CN106487493A - 全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法 - Google Patents

全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法 Download PDF

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Abstract

一种全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法。接收端网络装置是用于网络***，网络***更包含传送端网络装置。接收端网络装置与传送端网络装置于未授权频道中具有全双工连线。接收端网络装置于未授权频道中接收无线电信号，并自无线电信号中撷取传送端网络装置的传送端信号。接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的差分信号，并判断差分信号的信号能量值是否小于门槛值。若是，则接收端网络装置与传送端网络装置进行全双工数据传输。

Description

全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法
技术领域
本发明是关于一种全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法。更具体而言，本发明的全双工接收端网络装置及其全双工数据传输方法是用于具收听前对谈(Listen Before Talk,LBT)协定的全双工数据传输。
背景技术
已知的网络技术中，当网络装置欲于未授权频道(unlicensed band)中传送数据时，其首先执行对话前收听(Listen Before Talk,LBT)协定，藉以确定未授权频道是否有其他装置正在使用，如此一来，便可避免信号干扰的发生。
而于分时双工(time-division duplex,TDD)网络架构下，由于传送端及接收端装置间主要是通过分时的方式完成数据传输，因此，当其中任一装置执行LBT协定时，并不会侦测到另一装置的信号，如此一来，LBT协定于TDD网络架构下的执行，并不会产生逻辑上的误判。
类似地，于分频双工(frequency-division duplex,FDD)网络架构下，由于传送端及接收端装置间主要是利用不同频段进行数据传输，因此，当其中任一装置执行LBT协定时，亦不会侦测到另一装置的信号，同样地，LBT协定于FDD网络架构下的执行亦不会产生逻辑上的误判。
然而，于全双工(full-duplex radio,FDR)网络架构下，由于传送端及接收端装置皆同时同频进行数据传输，因此，当传送端装置正在传送下行信号至接收端装置的同时，接收端装置执行了LBT协定，则接收端装置将会因为侦测到同一频道的传送端装置的下行信号，判断此频道并非闲置，导致接收端装置不会传送上行信号至传送端装置。如此一来，将使得FDR网络的效能大打折扣。
有鉴于此，如何改良前述全双工网络架构下执行LBT协定的缺点，以提升网络资源使用效率，乃为业界亟需努力的目标。
发明内容
本发明的主要目的是提供用于接收端网络装置的全双工(Full-Duplex Radio,FDR)数据传输方法。接收端网络装置是用于网络***，网络***更包含传送端网络装置。接收端网络装置与传送端网络装置于未授权频道中具有连线。数据传输方法包含：(a)令接收端网络装置于未授权频道中接收无线电信号；(b)令接收端网络装置自无线电信号中，撷取传送端网络装置的传送端信号；(c)令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的差分信号(differential signal)；(d)令接收端网络装置判断差分信号的信号能量值小于门槛值；(e)令接收端网络装置根据步骤(d)的结果，与传送端网络装置进行FDR数据传输。
为完成前述目的，本发明又提供一种FDR的接收端网络装置。接收端网络装置用于网络***，网络***更包含传送端网络装置。接收端网络装置与传送端网络装置于未授权频道中具有连线。接收端网络装置包含：一收发器，用以于该未授权频道中接收一无线电信号；以及一处理器，与收发器电性连接，用于：自无线电信号中，撷取传送端网络装置的传送端信号；计算无线电信号以及传送端信号间的差分信号；判断差分信号的信号能量值小于门槛值；根据差分信号的信号能量值小于门槛值的结果，通过收发器与传送端网络装置进行FDR数据传输。
参阅附图及随后描述的实施方式后，所属技术领域具有通常知识者可更了解本发明的技术手段及具体实施态样。
附图说明
图1A是本发明第一实施例的网络***的示意图；
