTE-U无线电资源上进行数据传输。因为LTE-U的无线电资源已藉由基地台或Wi-Fi AP 250分配，所以UE可能不需要传送用于要求LTE-U无线电资源的随机存取要求。
在步骤S304中，只要此第一时间窗口尚未期满，则UE的处理器201可停止藉由UE的Wi-Fi传送器204a及Wi-Fi接收器204b通过Wi-Fi协议传送任何随机存取要求。在此第一时间窗口的时间时段中，竞争自由时段将保留给在未授权频谱中的LTE-U传输。可能在未授权频谱上传送的任何Wi-Fi信号将不会被传送，直到此第一时间窗口到期，藉以减少(或甚至避免)在LTE-U数据传输仍进行中当时遭遇来自Wi-Fi信号的碰撞。
在本发明一实施例中，UE的处理器201可藉由UE的LTE传送器205a及LTE接收器205b通过LTE协议接收第三控制信号。而此第三控制信号包括第一时间窗口的结束，且在此结束的期间，通过LTE-U协议传送为不允许的。在一些情境中，第一控制信号可能没有包括用于指示LTE-U数据传输的时间区间。基地台或Wi-Fi AP 250可传送此第三控制信号给UE，以指示第一时间窗口的终止。接着，UE将不会进行LTE-U数据传输，以响应于接收到此第三控制信号。
在本发明一实施例中，UE的处理器201可藉由UE的LTE传送器205a及LTE接收器205b通过LTE-U协议接收第四控制信号。而此第四控制信号包含第一时间窗口的延伸，且在此延伸的期间，通过LTE-U协议传送为允许的。在一些情境中，在第一控制信号中所指示的保留时间区间对于通过LTE-U数据传输可能不够长。基地台或Wi-Fi AP 250可传送第四控制信号至UE，以延展第一时间窗口。此第四控制信号是用于在第一时间窗口到期后启动另一个LTE-U数据时段。或者，UE可能会发现，接收到第三控制信号时代表第二时间窗口的结束，其中此第一控制信号未包括第二时间窗口的时间区间。
图4是说明一种基地台(例如，基地台101a及基地台101b)所使用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图。请参照图4，在步骤S401中，基地台的处理器201可通过基地台间接口传送第四控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段。在本发明的此实施例中，基地台可提供伴随着竞争基础服务的竞争自由服务。而竞争自由时段(或是服务时间)可用于LTE-U操作。基地台的处理器201可通过基地台间接口传送第四控制信号，以配置此竞争自由时段。而此竞争自由时段具有在用于未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的预定期间。基地台的处理器201可对用于保留在LTE-U协议模块206a、Wi-Fi协议模块206b及LTE协议模块206c当中未授权频谱的竞争自由时段进行配置。而此预定期间可能是时槽数量或架构时段，或诸如500毫秒或5秒等实际的时间时段。
值得说明的是，在传送此第四控制信号之前，基地台的处理器201可通过基地台的Wi-Fi传送器204a及Wi-Fi接收器204b检测当前在未授权频谱中传送或接收的程度(level)，且接着仅在此程度低于流量门槛时，通过基地台间接口传送此第四控制信号。基地台可先感测与Wi-Fi无线电的未授权频谱。而此当前在未授权频谱中传送或接收的程度可以是未授权频谱的流量负载指示。此指示可能例如是(但不仅限于)信号强度值、Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)的数量、流通量信息等等。仅有在当此程度小于流量门槛值时，未授权频谱将被视为允许用于LTE-U数据传输。而若未授权频谱为允许的，则基地台会开始保留未授权频谱。
在步骤S402中，基地台的处理器201藉由基地台的LTE传送器205a通过LTE协议或藉由基地台的Wi-Fi传送器204a通过Wi-Fi协议传送用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的第五控制信号。具体而言，基地台可使用Wi-Fi控制信号以取得存取无线媒介的权利。当取得无线媒介存取的权利时，亦可取得竞争自由时段。举例而言，混合协调功能控制存取(hybrid coordination function Controlled Access；HCF Controlled Access；HCCA)机制、点协调功能(point coordination function；PCF)机制或取得或分配传输机会(transmission opportunities；TXOPs)可用以取得竞争自由时段。此竞争自由时段可用于LTE-U操作。LTE-U操作时间可能与Wi-Fi竞争自由时段相同或小于此Wi-Fi竞争自由时段。
