CN110313191A - 先说后听过程的重新配置 - Google Patents

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Abstract

提供用于在无线通信网络中控制先说后听(LAT)过程的方法及装置,无线通信网络至少包括源节点(SN)和目标节点(DN)。这样的方法或装置可以获得指示LAT过程的操作上下文的信息,根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数,以及根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,至少控制SN或DN进行通信。

Description

先说后听过程的重新配置
技术领域
所公开的主题一般涉及电信领域。某些实施例尤其涉及诸如先听后说(LBT)、先说后听(LAT)、重新配置和自适应、介质接入、基于竞争的接入、参数选择、以及无线电资源优化的概念。
背景技术
移动宽带将继续推动对无线接入网络中的高总体业务容量和高可实现的终端用户数据速率的需求。未来的若干使用实例和部署方案将需要高达10Gbps的数据速率。这些对于非常高的***容量和非常高的终端用户数据速率的需求可以通过网络其中接入节点之间的距离从室内部署中的几米到室外部署中的大约50米来满足,即,其中基础架构密度远高于现今的最密集的网络。
提供高达10Gbps及以上的数据速率所需的宽传输带宽可能仅可从厘米和毫米波频带中的频谱分配获得。通常用阵列天线实现的高增益波束成形可用于减轻在高频时增加的路径损耗,并且受益于空间重新使用和多用户方案。在以下描述中,我们将这种网络称为新无线电(NR)。
除了传统的授权专用频带之外,NR还期望在未授权频带和授权共享频带中操作,尤其是对于企业部署场景。因此,需要共存支持以使能在不同运营商和/或其它***之间的有效频谱共享。先听后说(LBT)是实现这一目标的灵活方式。LBT是一种分布式机制,因此不需要在不同的共存***之间交换信息。
欧洲法规EN 301.893中的基于负载的空闲信道评估
对于不使用Wi-Fi协议的设备,EN 301.893 v.1.7.1提供了用于基于负载的空闲信道评估的以下要求和最小行为。
(1)在操作信道上的传输或传输的突发之前,设备将使用“能量检测”来执行空闲信道评估(CCA)检查。设备将在将不少于20μ0的CCA观测时间的时长内观测操作信道。设备所使用的CCA观测时间将由制造商声明。如果信道中的能量水平超过对应于在下面(5)中给出的功率水平的阈值,则操作信道将被认为被占用。如果设备发现信道是空闲的,则它可以立即进行发送(参见下面的(3))。
(2)如果设备发现操作信道被占用,则它将不在该信道中进行发送。设备将执行扩展的CCA检查,其中,在随机因子N乘以CCA观测时间的时长内观测操作信道。N定义了空闲的空闲时隙的数量,从而得到在启动传输之前需要观测的总空闲周期。每当需要扩展的CCA时,N的值将在范围1...q内随机选择,并且将值存储在计数器中。q的值由制造商在范围4...32内选择。该所选择的值将由制造商声明(请参见章节5.3.1q))。每当CCA时隙被认为是“未占用”时,计数器就会递减。当计数器达到零时,设备可以进行发送。
(3)设备使用操作信道的总时间是最大信道占用时间,其将小于(13/32)×q ms,其中,q如在上面(2)中所定义的,之后,设备将执行在上面(2)中描述的扩展的CCA。
(4)在正确接收到针对该设备的分组时,该设备可以跳过CCA并且立即继续管理和控制帧(例如,ACK和块ACK帧)的传输。在它不执行新的CCA的情况下,设备的连续传输序列将不超过如在上面(3)中定义的最大信道占用时间。
(5)用于CCA的能量检测阈值将与发射机的最大发射功率(PH)成比例:对于23dBm的等效全向辐射功率(EIRP)发射机,CCA阈值水平(TL)将等于或低于在接收机的输入处的-73dBm/MHz(假定0dBi的接收天线)。对于其它发射功率水平,CCA阈值水平TL将使用以下公式计算:TL=-73dBm/MHz+23-PH(假定0dBi的接收天线,并且采用dBm EIRP规定PH)。
在图1中提供了说明EN 301.893的示例。
为了满足5GHz未授权频谱的监管要求,Wi-Fi和LTE授权辅助接入(LAA)使用如下所述的LBT。
用于Wi-Fi***的先听后说
在WLAN的典型部署中,具有冲突避免的载波侦听多路接入(CSMA/CA)被用于介质接入。这意味着侦听信道以执行空闲信道评估(CCA),并且仅当信道被声明为空闲时才启动传输。如果信道被声明为繁忙,则传输被推迟直到信道被认为是空闲的为止。当使用相同频率的若干接入点(AP)的范围重叠时,这意味着可以推迟与一个AP相关的所有传输,如果可检测到在相同频率上向或来自范围内的另一个AP的传输。实际上,这意味着如果若干AP在范围内,则它们将不得不在时间上共享信道,并且与它们的隔离的部署相比,各个AP的吞吐量可能会严重降低。在图2中示出了Wi-Fi中的LBT的一般图示。
参考Wi-Fi中的LBT,在Wi-Fi台站A向台站B发送数据帧之后,台站B将以16μ6的延迟向台站A发送回ACK帧。这种ACK帧由台站B发送而无需执行LBT操作。为了防止另一个台站干扰这种ACK帧传输,在观测到信道被占用之后,台站将推迟34μ4的时长(被称为DIFS),然后继续尝试再次评估信道是否被占用。
因此,想要进行发送的台站首先通过在固定时长DIFS侦听介质来执行CCA。如果发现介质是空闲的,则该台站假定它可以占有该介质并且开始帧交换序列。如果介质繁忙,则台站等待该介质空闲,推迟DIFS,并等待另一个随机退避周期。
为了进一步防止台站连续占用信道并且由此阻止其它台站接入该信道,需要想要进行发送的台站在传输完成之后再次执行随机退避。