图1B是本发明第一实施例的接收端网络装置的方块图；
图2A是本发明第二实施例的网络***的示意图；
图2B是本发明第二实施例的接收端网络装置的方块图；
图2C-图2D是本发明第二实施例的不同天线辐射场型的示意图；
图3A-图3C是本发明第三实施例的网络***的示意图；
图4是本发明第四实施例的FDR数据传输方法的流程图；
图5是本发明第五实施例的FDR数据传输方法的流程图；
图6是本发明第六实施例的FDR数据传输方法的流程图；
图7是本发明第七实施例的FDR数据传输方法的流程图；以及
图8是本发明第八实施例的FDR数据传输方法的流程图。
具体实施方式
以下将通过本发明的实施例来阐释本发明。然而，该等实施例并非用以限制本发明需在如实施例所述的任何环境、应用程式或方式方能实施。因此，以下实施例的说明仅在于阐释本发明，而非用以限制本发明。在以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示，且绘示于附图中的各元件之间的尺寸关系仅为便于理解，而非用以限制为实际的实施比例。
请参考图1A-1B。图1A是本发明第一实施例的一网络***1的示意图，网络***1包含可全双工(full-duplex radio,FDR)操作的一接收端网络装置11以及一传送端网络装置13，接收端网络装置11与传送端网络装置13于一未授权频道UB中具有一连线10。图1B是本发明第一实施例的接收端网络装置11的方块图，接收端网络装置11包含一收发器111以及一处理器113，收发器111与处理器113具电性连结。网络***1及其装置的互动流程将于下文中进一步阐述。
首先，如图1A所示，接收端网络装置11的收发器113于未授权频道UB中接收一无线电信号RS。此时，无线电信号RS可能包含除了传送端装置13外的装置所发送的信号。接着，由于接收端网络装置11与传送端网络装置13间须进行FDR传输，因此，为避免接收端网络装置11于执行LBT协定时，逻辑上地误判传送端网络装置13占用未授权频道UB，导致双方无法进行FDR传输，接收端网络装置11须先针对传送端网络装置13的信号进行排除。
具体而言，接收端网络装置11的处理器113自无线电信号RS中，撷取传送端网络装置13的一传送端信号130，并进一步计算无线电信号RS以及传送端信号130间的一差分信号(differential signal)DS。如此一来，便可经由差分信号DS，初步地判断无线电信号RS中除了传送端信号130外，是否有其他可能的信号。
随后，接收端网络装置11的处理器113，判断差分信号DS的一信号能量值SP是否小于一门槛值TH。若否，表示差分信号DS的能量够强，换言之，即代表无线电信号RS中除了传送端信号130外，应有其他装置正在使用未授权频道UB。据此，接收端网络装置11便于LBT协定中，判断未授权频道UB已被占用，因此，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置13。
反之，若差分信号DS的信号能量值SP小于门槛值TH，表示差分信号DS的能量偏弱，换言之，即代表无线电信号RS中除了传送端信号130外，其他信号源可被忽略。据此，接收端网络装置11便于LBT协定中，判断未授权频道UB未被占用，因此，接收端网络装置11的处理器113便通过收发器111，与传送端网络装置进行一FDR数据传输。
需特别说明者，前述实施例中，处理器113自无线电信号RS中撷取传送端信号130的技术，主要可由解码及重建侦测信号的技术，或由接收端装置11与传送端装置13预先定义的特征信号达成。
于解码及重建侦测信号的实作态样中，接收端网络装置11的收发器111接收无线电信号RS后，处理器113可自无线电信号RS中，测得属于传送端网络装置13的一服务信号(未绘示)。此时，由于接收端网络装置11的处理器113仅知服务信号属于传送端网络装置13，惟其尚未确知服务信号的内容，因此，处理器113须针对服务信号进行解码(decode)的动作，并于后续重建(reconstruct)解码后的服务信号，此时，重建后的服务信号即为前述实施例的传送端信号130。
另外，于预先定义特征信号的实作态样中，接收端网络装置11的收发器111接收无线电信号RS后，处理器113可自无线电信号RS中，测得传送端网络装置13的一特征信号(未绘示)。此时，由于特征信号是接收端网络装置11以及传送端网络装置13预先定义的信号，处理器113便可于测得特征信号后，直接据以产生传送端信号130。
请参考图2A-图2D。图2A是本发明第二实施例的一网络***1’的示意图。图2B是本发明第二实施例的一接收端网络装置11’的方块图，接收端网络装置11’更包含至少一天线115。图2C-图2D是本发明第二实施例的不同天线辐射场型的示意图。其中，第二实施例与第一实施例的架构相似，因此符号相同的元件功能亦同，于此不再赘述。而第二实施例主要是说明接收端网络装置如何利用天线的配置完成信号的撷取。