此Wi-Fi控制信息可能例如是(但不仅限于)IEEE 802.11信标(beacon)信息、请求发送(Request to Send；RTS)信息、清除发送(Clear to Send；CTS)信息或任何Wi-Fi格式的控制信息。在此第五控制信号中，可包括用于保留通道的时间区间。可依据Wi-Fi控制信息中的时间值来设定未参与通道竞争的时间区间。例如，此时间值可依据Wi-Fi控制信息中的“区间(Duration)”栏来设定。此时间值可依据“dot11CFPMaxDuration”(最大竞争自由时段区间)参数来设定。或者，“CFPDurRemaining”(剩余竞争自由区间)参数可依据意图的时间区段来进行设定，以禁止通道竞争。
邻近Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)可将通道竞争停止一段特定时间时段，且在接收到第五控制信号之后，这些邻近Wi-Fi装置可停止进行信道竞争一段由第五控制信号所设定的特定时间时段。
虚拟载波感测机制可用于接收到第五控制信号之后。例如，邻近Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)可在接收到来自基地台的第五控制信号之后设定网络分配向量(Network Allocation Vector；NAV)。Wi-Fi装置可减少其NAV计数器直到其变为零，且接着再次感测未授权频谱。
在本发明一实施例中，第五控制信号可包括竞争自由时段启始之后的延迟，其中此竞争自由时段是在接收到第五控制信号时启始。在一些情境中，在预期接收到用于LTE-U的开始的第五控制信号的期待时间当时，由进行中的Wi-Fi传输所占用的未授权频谱的通道可能是忙碌的。可在稍后可能传输的时间点接收此第五控制信号。亦可能在稍后时间点起始LTE-U数据传输。
在此发明中，基地台的处理器201可藉由基地台的LTE传送器205a通过LTE协议传送第五控制信号，以配置UE，使得此UE在即将到来的数据时槽中且在该未授权频谱中进行传送或接收而无任何竞争。此竞争自由时段可用于LTE-U操作。基地台可通过在未授权频谱LTE控制层面中发送控制信令，来配置LTE-U数据层面(例如，无线电资源分配)，以启动LTE-U数据层面传输。
在步骤S403中，在竞争自由时段中，基地台可在未授权频谱中进行传送或接收。在此竞争自由时段中，基地台可与UE(例如，LTE-U装置103a～103c)在基地台所分配的LTE-U无线电资源上进行LTE-U数据传输。
在本发明一实施例中，基地台的处理器201可通过基地台间接口传送第六控制信号，以指示竞争自由时段的结束。在一些情境中，第五控制信号可能未包括用于LTE-U数据传输的预定区间。基地台的LTE-U协议模块206a可将第六控制信号传送至基地台的Wi-Fi协议模块206b，以指示此竞争自由时段受终止。接着，基地台将不会进行LTE-U数据传输，以响应于接收到此第六控制信号。基地台可明确地发送Wi-Fi控制信息(例如，竞争自由结束(CF-End)信息)，以指示未授权频谱保留的结束。而另一设计是等到保留时间的结束，但不发送明确的Wi-Fi控制信息。
在本发明一实施例中，基地台的处理器201可通过基地台间接口传送第七控制信号，以用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段。此第七控制信号是用于指示将启动在此竞争自由时段到期之后的另一个LTE-U数据时段。此第七控制信号可包括LTE-U数据时段的接续的竞争自由时段的预定区间。或者，Wi-Fi协议模块206b可能会发现，接收到第六控制信号时代表接续的竞争自由时段的结束，其中第七控制信号未包括接续的竞争自由时段的预定区间。
基地台的处理器201可进一步通过基地台间接口传送第八控制信号，以进一步延长用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段。传送此第八控制信号是发生在传送第六控制信号之前。在接续的竞争自由时段或传送第六控制信号之前，若LTE-U数据传输正在进行中且可能超过预定区间，则可传送第八控制信号以进一步延长时间时段。
在步骤S404中，在竞争自由时段外，基地台可停止在未授权的频谱中进行任何无线地传送或接收。在此实施例中，当未在竞争自由时段内时，在未授权频谱上的任何数据传输将受禁能(disabling)。仅有的数据传输将出现在LTE-U协议模块206a及Wi-Fi协议模块206b之间的基地台间接口上或未授权频谱中。
图5是说明一种Wi-Fi AP所使用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的流程图。请参照图5，在步骤S501中，Wi-Fi AP 250的处理器251可通过基地台间接口接收第九控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收的竞争自由时段。在本发明一实施例中，此第九控制信号进一步配置竞争自由时段的时间区间。在本发明另一实施例中，此第九控制信号可包括竞争自由时段启始之后的延迟，其中此竞争自由时段是在接收到第九控制信号时启始。步骤S501的详细说明及第九控制信号可分别参考图4中步骤S401及第四控制信号的说明，因此不再重复赘述。