点协调功能(PCF)帧间间隔(PIFS)用于获得对介质的优先接入,并且比DIFS时长更短。在其它情况下,它可以由在PCF下操作的STA使用,以优先发送信标帧。在每个无竞争期(CFP)的标称开始时,PC将侦听介质。当确定介质将空闲一个PIFS周期(通常为25μ5)时,PC将发送包含CF参数集元素和传送业务指示消息元素的信标帧。
与厘米和毫米波频率相比,基于IEEE 802.11g/n/ac标准的广泛使用的Wi-Fi***在更低频率(2.4和5GHz频率)下操作,并且进行监听和通话操作,即,侦听、接收和发送主要是全向的。先听后说的关键目标是避免同时数据传输之间的干扰。实际应用结果表明在这种情况下这很有效。
用于LAA***的先听后说
在推迟时长Td的时隙时长内首先侦听到信道空闲之后并且在步骤4中的计数器N为零之后,eNB可以在执行LAA SCell传输的信道上发送包括物理下行链路共享信道(PDSCH)的传输。根据以下步骤,通过在额外的时隙时长侦听信道来调整计数器N。
1)设置N=Ninit,其中,Ninit是在0与CWp之间均匀分布的随机数,并且转到步骤4;
2)如果N>0并且eNB选择递减计数器,则设置N=N-1;
3)在额外的时隙时长侦听信道,并且如果额外的时隙时长是空闲的,则转到步骤4;否则,转到步骤5;
4)如果N=0,则停止;否则,转到步骤2。
5)在额外的推迟时长Td的时隙时长内侦听信道;
6)如果在额外的推迟时长Td的时隙时长内侦听到信道是空闲的,则转到步骤2;否则,转到步骤5。
如果eNB尚未在上述过程中的步骤4之后在执行LAA SCell传输的信道上完成包括PDSCH的传输,则在至少在额外的推迟时长Td的时隙时长内侦听到信道是空闲的之后,eNB可以在该信道上发送包括PDSCH的传输。
推迟时长Td包括刚好跟随连续时隙时长的时长16us≤Tf≤16us+Ts,其中,每个时隙时长为9us≤Tsl≤9us+Ts,并且Tf包括在Tf的开始处的空闲时隙时长Tsl
如果eNB在时隙时长Tsl内侦听到信道,则认为该时隙时长是空闲的,并且由eNB在时隙时长中的至少4us内检测到的功率小于能量检测阈值XThresh。否则,该时隙时长被认为是繁忙的。
CWmin,p≤CWp≤CWmax,p是竞争窗口。
CWmin,p和CWmax,p在上述过程的步骤1之前选择。
mp、CWmin,p和CWmax,p是基于与eNB传输相关联的信道接入优先级,如表1中所示。
如果eNB在上述过程中当N>0时发送不包括PDSCH的发现信号传输,则eNB在与发现信号传输重叠的时隙时长内将不递减N。
eNB将不在执行LAA SCell传输的信道上连续发送超过Tmcot,p的一段时间,如表1中所示。
对于p=3和p=4,如果可以在长期的基础上保证共享载波的任何其它技术不存在(例如,在监管级别),则Tmcot,p=10ms,否则,Tmcot,p=8ms。
表1:信道接入优先级分类
发明内容
在所公开的主题的一些实施例中,提供了一种在无线通信网络中控制LAT过程的方法,无线通信网络包括源节点(SN)和目标节点(DN)中的至少一个。所述方法包括:获得指示LAT过程的操作上下文的信息;根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数;以及根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,至少控制SN或DN进行通信。
在某些相关实施例中,LAT过程的操作上下文包括以下中的至少一个:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及LAT过程的过去行为。
在某些相关实施例中,调整LAT过程的至少一个参数包括:调整SN在传输周期之后将要使用的监听周期的时长。这种调整监听周期的时长例如包括:考虑到相对窄的波束宽度传输或相对低的信道竞争而增加监听周期,以及考虑到相对宽的波束宽度传输或相对高的信道竞争而减少监听周期。
在某些相关实施例中,调整LAT过程的至少一个参数包括:调整将要用于由SN进行的传输的数据帧大小。
在某些相关实施例中,调整LAT过程的至少一个参数包括:调整将要用于由SN进行的传输的传输周期。
在某些相关实施例中,调整LAT过程的至少一个参数包括:调整将要由SN在传输周期内发送的数据帧的数量。
在某些相关实施例中,调整LAT过程的至少一个参数包括:调整每个确认(ACK)帧的将要发送的数据帧的数量。
在某些相关实施例中,指示LAT过程的操作上下文的信息包括:通过包括以下中的至少一个的因子的加权和确定的度量:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及LAT过程的过去行为。在一些这样的实施例中,所述方法还可以包括:确定度量是否超过预定阈值;以及作为度量是否超过预定阈值的结果,根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数。这些因子例如可以包括:由度量的先前值所指示的LAT过程的过去行为。
上述方法或其中的部分或组合可以由无线通信网络中的SN、DN、或一些其它节点来执行。这些节点中的任何一个可以包括例如eNodeB、UE、或一些其它形式的节点。此外,所描述的方法的特征可以在对应的装置内以任何可想到的方式组合。
在一些实施例中,一种装置可以包括用于执行任何上述方法或其中的部分或组合的特征。作为示例,诸如UE或网络节点的装置可以包括处理电路和存储器,其共同被配置为:获得指示LAT过程的操作上下文的信息;根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数;以及根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,至少控制SN或DN进行通信。类似地,装置可以包括模块,诸如获得模块,其被配置为获得指示LAT过程的操作上下文的信息;调整模块,其被配置为根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数;以及控制模块,其被配置为根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,至少控制SN或DN进行通信。