详细来说，请参考图2C，由于接收端网络装置11’包含至少一天线115，因此，其可利用阵列天线以及波束形成(beamforming)的技术，形成一峰值辐射场型(peak radiationpattern)PRP，并将其指向传送端网络装置13。如此一来，接收端网络装置11’的处理器113便可根据至少一天线115接收的信号，判断其主要是由传送端网络装置13传来的信号，并据以自无线电信号RS中撷取传送端网络装置13的传送端信号130。
另一方面，请参考图2D，接收端网络装置11’亦可经由排除峰值辐射场型(及其可扩及的角度)的方式，形成一零值辐射场型(null radiation pattern)，并将其指向传送端网络装置13。如此一来，接收端网络装置11’的处理器113同样可根据至少一天线115接收的信号，反向地推导出传送端网络装置13传来的信号，并据以自无线电信号RS中撷取传送端网络装置13的传送端信号130。
需特别说明，本发明主要是着重强调如何自无线电信号RS中撷取传送端网络装置13的传送端信号130，因此，在前述利用波束形成与阵列天线形成辐射场型，并据以产生辐射场型指向处的信号内容的技术是本领域常见技术手段的情况下，此处将不再赘述其操作细节。
请参考图3A-图3C，其是本发明第三实施例的网络***3a～3c的示意图。其中，网络***3a为一3GPP(3rd Generation Partnership Project)网络***，传送端网络装置13为一eNB(E-UTRAN Node B或称Evolved Node B)，接收端网络装置11为一使用者装置。
另外，网络***3b～3c为Wi-Fi网络***。其中，网络***3b中，传送端网络装置13为一无线存取点(access point)，接收端网络装置11为一移动站台(mobile station)。另一方面，由于Wi-Fi网络***中，传送端以及接收端的功能相同且角色对等，因此，亦可如网络***3c中所示，接收端网络装置11为无线存取点，而传送端网络装置13为移动站台。
本发明的第四实施例为FDR数据传输方法，其流程图请参考图4。第四实施例的方法是用于一接收端网络装置(例如前述实施例的接收端网络装置)，接收端网络装置用于一网络***，网络***更包含一传送端网络装置，接收端网络装置与传送端网络装置于一未授权频道中具有连线。第四实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤401，令接收端网络装置于未授权频道中接收一无线电信号。执行步骤402，令接收端网络装置自无线电信号中，撷取传送端网络装置的一传送端信号。执行步骤403，令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的一差分信号。
接着，执行步骤404，令接收端网络装置判断差分信号的一信号能量值是否小于一门槛值。若是，执行步骤405，令接收端网络装置与传送端网络装置进行一FDR数据传输。若否，执行步骤406，令接收端网络装置判断未授权频道已被占用，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置。
本发明的第五实施例为FDR数据传输方法，其流程图请参考图5。第五实施例的方法是用于一接收端网络装置(例如前述实施例的接收端网络装置)，接收端网络装置用于一网络***，网络***更包含一传送端网络装置，接收端网络装置与传送端网络装置于一未授权频道中具有连线。第五实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤501，令接收端网络装置于未授权频道中接收一无线电信号。执行步骤502，令接收端网络装置自无线电信号中，测得传送端网络装置的一服务信号。执行步骤503，令接收端网络装置将服务信号解码及重建为传送端网络装置的一传送端信号。执行步骤504，令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的一差分信号。
接着，执行步骤505，令接收端网络装置判断差分信号的一信号能量值是否小于一门槛值。若是，执行步骤506，令接收端网络装置与传送端网络装置进行一FDR数据传输。若否，执行步骤507，令接收端网络装置判断未授权频道已被占用，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置。