在步骤S502中，Wi-Fi AP 250的处理器251可藉由Wi-Fi传送器253a及Wi-Fi接收器253b通过Wi-Fi协议传送第十控制信号。而此第十控制信号指示竞争自由时段的开始，且在此开始的期间，无随机存取进行。在本发明一实施例中，Wi-Fi AP 250的处理器251可通过LTE-U传送器254a及LTE-U接收器254b经由LTE-U协议在未授权频谱中传送或接收数据而未接收随机存取要求。在本发明另一实施例中，Wi-Fi AP 250的处理器251可传送第十二控制信号，以延长竞争自由时段。步骤S502及第十二控制信号的详细说明可分别参考图4中步骤S402及第七控制信号的说明，因此不再重复赘述。
在本发明一实施例中，Wi-Fi AP 250的处理器251可通过Wi-Fi传送器253a及Wi-Fi接收器253b经由Wi-Fi协议在未授权频谱中传送或接收数据而未接收随机存取要求。在一些情境中，LTE-U数据传输可卸除至Wi-Fi无线电，以减少庞大的流量负载。在竞争自由时段中，LTE-U数据传输及Wi-Fi数据传输可与干扰减轻(interference mitigating)机制(例如，功率控制机制、时分机制、频分机制及动态跳频机制)进行。
在步骤S503中，在竞争自由时段到期之后，Wi-Fi AP 250的处理器251可藉由Wi-Fi传送器253a及Wi-Fi接收器253b通过Wi-Fi协议接收用于竞争的随机存取要求。无须设定竞争自由时段的时间区间，Wi-Fi AP 250的处理器251可传送第十一控制信号(例如，Wi-Fi控制信息)，以指示竞争自由时段的结束。接着，在竞争自由时段到期后，Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)可发送用于竞争未授权频谱的无线电资源的随机存取信息。
在步骤S504中，Wi-Fi AP 250的处理器251可服务此随机存取，以回应于成功的竞争。在随机存取程序中，若Wi-Fi装置竞争成功，则可进一步将用于之后的Wi-Fi数据传输的无线电资源分配给Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)。接着，Wi-Fi装置可使用分配的无线电资源与Wi-Fi AP 250进行Wi-Fi数据传输。
图6是依据本发明一示范性实施例说明用于LLA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。请参照图6，Wi-Fi控制信息601(包括LTE-U的开始)可藉由Wi-Fi AP250的Wi-Fi收发器(transceiver)(例如，Wi-Fi传送器253a及Wi-Fi接收器253b)传送。当接收到此Wi-Fi控制信息，其他Wi-Fi装置(例如，Wi-Fi装置102a～102c)可能不会在此共享频谱中主动参与用于随机存取的竞争。此Wi-Fi控制信息可包括时间区间值，以指示将用于LTE-U操作的时间区间，以使得其他Wi-Fi装置可能不会参与随机存取竞争。在此时间区间，LTE-U数据传输602将在未授权频谱上进行。在此时间区间到期之后，Wi-Fi装置可开始进行Wi-Fi基础的随机存取程序603。
图7是依据本发明一示范性实施例说明用于LLA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。请参照图7，用于起始LTE-U的信令701及LTE-U数据传输703的详细说明可分别参考图6中用于起始LTE-U的信令601及LTE-U数据传输602的说明。图7与图6不同的地方在于，明确的信令信息702可藉由Wi-Fi AP 250的Wi-Fi收发器发送，以指示LTE-U数据传输703的结束。例如，可藉由Wi-Fi AP 250发送竞争自由结束信息，以指示LTE-U数据传输的结束。当接收到此信令信息时，其他Wi-Fi装置可基于802.11多媒体访问控制(MediaAccess Control；MAC)协议开始进行通信。
图8是依据本发明一示范性实施例说明用于LLA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。请参照图8，用于LTE-U数据传输的有效保留时间区间可能不够长。例如，LTE-U启动时间可能比最大IEEE 802.11竞争自由区间值长。在此示范性情况中，可能使用用于继续保留LTE-U通信的多个信令信息802。在进行LTE-U数据时段805的起始之前，藉由Wi-Fi接口发送信令信息801，以保留此频谱(且指示LTE-U数据时段805的开始)。在一段短的LTE-U数据时段805之后，藉由Wi-Fi接口发送另一个信令信息802，以保留此频谱(且指示LTE-U资料时段805的继续)。在第二LTE-U数据时段805之后，藉由Wi-Fi接口发送另一个信令信息802，以保留此频谱(且指示LTE-U资料时段805的继续)。最后，发送信令信息803以指示LTE-U数据时段805的结束。接着，邻近Wi-Fi装置恢复用于IEEE 802.11无线电存取的竞争基础操作。