附图说明
附图示出了所公开的主题的所选择的实施例。在附图中,相同的参考标记表示相同的特征。
图1示出EN 301.893中的先听后说(LBT);
图2示出Wi-Fi中的先听后说(LBT);
图3示出示例性先说后听(LAT)过程,其中,从接入节点AN2到用户设备UE2(AN2→UE2)的链路受到从接入节点AN1到用户设备UE1(AN1→UE1)的链路的干扰;
图4A示出针对相应的LAT和LBT过程的平均目标用户体验速率相对服务的***吞吐量;
图4B示出针对相应的LAT和LBT过程的小区边缘用户体验速率相对服务的***吞吐量;
图5A示出根据所公开的主题的实施例的LAT过程中的第一大小的帧传输;
图5B示出根据所公开的主题的实施例的LAT过程中的第二大小的帧传输。
图6A示出根据所公开的主题的实施例的用于LAT过程的第一大小的传输周期;
图6B示出根据所公开主题的实施例的用于LAT过程的第二大小的传输周期;
图7示出根据所公开的主题的实施例的LAT传输周期内的数据帧大小的调整;
图8A示出根据所公开的主题的实施例的基于LAT过程中的加权函数,每个数据帧使用单个ACK帧;
图8B示出根据所公开的主题的实施例的基于LAT过程中的加权函数,每三个数据帧的单个ACK帧;
图8C示出根据所公开的主题的实施例的基于LAT过程中基于加权函数的调整,每不同数量的数据帧的单个ACK帧;
图9A示出根据所公开的主题的实施例的用于LAT过程的第一时长的监听间隔;
图9B示出根据所公开的主题的实施例的用于LAT过程的第二时长的监听间隔;
图10示出根据所公开的主题的实施例的LAT过程的示例,其中,由第一接入节点(AN)向第一用户设备(UE)的传输干扰由第二AN向第二UE的传输以及由第三AN向第三UE的传输;
图11A示出根据所公开的主题的实施例的重新配置LAT过程的方法;
图11B示出根据所公开的主题的实施例的在无线通信网络中控制LAT过程的方法,无线通信网络至少包括源节点(SN)和目标节点(DN);
图12示出根据所公开的主题的实施例的通信***;
图13A示出根据所公开的主题的实施例的无线通信设备;
图13B示出根据所公开的主题的另一个实施例的无线通信设备;
图14A示出根据所公开的主题的实施例的无线电接入节点;
图14B示出根据所公开的主题的另一个实施例的无线电接入节点;
图15示出根据所公开的主题的又一个实施例的无线电接入节点。
具体实施方式
以下描述呈现了所公开的主题的各种实施例。这些实施例作为教导示例给出,并且不应被解释为限制所公开的主题的范围。例如,在不背离所公开的主题的范围的情况下,可以修改、省略、或扩展所描述的实施例的某些细节。此外,所描述的特征可以以任何合理的方式彼此组合。
先说后听
某些实施例涉及LAT,其可以在某些上下文中得到与LBT相比的优越性能。在下面的描述中,术语“源节点”(SN)将指代尝试使用LAT或LBT发送信息的设备(例如,UE或基站),术语“目标节点”(DN)将指代SN尝试向其进行发送的设备。
与典型的全向发送和接收天线辐射模式不同,定向通信具有不同的隐藏和暴露的终端问题。此外,与更宽的波束宽度传输相比,窄波束宽度定向传输更容易出现失聪问题。
·隐藏终端问题是指SN无法监听潜在干扰源而导致在DN处的分组冲突(即,干扰)的情况。
·暴露终端问题是指SN无意中听见正在进行的传输并且节制它自己的传输(尽管它的传输不会干扰在DN处正在进行的传输)的情况。
·失聪问题是指当DN无法听见来自SN的(定向)传输的情况。
LAT可用于解决或避免使用大量天线例如用于波束成形和波束引导的通信中的隐藏和暴露节点问题。隐藏和暴露节点问题的一个原因是在高增益波束成形情况下在源节点(SN)侧的侦听功率与在目标节点(DN)侧的干扰功率之间的差很大。LBT依赖于在发射机侧的监听以确定在接收机侧是否将存在干扰,因此它们之间的很大的差将导致严重的问题。为了解决这个问题,LAT考虑使接收机直接侦听信道。LAT的另一个动机是低干扰环境,即,用于朴素的直接传输的低数量冲突。由于这个原因,LAT采用与LBT相比不同的逻辑,描述如下:用于发射机的默认模式是“发送”,并且只有在确认信道被干扰传输占用时才发送数据。该想法是SN在数据分组到达时进行发送,然后使用协调信令来解决由DN检测到的冲突。
以下术语将适用于LAT的描述。
在连续数据传输之后假定有“空闲时间”。这对于共享频谱(例如,未授权频带)是合理的,因为通常存在信道占用限制规则,例如,SN必须在连续传输时间超过给定阈值之后停止发送并进入空闲状态。还可以运用这种强制限制以确保不同的节点能够共享无线电资源。这是为了避免一个特定节点在非常长的时长内单独占用介质从而剥夺其它节点执行数据传输的情况。可以由SN或DN发送“将发送通知”(NTS)消息,包括将发送数据的链路信息和预期的占用时长。DN发送“将不发送通知”(NNTS)消息以向其SN通知在所指示的时长内将不发送数据。
图3示出了示例性LAT过程,其中,从接入节点AN2到用户设备UE2(AN2→UE2)的链路受到从接入节点AN1到用户设备UE1(AN1→UE1)的链路的干扰。在该示例中,首先,在DN检测到干扰并且未能接收到数据时触发在DN侧的监听功能。然后,受干扰链路的DN将与干扰链路的SN协调数据传输。最后,协调将在干扰链路的空闲时间内执行。在图3的示例中,AN2→UE2受到AN1→UE1的干扰。