本发明的第六实施例为FDR数据传输方法，其流程图请参考图6。第六实施例的方法是用于一接收端网络装置(例如前述实施例的接收端网络装置)，接收端网络装置用于一网络***，网络***更包含一传送端网络装置，接收端网络装置与传送端网络装置于一未授权频道中具有连线，并定义有一特征信号。第六实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤601，令接收端网络装置于未授权频道中接收一无线电信号。执行步骤602，令接收端网络装置自无线电信号中，测得传送端网络装置的特征信号。执行步骤603，令接收端网络装置根据该特征信号产生传送端网络装置的一传送端信号。执行步骤604，令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的一差分信号。
接着，执行步骤605，令接收端网络装置判断差分信号的一信号能量值是否小于一门槛值。若是，执行步骤606，令接收端网络装置与传送端网络装置进行一FDR数据传输。若否，执行步骤607，令接收端网络装置判断未授权频道已被占用，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置。
本发明的第七实施例为FDR数据传输方法，其流程图请参考图7。第七实施例的方法是用于一接收端网络装置(例如前述实施例的接收端网络装置)，接收端网络装置用于一网络***，网络***更包含一传送端网络装置，接收端网络装置与传送端网络装置于一未授权频道中具有连线。接收端网络装置具有至少一天线，且至少一天线的一峰值辐射场型指向传送端网络装置。第七实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤701，令接收端网络装置于未授权频道中接收一无线电信号。执行步骤702，令接收端网络装置根据至少一天线接收的信号，自无线电信号中撷取传送端网络装置的传送端信号。执行步骤703，令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的一差分信号。
接着，执行步骤704，令接收端网络装置判断差分信号的一信号能量值是否小于一门槛值。若是，执行步骤705，令接收端网络装置与传送端网络装置进行一FDR数据传输。若否，执行步骤706，令接收端网络装置判断未授权频道已被占用，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置。
本发明的第八实施例为FDR数据传输方法，其流程图请参考图8。第八实施例的方法是用于一接收端网络装置(例如前述实施例的接收端网络装置)，接收端网络装置用于一网络***，网络***更包含一传送端网络装置，接收端网络装置与传送端网络装置于一未授权频道中具有连线。接收端网络装置具有至少一天线，且至少一天线的一零值辐射场型指向传送端网络装置。第八实施例的详细步骤如下所述。
首先，执行步骤801，令接收端网络装置于未授权频道中接收一无线电信号。执行步骤802，令接收端网络装置根据至少一天线接收的信号，自无线电信号中撷取传送端网络装置的传送端信号。执行步骤803，令接收端网络装置计算无线电信号以及传送端信号间的一差分信号。
接着，执行步骤804，令接收端网络装置判断差分信号的一信号能量值是否小于一门槛值。若是，执行步骤805，令接收端网络装置与传送端网络装置进行一FDR数据传输。若否，执行步骤806，令接收端网络装置判断未授权频道已被占用，暂不传送FDR的上行数据至传送端网络装置。
综合上述，本发明的用于全双工的接收端网络装置及其全双工数据传输方法，主要可排除相对应的传送端网络装置的信号，以逻辑上地避免误判传送端网络装置占用未授权频道，如此一来，便可在执行LBT协定的情况下，正确地完成全双工数据传输，改良已知技术的缺点，并提升网络资源使用效率。
惟上述实施例仅为例示性说明本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技艺的人士可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求书为准。

Claims (16)

1.一种用于一接收端网络装置的全双工数据传输方法，其特征在于，该接收端网络装置是用于一网络***，该网络***更包含一传送端网络装置，该接收端网络装置与该传送端网络装置于一未授权频道中具有连线，该数据传输方法包含：
(a)令该接收端网络装置于该未授权频道中接收一无线电信号；
(b)令该接收端网络装置自该无线电信号中，撷取该传送端网络装置的一传送端信号；
(c)令该接收端网络装置计算该无线电信号以及该传送端信号间的一差分信号；
(d)令该接收端网络装置判断该差分信号的一信号能量值小于一门槛值；及
(e)令该接收端网络装置根据步骤(d)的结果，与该传送端网络装置进行一FDR数据传输。