图9是依据本发明一示范性实施例说明用于LAA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。请参照图6及图9，图9与图6不同的地方在于，LTE操作可用于配置LTE-U通信的控制信令。例如，可发送信令信息903以启动LTE-U数据层面。
图10是依据本发明一示范性实施例说明用于LLA的未授权频谱中共享无线电资源的方法的信令机制。请参照图10，在一些情境中，在预期传送用于即将到来的LTE-U的期待时间905当时，可能存在进行中的Wi-Fi传输。在所提出的设计中，可对基地台配置此期待时间905，以传送用于起始LTE-U的信号，且可能有用于传输机会的可能的少许其他时间点，此时间点是在期待传输时间906之后。期待传输时间906可以是其他Wi-Fi基础随机存取传输，以使得期待时间905延后实际开始时间901。此期待时间可决定在期待传输时间906内。若在此期待传输时间906当时通道为忙碌的，则用于起始LTE-U的Wi-Fi信号传输可在稍后机会传送。用以传送用于起始LTE-U的信号的实际开始时间901在期待时间905之后可具有延迟d。可在稍后时间点起始LTE-U数据通信902。
综上所述，本发明实施例提出一种用于LAA的未授权频谱中无线电资源共享方法及使用此方法的相关装置。为了达到在未授权频谱上的Wi-Fi信号不会干扰LTE-U数据传输，在本发明一实施例中，传送用于在未授权频谱中保留竞争自由时段的信令信息。在此竞争自由时段内，LTE-U数据传输便能在未授权频谱中进行。据此，将可改善LTE-U的通信效率，且所提出的发明可进一步应用在共存的LTE-U及其他无线电存取技术，且LTE-U及其他无线电存取技术皆运行在未授权频谱。
说明书中的用词“第一”、“第二”、“第三”或诸如此类仅是用于区别不同组件，但可能或不可能代表时间的顺序。
用于本申请案的所发明实施例的详细描述中的组件、动作或指令不应解释为对本发明来说为绝对关键或必要的，除非明确地如此描述。而且，如本文中所使用，用词“一”可包含一个以上项目。若打算指仅一个项目，则将使用术语“单一”或类似语言。此外，如本文中所使用，在多个项目和/或多个项目种类的列表之前的术语“中的任一者”希望包含所述项目和/或项目种类个别地或结合其它项目和/或其它项目种类“中的任一个”、“中的任何组合”、“中的任何多个”和/或“中的多个的任何组合”。此外，如本文中所使用，术语“集合”希望包含任何数量个项目，包含零个。此外，如本文中所使用，术语“数量”希望包含任何数量，包含零。
虽然本揭示已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的改动与润饰，故本揭露的保护范围当视所附权利要求界定范围为准。

Claims (18)

1.一种用于授权辅助存取的未授权频谱中无线电资源共享方法，适用于使用者设备，其特征在于，所述方法包括：
通过长期演进协议在授权频谱中传送或接收第一数据；
通过所述长期演进协议在所述授权频谱中传送或接收第一控制信号，以在所述未授权频谱中传送或接收第二数据；
在第一时间窗口内，通过未授权长期演进协议在所述未授权频谱中传送或接收所述第二数据但未传送随机存取要求；以及
只要所述第一时间窗口尚未期满，则停止通过Wi-Fi协议传送任何随机存取要求，
其中所述第一控制信号包括所述第一时间窗口的时间区间，其中在所述时间区间的期间，通过所述未授权长期演进协议传送为允许的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述长期演进协议接收第三控制信号，其中所述第三控制信号包括所述第一时间窗口的结束，且在所述结束的期间，通过所述未授权长期演进协议传送为不允许的。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述长期演进协议接收第四控制信号，其中所述第四控制信号包含所述第一时间窗口的延伸，且在所述延伸的期间，通过所述未授权长期演进协议传送为允许的。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一控制信号包括所述第一时间窗口启始之后的延迟，其中所述第一时间窗口是在接收所述第一控制信号时启始。
5.一种用于授权辅助存取的未授权频谱中无线电资源共享方法，适用于基地台，其特征在于，所述方法包括：