当UE2未能解码数据时,它开始寻找干扰链路的空闲周期,并朝向AN2方向发送NTS消息。因为UE2受到AN1的干扰,所以AN1也可以接收该消息,然后按NTS指示地推迟传输。此外,NTS还指示AN2何时将停止传输和监听,即,AN2→UE2的空闲周期。然后,AN1发送NTS,其可以被UE2接收。最后,UE2中继NNTS以使其发射机AN2知道哪个资源被干扰链路占用并且节制发送。通过该方案,以分布式方式协调该干扰对(即,AN1-UE1和AN2-UE2)的传输,以便通过轮流有效地执行传输。
为了比较不同的共存机制,已经进行了广泛的模拟以研究在不同的业务设置下的平均目标用户体验速率和百分之五小区边缘用户速率。从图4A中的虚线曲线可以观察到LBT比朴素方案(即,没有任何协调的直接传输)工作得更好,并且在1个天线的情况下具有与LAT类似的性能。这意味着LBT是优选的,其被广泛用于当前***中。然而,在如图4A的实线所示的100个天线阵列的情况下,LBT在低业务情况下具有与朴素方案类似的性能,而在高业务情况下具有比朴素方案更差的性能。另一方面,从图4B中可见,LAT在平均和百分之五小区边缘体验速率方面具有比LBT好得多的性能。
至少考虑到上述观察,所公开的主题的某些实施例将LAT用于高度定向传输,其中,高级天线被用于波束成形和波束引导。在一些实施例中,可以通过引入调整和重新配置方面而以有效的方式来执行LAT机制。用于LAT的重新配置可以基于各种因子,例如,网络大小和拓扑,频谱干扰,定向传输的波束宽度,业务特性以及移动性。此外,在重新配置方面考虑了过去行为。
某些实施例提供了用于调整LAT过程中的传输时长(监听时刻和监听时间周期两者)的方法。基于受影响频谱(信道)条件和过去行为,某些实施例还在LAT过程中使用组合确认帧而不是每帧确认帧。在确认中的调整方面包括发出组合确认帧的频率,即,调整发出组合确认帧之后的间隔。
提出某些实施例是为了认识到与常规技术和手段相关联的上述缺点,诸如以下示例。在具有大规模MIMO(即,大型天线***)并且用于定向传输的波束成形的情况下,LAT可以比LBT执行得更好。然而,具有高增益波束成形的NR或其它未来无线***将不能仅依赖于单个先说后听配置以获得高性能特性,而根据网络配置、业务特性、波束宽度、移动性以及频谱条件,以灵活的方式使用调整和重新配置特征可能是重要的。
与常规技术和手段相比,某些实施例可以提供潜在的益处,诸如以下示例。
LAT过程可以用于定向传输,以避免使用如下所述并且从图4中所示的模拟结果可以明显看出的基于LBT的介质接入的问题。
某些实施例旨在通过以各种方式调整LAT过程来改进***性能。例如,可以动态地选择用于执行“监听”操作的定时时刻(即,传输周期)和监听间隔的时长。此外,在LAT过程中引入使用和调整组合确认的概念。
这可以允许有效地发出更多的数据帧(和大数据大小的帧),而无需在介质竞争低时或者当使用高度定向传输时即在频谱干扰和冲突概率被估计为低时,潜在地更快监听NTS帧。
根据信道条件、数据传输的可靠性以及遇到的干扰,某些实施例允许调整数据帧大小,这实现有效的传输。可以在特定的传输尝试中调整数据帧大小。
当信道条件有利时,即竞争级别低或者当使用高度定向传输(干扰概率低)时,某些实施例允许使用组合或块确认。此外,根据动态条件,组合的确认帧的数量在给定的基于LAT的传输内并且在多个(连续)单独的传输上进行调整。这实现有效的更高数据速率和更低的控制开销。
监听间隔本身可以基于各种因子中的任何一个来调整,诸如传输的波束宽度,介质竞争,数据传输的可靠性等。基本原理如下所述:当使用低波束宽度时,随着对其它节点的潜在干扰减少,使得监听间隔更短,反之亦然。此外,如果介质竞争被评估为低,则可以使得监听间隔更短,反之亦然,以便降低干扰效应。
通过减少空闲监听和降低控制开销,LAT传输变得在频谱上更有效(即,有效利用无线电资源以交换数据)和能量有效,如某些实施例所实现的。此外,某些实施例使得频谱干扰和冲突数量减少,这隐含地实现更低的能量消耗。
当频谱和网络状况变得更差(例如,更高的竞争级别、冲突等)时,某些实施例还允许通信设备(基站和UE两者)使用具有更稳健的机制(涉及更高的控制开销)的LAT配置。
在本说明书中,关于某些实施例使用来自第三代合作伙伴计划(3GPP)NR的一些术语。然而,这些术语的使用不应被视为将所公开的主题的范围限制于3GPP***。诸如Wi-Fi的其它无线***也可受益于所公开的概念。此外,虽然有很重要的原因以使用定向通信用于厘米波和毫米波频率,但是本文描述的概念对于可以使用定向传输的其它更低频率也是有效的。此外,虽然参考未授权频谱呈现了某些实施例,但是所描述的概念可以另外应用于授权共享频谱和授权频谱。
诸如基站/eNodeB和UE等的术语应被视为非限制性的,并且并不意味着这两者之间存在某种等级关系;通常,“eNodeB”可被认为是设备1,“UE”可被认为是设备2,并且这两个设备在某些无线电信道上彼此通信。在LAT过程中,eNodeB或UE可以是发送节点或目标节点。
某些实施例依赖于度量(W)以控制LAT参数的调整。度量可以考虑例如介质的条件,业务特性,网络拓扑以及过去行为,这被用于执行调整决策。该度量可被称为加权函数或效用函数,并且可以定义如下。
W=w1·P1+w2·P2+w3·P3+w4·P4+...+wi·Pi (公式1)
在公式1中,参数P1、P2...Pi是影响因子或参数,w1、w2...wi是指示参数的相对影响的对应权重。可以基于网络场景本身预先选择加权因子,并且还可以根据变化的网络(例如,部署的拓扑和密度)、信道条件以及竞争级别来随后调整加权因子。加权因子的值在范围[0,1]内并且被归一化,以使得它们的和等于1,∑iwi=1。
作为示例,这些参数(Pi)可以包括以下内容。P1是指示频谱干扰的倒数即介质的空闲度(cleanliness)的参数。