2.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，步骤(b)更包含：
(b1)令该接收端网络装置自该无线电信号中，测得该传送端网络装置的一服务信号；及
(b2)令该接收端网络装置将该服务信号解码及重建为该传送端信号。
3.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该接收端网络装置与该传送端网络装置间定义有一特征信号，步骤(b)更包含：
(b1)令该接收端网络装置自该无线电信号中，测得该传送端网络装置的该特征信号；及
(b2)令该接收端网络装置根据该特征信号产生该传送端信号。
4.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该接收端网络装置具有至少一天线，该至少一天线的一峰值辐射场型指向该传送端网络装置，步骤(b)更包含：
(b1)令该接收端网络装置根据该至少一天线接收的信号，自该无线电信号中撷取该传送端网络装置的该传送端信号。
5.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该接收端网络装置具有至少一天线，该至少一天线的一零值辐射场型指向该传送端网络装置，步骤(b)更包含：
(b1)令该接收端网络装置根据该至少一天线接收的信号，自该无线电信号中撷取该传送端网络装置的该传送端信号。
6.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该网络***为一3GPP网络***，该传送端网络装置为一eNB，该接收端网络装置为一使用者装置。
7.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该网络***为一Wi-Fi网络***，该传送端网络装置为一无线存取点，该接收端网络装置为一移动站台。
8.如权利要求1所述的全双工数据传输方法，其特征在于，该网络***为一Wi-Fi网络***，该传送端网络装置为一移动站台，该接收端网络装置为一无线存取点。
9.一种全双工的接收端网络装置，用于一网络***，其特征在于，该网络***更包含一传送端网络装置，该接收端网络装置与该传送端网络装置于一未授权频道中具有一连线，该接收端网络装置包含：
一收发器，用以于该未授权频道中接收一无线电信号；以及
一处理器，与该收发器电性连接，用于：
自该无线电信号中，撷取该传送端网络装置的一传送端信号；
计算该无线电信号以及该传送端信号间的一差分信号；
判断该差分信号的一信号能量值小于一门槛值；及
根据该差分信号的该信号能量值小于该门槛值的结果，通过该收发器与该传送端网络装置进行一全双工数据传输。
10.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，该处理器更用以：
自该无线电信号中，测得该传送端网络装置的一服务信号；及
将该服务信号解码及重建为该传送端信号。
11.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，该接收端网络装置与该传送端网络装置间定义有一特征信号，该处理器更用以：
自该无线电信号中，测得该传送端网络装置的该特征信号；及
根据该特征信号产生该传送端信号。
12.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，更包含：
至少一天线，形成指向该传送端网络装置的一峰值辐射场型；
其中，该处理器更用以根据该至少一天线接收的信号，自该无线电信号中撷取该传送端网络装置的该传送端信号。
13.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，更包含：
至少一天线，形成指向该传送端网络装置的一零值辐射场型；
其中，该处理器更用以根据该至少一天线接收的信号，自该无线电信号中撷取该传送端网络装置的该传送端信号。
14.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，该网络***为一3GPP网络***，该传送端网络装置为一eNB，该接收端网络装置为一使用者装置。
15.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，该网络***为一Wi-Fi网络***，该传送端网络装置为一无线存取点，该接收端网络装置为一移动站台。
16.如权利要求9所述的接收端网络装置，其特征在于，该网络***为一Wi-Fi网络***，该传送端网络装置为一移动站台，该接收端网络装置为一无线存取点。
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