通过基地台间接口传送第一控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段；
通过长期演进协议传送用于在所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的第二控制信号；
在所述竞争自由时段内，通过未授权长期演进协议在所述未授权频谱中进行传送或接收；以及
在所述竞争自由时段外，通过未授权长期演进协议停止在所述未授权的频谱中进行任何无线地传送或接收。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述基地台间接口传送第三控制信号，以指示所述竞争自由时段的结束。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述基地台间接口传送所述第一控制信号，以配置用于在所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的所述竞争自由时段的步骤包括：
通过所述基地台间接口传送所述第一控制信号，以配置所述竞争自由时段，其中所述竞争自由时段具有在用于所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的预定期间。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过所述基地台间接口传送所述第一控制信号，以配置用于在所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的所述竞争自由时段的步骤之前，还包括：
检测当前在所述未授权频谱中传送或接收的程度；以及
仅在所述程度低于流量门槛时，传送所述第一控制信号。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述基地台间接口传送第四控制信号，以延长用于在所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的所述竞争自由时段。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述基地台间接口传送第五控制信号，以延长用于在所述未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的所述竞争自由时段，其中所述第五控制信号的传送是发生在所述第三控制信号的传送之前。
11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过长期演进协议传送用于在所述未授权的频谱中传送或接收而无任何竞争的第二控制信号的步骤包括：
通过所述基地台间接口传送所述第二控制信号，以配置使用者设备，使得所述使用者设备在即将到来的数据时槽中且在所述未授权频谱中进行传送或接收而无任何竞争。
12.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二控制信号包括所述竞争自由时段启始之后的延迟，其中所述竞争自由时段是在接收所述第二控制信号时启始。
13.一种用于授权辅助存取的未授权频谱中授权辅助存取的无线电资源共享方法，适用于Wi-Fi存取点，其特征在于，所述方法包括：
通过基地台间接口接收第一控制信号，以配置用于在未授权频谱中传送或接收而无任何竞争的竞争自由时段；
通过Wi-Fi接口传送第二控制信号，其中所述第二控制信号指示所述竞争自由时段的开始，且在所述开始的期间，经由未授权长期演进协议在所述未授权频谱中传送或接收数据，但未接收随机存取要求；
在所述竞争自由时段到期后，通过所述Wi-Fi接口接收用于竞争的随机存取要求；以及
服务所述随机存取要求，以响应于成功的所述竞争。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一控制信号还配置所述竞争自由时段的时间区间。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
通过所述Wi-Fi接口传送第三控制信号，以指示所述竞争自由时段的结束。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
经由所述Wi-Fi协议在所述未授权频谱中传送或接收数据，而无须接收所述随机存取要求。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
传送第四控制信号，以延长所述竞争自由时段。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述第一控制信号包括所述竞争自由时段启始之后的延迟，其中所述竞争自由时段是在接收所述第一控制信号时启始。
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