P2指示诸如帧接收比率的可靠性指标。它指示已确认使用LAT过程发出的帧数。P3指示用于定向传输的传输波束宽度的倒数。P4指示介质的竞争级别的倒数。P5指示W的过去行为或过去值。这允许反映过去行为并且捕获加权函数的历史行为。其它参数可以包括业务的优先级、网络部署的密度等。
加权函数可以以规则的周期性时刻(以周期性方式)计算,或者它可以是基于事件的,即,每次执行LAT过程中的接收或发送时计算。用于计算加权函数和决策的配置可以在运行时进行相应地改变。下面描述各种替代实施例。可以组合实现所描述的实施例中的一个或多个,或者可以组合实施例的各种特征。
调整LAT过程的监听时刻
本文描述的概念之一是在发出第一数据帧之后调整监听周期。如果加权函数(例如,公式[1])具有大值,即,介质的干扰水平低(例如,当使用窄波束宽度传输时),介质的竞争级别被估计为低等,则LAT调整到更长的监听周期。
另一方面,如果加权函数具有小值,即,竞争级别高或者当使用更宽的波束宽度传输时(即,更易于遭受频谱干扰),则缩短监听周期。这种情况允许在需要执行监听操作以潜在地接收NTS帧作为LAT过程的一部分之前,当介质趋于空闲时,机会性地发送更多数量的帧。在下文中,我们描述了不同的实施例。
数据帧大小
可以基于加权函数来调整数据帧大小或传输间隔。较小的帧大小在传输期间增加了更多的控制开销,但降低了数据帧受干扰的机会。此外,对于更长的帧大小,所引起的重传开销更大。因此,应以智能的方式选择数据帧大小或传输间隔,其考虑了如介质的竞争级别,业务负载,传输波束宽度等多个因子——基本上是通过如在公式(1)中定义的加权函数建模的因子(W)。如果通过加权函数表示的度量值很大,则网络决定发送更大的数据帧以利用适合的信道条件。另一方面,如果加权函数具有小值,则网络可以使用大小更小的数据帧进行调整。图5示出了如果加权函数具有大值,则可以执行更长的帧传输,反之亦然。
图5示出了不同大小的帧传输。(a)如果加权函数(W)大,则使用大小更大的数据帧或更长的传输时间间隔。(b)如果加权函数(W)小,则使用大小更小的数据帧。
数据帧的数量
在一些实施例中,控制LAT过程以调整与所选择的监听周期对应地发出的数据帧的数量。该决定通过在公式(1)中定义的加权函数来控制。如果加权函数指示良好的传输条件,则网络可以通过延长监听周期来机会性地利用该介质,反之亦然。
图6示出了传输周期的不同时长。(a)如果加权函数(W)小,则使用相对更短的传输周期。(b)如果加权函数(W)大,则使用相对更长的传输周期。
适应的数据帧大小
在一些实施例中,在正在进行的LAT传输的过程期间基于加权函数来调整数据帧大小。如果加权函数具有更大的值,则使用更大的数据大小,反之亦然。因为可以在发送的任何帧(控制或数据)的发送和接收之后计算加权函数,所以允许在给定的LAT传输内调整数据帧大小。图7将其图示为示例。当然,可能存在对大小最小和最大的数据帧的实现特定和硬件能力限制,其不会进一步改变。还可以基于实现而灵活地选择增加或减少的步长。
图7示出了在LAT传输周期内的数据帧大小的调整。如果加权函数相对更大,则相应地可以使用更大的数据帧大小,反之亦然。该图示示出了当加权函数增加并且因此每个后续数据帧大小相对更大时的情况。
调整LAT过程中的组合确认帧
在一些实施例中,控制LAT过程以基于加权函数来调整ACK帧传输。如果针对每个所发送的数据帧而发出ACK帧,则需要更长的传播时间(air-time)以及用于监听帧的时间。因此,我们引入了基于加权函数而在LAT过程中使用组合ACK帧的想法。如果加权函数具有大值即传输条件更有利,则网络可以调整到不针对每个所发送的帧而发出ACK帧,反之亦然。
图8示出了在LAT过程中在给定的监听周期中发送不同数量的数据和ACK帧的示例。在图8(a)中,ACK帧在每个数据帧的传输之后发出。在图8(b)中,组合ACK帧在每三个数据帧的传输之后发出,这基本上提高了LAT传输效率。请注意,与图8(a)相比,图8(b)中的示例示出了在相同的监听周期内已发出更多数量的数据帧。此外,在LAT传输期间,还可以调整组合ACK帧方案。图8(c)示出了ACK帧在发送不同数量的ACK帧的传输之后发出。如果加权函数指示增加行为,则可以使得组合ACK帧传输在给定的监听间隔内更稀疏,反之亦然。
调整LAT过程中的监听间隔
如在关于图3描述的LAT过程中,执行“空闲监听”操作以潜在地接收NTS帧。如果网络中的竞争级别高或者业务负载更高等(即,加权函数W小),则可以使用更长的监听间隔。
图9示出了监听间隔的不同时长。更具体地,图9(a)示出了与图9(b)中的图示相比,LAT过程中的监听间隔更小。这分别对应于加权函数W的更大和更小的值。
更长的监听间隔允许网络监听多个NTS和/或NNTS帧,并相应地进行推迟。注意,可以在时间上仲裁用于NTS帧的传输时刻(例如,基于寻址信息、位置上下文、或上述的组合等)以避免潜在的冲突。在图10的示例中,AN1能够监听来自UE2和UE3的NTS传输,并相应地进行推迟。空闲监听间隔的延长是基于由加权函数W表示的网络中的竞争级别和业务量等。注意,在图9的示例中,分别从AN2和AN3到UE2和UE3的定向传输不会相互干扰。
图10示出了LAT过程的示例,其中,由AN1到UE1的传输干扰由AN2到UE2的传输以及由AN3到UE3的传输。通过具有延长的空闲监听间隔,AN1能够监听来自UE2和UE3的NTS传输,并相应地进行推迟。
图11A示出了根据所公开的主题的实施例的重新配置LAT过程的方法。
参考图11A,节点计算加权函数(W)(SI 105)。如果在步骤(SI 110)中加权函数的变化Δ变小于或等于可配置阈值,则在步骤(SI 115)中在LAT操作中使用相同的参数。如果Δ作大于可配置阈值,则如上所述地调整LAT参数(SI 120)。之后,用参数的新配置执行LAT操作(SI 125)。注意,SI 110中的可配置阈值可以是基于部署设置、***或硬件规定而预先配置的,或者可以在***的操作期间即时调整(例如,基于学习算法等)。加权函数的计算可以在LAT传输尝试之前执行一次,周期性地执行,或者可以在基于LAT的传输操作期间计算,诸如在帧的发送和接收之后。
图11B示出了根据所公开的主题的实施例的在无线通信网络中控制LAT过程的方法,无线通信网络包括至少源节点(SN)和目标节点(DN)。
参考图11B,该方法包括:获得指示LAT过程的操作上下文的信息(SI 130);根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数(SI 135);以及根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,至少控制SN或DN进行通信(SI 140)。
LAT过程的操作上下文例如可以包括以下中的至少一个:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及LAT过程的过去行为。在一个示例中,这种过去行为可以包括由公式(1)定义的W的当前值或过去值。
例如,调整LAT过程的至少一个参数例如可以包括:调整SN在传输周期之后将要使用的监听周期的时长。调整监听周期的时长例如可以包括:考虑到相对窄的波束宽度传输或相对低的信道竞争而增加监听周期,以及考虑到相对宽的波束宽度传输或相对高的信道竞争而减少监听周期。
调整LAT过程的至少一个参数可以替代地包括:调整将要用于由SN进行的传输的数据帧大小;调整将要用于由SN进行的传输的传输周期;调整将要由SN在传输周期内发送的数据帧的数量;调整每个确认(ACK)帧的将要发送的数据帧的数量。
指示LAT过程的操作上下文的信息可以包括:通过包括以下中的至少一个的因子的加权和确定的度量:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及LAT过程的过去行为。此外,在该上下文中,该方法还可以包括:确定度量是否超过预定阈值;以及作为度量是否超过预定阈值的结果,根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数。这些因子例如可以包括:由度量的先前值所指示的LAT过程的过去行为。
上述方法可由每个节点(SN和DN,即,接入网络节点(例如,基站、eNB)和终端设备(例如,UE))联合和/或独立地执行。节点还可以使用信令过程来交换消息,从而允许SN和DN调整用于每个传输的定时(即,调整定时)。下面提供了一些示例。
在一个示例中,SN基于先前传输中的链路的评估,决定将要发送多长时间的数据帧。基于来自接收机(DN)的ACK反馈,可以在传输过程期间进一步调整数据帧大小。在每个数据帧中通常存在“控制部分”(即,报头),其可以包含关于这种决定的信息。例如,数据帧报头可以包含用于发送针对每个数据帧的显式ACK帧或者发送针对多个数据帧的组合ACK的信息。在该上下文中,组合ACK是累积的ACK,其针对所接收的多个数据帧而发送。数据帧的报头还包含关于数据传输将持续多长时间的信息,源和目标信息等,其允许其它节点相应地调整它们的监听时刻,通过使用空间复用技术在非干扰方向上执行并行传输等。
所描述的实施例可以在支持任何适合的通信标准并且使用任何适合的组件的任何适当类型的通信***中实现。作为一个示例,某些实施例可以在诸如图12中所示的通信***中实现。虽然关于3GPP***和相关术语描述了某些实施例,但是所公开的概念不限于3GPP***。另外,虽然可以参考术语“小区”,但是所描述的概念也可以应用于其它上下文中,例如,在5G***中使用的波束。
参考图12,通信***1200包括多个无线通信设备1205(例如,UE、机器类型通信[MTC]/机器到机器[M2M]UE)和多个无线电接入节点1210(例如,eNodeB或其它基站)。通信***1200被组织成小区1215,小区1215经由对应的无线电接入节点1210连接到核心网络1220。无线电接入节点1210能够与无线通信设备1205以及适合于支持无线通信设备之间或者无线通信设备与另一个通信设备(诸如固定电话)之间的通信的任何附加元件进行通信。在上面参考图1至11描述的实施例中,无线电接入节点1210或无线通信设备1205中的任何一个可以构成SN或DN。
虽然无线通信设备1205可以表示包括硬件和/或软件的任何适合组合的通信设备,但是在某些实施例中,这些无线通信设备可以表示诸如通过图13A和13B更详细示出的那些设备。类似地,虽然所示出的无线电接入节点可以表示包括硬件和/或软件的任何适合组合的网络节点,但是在特定实施例中,这些节点可以表示诸如通过图14A、14B和15更详细示出的那些设备。
参考图13A,无线通信设备1300A包括处理器1305(例如,中央处理单元[CPU]、专用集成电路[ASIC]、现场可编程门阵列[FPGA]、和/或类似物)、存储器1310、收发机1315、以及天线1320。在某些实施例中,可以由执行存储在诸如存储器1310的计算机可读介质上的指令的设备处理器来提供被描述为由UE、MTC或M2M设备和/或任何其它类型的无线通信设备提供的功能中的一些或全部。替代的实施例可以包括除了图13A中所示的那些之外的附加组件,它们可以负责提供设备的功能的某些方面,包括本文描述的任何功能。
参考图13B,无线通信设备1300B包括被配置为执行一个或多个对应功能的至少一个模块1325。这些功能的示例包括如本文中参考无线通信设备所描述的各种方法步骤或方法步骤的组合。通常,模块可以包括被配置为执行对应功能的软件和/或硬件的任何适合组合。例如,在一些实施例中,模块包括被配置为当在关联的平台(诸如图13A中所示的平台)上执行时执行对应功能的软件。在一个示例性实施例中,无线通信设备1300B包括:获得模块,其被配置为获得指示LAT过程的操作上下文的信息;调整模块,其被配置为根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数;以及控制模块,其被配置为根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,控制至少SN或DN进行通信。
参考图14A,无线电接入节点1400A包括控制***1420,其包括节点处理器1405(例如,中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、和/或类似物)。此外,无线电接入节点1400A包括至少一个无线电单元1425,其包括耦合到至少一个天线1430的至少一个发射机1435和至少一个接收机。在一些实施例中,无线电单元1425在控制***1420外部并且例如经由有线连接(例如,光缆)连接到控制***1420。然而,在一些其它实施例中,无线电单元1425以及可能的天线1430与控制***1420集成在一起。节点处理器1405用于提供如本文所述的无线电接入节点1400A的至少一个功能1445。在一些实施例中,功能采用存储在例如存储器1410中并且由节点处理器1405执行的软件实现。
在某些实施例中,由基站、NodeB、eNodeB和/或任何其它类型的网络节点提供的一些或全部功能可以通过节点处理器1405执行存储在计算机可读介质(诸如图14A中所示的存储器1410)上的指令来提供。无线电接入节点1400的替代实施例可以包括附加组件以提供附加的功能,诸如本文描述的功能和/或相关的支持功能。
参考图14B,无线电接入节点1400B包括被配置为执行一个或多个对应功能的至少一个模块1450。这些功能的示例包括本文中参考无线电接入节点描述的各种方法步骤或方法步骤的组合。通常,模块可以包括被配置为执行对应功能的软件和/或硬件的任何适合组合。例如,在一些实施例中,模块包括被配置为当在关联的平台(诸如图14A中所示的平台)上执行时执行对应功能的软件。
在一个示例性实施例中,无线电接入节点1400B包括:获得模块,其被配置为获得指示LAT过程的操作上下文的信息;调整模块,其被配置为根据所获得的信息,调整LAT过程的至少一个参数;以及控制模块,其被配置为根据具有所调整的至少一个参数的LAT过程,控制至少SN或DN进行通信。
图15是示出根据所公开的主题的实施例的虚拟化无线电接入节点1500的框图。关于图15描述的概念可以类似地应用于其它类型的网络节点。此外,其它类型的网络节点可以具有类似的虚拟化架构。如本文所使用的,术语“虚拟化无线电接入节点”是指无线电接入节点的实现,其中,无线电接入节点的至少一部分功能被实现为虚拟组件(例如,经由在网络中的物理处理节点上执行的虚拟机)。
参考图15,无线电接入节点1500包括如关于图14A所描述的控制***1420。
控制***1420经由网络接口1415连接到一个或多个处理节点1520,一个或多个处理节点1520耦合到网络1525或者被包括作为网络1525的一部分。每个处理节点1520包括一个或多个处理器1505(例如,CPU、ASIC、FPGA、和/或类似物)、存储器1510、以及网络接口1515。
在该示例中,本文描述的无线电接入节点1400A的功能1445在一个或多个处理节点1520处实现,或者以任何期望的方式分布在控制***1420和一个或多个处理节点1520上。在一些实施例中,本文描述的无线电接入节点1400A的一些或全部功能1445被实现为虚拟组件,虚拟组件由在处理节点1520托管的虚拟环境中实现的一个或多个虚拟机执行。本领域的普通技术人员将理解,使用处理节点1520与控制***1420之间的附加信令或通信,以执行至少一些所需的功能1445。如由虚线所指示的,在一些实施例中,可以省略控制***1420,在这种情况下,无线电单元1425经由适当的网络接口直接与处理节点1520通信。
在一些实施例中,计算机过程包括指令,这些指令在由至少一个处理器执行时使至少一个处理器执行无线电接入节点(例如,无线电接入节点1210或1400A)或另一个节点(例如,处理节点1520)的功能,该另一个节点根据本文描述的任何实施例在虚拟环境中实现无线电接入节点的一个或多个功能。
如前文所指出的,某些实施例提供了用于LAT过程的重新配置和调整机制,这实现了取决于网络大小和拓扑、频谱干扰、定向传输的波束宽度、业务特性以及移动性模式的有效传输。影响在运行时的调整的因子由加权函数捕获,并且可以针对特定实现而调整。重新配置包括LAT过程中的监听定时(监听间隔和传输周期两者),以及用于组合确认帧的方法。描述了不同的实施例以示出LAT过程可如何进行调整和重新配置,这实现了有效传输。
以下是可以在该书面描述中使用的首字母缩略词的列表。
ACK 确认
AP 接入点
ARQ 自动重传请求
BO 退避
CCA 空闲信道评估
CFP 无竞争期
CW 竞争窗口
DCF 分布式协调功能
DIFS DCF帧间间隔
DL 下行链路
DRS 发现参考信号
eNB 演进型NodeB、基站
LAT 先说后听
LBT 先听后说
MCS 调制编码方案
NR 新无线电(是指5G无线电接口)
QoS 服务质量
RB 资源块
RF 无线电频率
SCell 辅小区
SIFS 短帧间间隔
STA 台站
UE 用户设备
UL 上行链路
虽然以上参考各种实施例呈现了所公开的主题,但是应当理解,在不背离所公开的主题的整个范围的情况下,可以对所描述的实施例进行形式和细节上的各种改变。

Claims (24)

1.一种在无线通信网络中控制先说后听LAT过程的方法(1100B),所述无线通信网络包括源节点SN和目标节点DN中的至少一个,所述方法包括:
获得指示所述LAT过程的操作上下文的信息(SI 130);
根据所获得的信息,调整所述LAT过程的至少一个参数(SI 135);以及
根据具有所调整的至少一个参数的所述LAT过程,至少控制所述SN或所述DN进行通信(SI 140)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述LAT过程的操作上下文包括以下中的至少一个:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及所述LAT过程的过去行为。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整所述SN在传输周期之后将要使用的监听周期的时长。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,调整所述监听周期的所述时长包括:考虑到相对窄的波束宽度传输或相对低的信道竞争而增加所述监听周期,以及考虑到相对宽的波束宽度传输或相对高的信道竞争而减少所述监听周期。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要用于由所述SN进行的传输的数据帧大小。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要用于由所述SN进行的传输的传输周期。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要由所述SN在传输周期内发送的数据帧的数量。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整每个确认(ACK)帧的将要发送的数据帧的数量。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法,其中,指示所述LAT过程的所述操作上下文的所述信息包括:通过包括以下中的至少一个的因子的加权和确定的度量:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及所述LAT过程的过去行为。
10.根据权利要求9所述的方法,还包括:
确定所述度量是否超过预定阈值(SI 110);以及
作为所述度量是否超过所述预定阈值的结果,根据所获得的信息,调整所述LAT过程的所述至少一个参数(SI 120)。
11.根据权利要求9所述的方法,其中,所述因子包括:由所述度量的先前值所指示的所述LAT过程的所述过去行为。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中,所述方法由所述SN执行。
13.一种装置(1205、1210、1300A、1300B),被配置为在无线通信网络中控制先说后听LAT过程,所述无线通信网络包括源节点SN和目标节点DN中的至少一个,所述装置包括:
处理电路(1305、1325、1405、1450)和存储器(1310、1410),共同被配置为:
获得指示所述LAT过程的操作上下文的信息;
根据所获得的信息,调整所述LAT过程的至少一个参数;以及
根据具有所调整的至少一个参数的所述LAT过程,至少控制所述SN或所述DN进行通信。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述LAT过程的操作上下文包括以下中的至少一个:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及所述LAT过程的过去行为。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的装置,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整所述SN在传输周期之后将要使用的监听周期的时长。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,调整所述监听周期的所述时长包括:考虑到相对窄的波束宽度传输或相对低的信道竞争而增加所述监听周期,以及考虑到相对宽的波束宽度传输或相对高的信道竞争而减少所述监听周期。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的装置,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要用于由所述SN进行的传输的数据帧大小。
18.根据权利要求13至16中任一项所述的装置,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要用于由所述SN进行的传输的传输周期。
19.根据权利要求13至16中任一项所述的装置,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整将要由所述SN在传输周期内发送的数据帧的数量。
20.根据权利要求13至16中任一项所述的装置,其中,调整所述LAT过程的所述至少一个参数包括:调整每个确认(ACK)帧的将要发送的数据帧的数量。
21.根据权利要求13至20中任一项所述的装置,其中,指示所述LAT过程的所述操作上下文的所述信息包括:通过包括以下中的至少一个的因子的加权和确定的度量:通信介质的条件,业务特性,网络拓扑,以及所述LAT过程的过去行为。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述处理电路和所述存储器进一步共同被配置为:
确定所述度量是否超过预定阈值(SI 110);以及
作为所述度量是否超过所述预定阈值的结果,根据所获得的信息,调整所述LAT过程的所述至少一个参数(SI 120)。
23.根据权利要求21所述的装置,其中,所述因子包括:由所述度量的先前值所指示的所述LAT过程的所述过去行为。
24.根据权利要求13至23中任一项所述的装置,其中,所述方法由所述SN执行。
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