頻譜接入方法及裝置制造方法及圖紙

在尊重多信道無(wú)線網(wǎng)路以時(shí)域分離方式來(lái)達(dá)到基本通信共存的條件下，本發(fā)明專利技術(shù)公開(kāi)一種頻譜接入方法，包括從多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有的LTE?U用戶中選取待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE?U用戶Celli；計(jì)算與LTE?U用戶Celli處于不同信道的(m?1)組802.11用戶分別接入第i條無(wú)線信道時(shí)，(m?1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量以及分別對(duì)LTE?U用戶Celli造成的吞吐量衰減量；選擇其中一組802.11用戶，在LTE?U時(shí)間周期內(nèi)接入第i條無(wú)線信道。相應(yīng)地，本發(fā)明專利技術(shù)還公開(kāi)一種頻譜接入裝置。本發(fā)明專利技術(shù)可達(dá)到802.11用戶與LTE?U用戶共存時(shí)，提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的目的。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及通信領(lǐng)域，具體地，涉及一種頻譜接入方法及裝置。
技術(shù)介紹
LTE(LongTermEvolution，長(zhǎng)期演進(jìn))是由3GPP(The3rdGenerationPartnershipProject，第三代合作伙伴計(jì)劃)組織制定的UMTS(UniversalMobileTelecommunicationsSystem，通用移動(dòng)通信系統(tǒng))技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)期演進(jìn)。在世界范圍內(nèi)，由于對(duì)現(xiàn)有的LTE服務(wù)需求量的急劇增加以及可用頻譜資源的短缺，現(xiàn)今多家信息與通信技術(shù)公司及運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始嘗試探索并評(píng)估使用非授權(quán)頻段的可行性。其中三段位于5GHz附近的U-NII頻段：U-NII-1(5150-5250MHz),U-NII-2(5250-5725MHz)及U-NII-3(5725-5850MHz)被認(rèn)為是十分適合未來(lái)提供給LTE新服務(wù)的頻譜資源。而對(duì)于提議在該頻段運(yùn)行的LTE服務(wù)，我們稱其為L(zhǎng)TE-U或居于非授權(quán)頻段的LTE服務(wù)(LAA)。一些信息與通信技術(shù)公司及運(yùn)營(yíng)商也已經(jīng)對(duì)使用該頻段做了評(píng)估，并認(rèn)為這種擴(kuò)展到非授權(quán)頻段而使用的LTE服務(wù)將很大程度上緩解以往在授權(quán)頻段上因需求量過(guò)大而導(dǎo)致的用戶體驗(yàn)問(wèn)題，以及頻譜使用效率的問(wèn)題等。例如在3GPP中的Release13標(biāo)準(zhǔn)中提出了使用載波聚合技術(shù)而擴(kuò)展至5GHz頻段的下行LTE信號(hào)傳輸服務(wù)。不過(guò)相比如今使用在授權(quán)頻段上的LTE服務(wù)，LTE-U將會(huì)同時(shí)與現(xiàn)今的許多非授權(quán)頻段的服務(wù)工作于相同的信道，進(jìn)而產(chǎn)生相互的信號(hào)干擾以及沖突問(wèn)題。如今工作于非授權(quán)頻段上的無(wú)線局域網(wǎng)服務(wù)中，最普遍并大量使用的就是802.11家族，也就是我們通常提到的路由器或Wi-Fi服務(wù)。而由于未來(lái)LTE-U的基站將很有可能布置于家居或室內(nèi)公共環(huán)境中，從而增加了Wi-Fi發(fā)送端與LTE-U下行傳輸發(fā)送端共存于相同局域網(wǎng)中的可能性。因此，LTE-U與802.11家族設(shè)備間的合理共存問(wèn)題將是當(dāng)今與未來(lái)一個(gè)亟待解決的焦點(diǎn)。LTE-U為未來(lái)的授權(quán)頻譜服務(wù)，而802.11設(shè)備大多則是工作于ISM頻段上的無(wú)授權(quán)頻譜服務(wù)，因此二者最本質(zhì)的一個(gè)區(qū)別便是LTE-U系列的用戶服務(wù)將會(huì)首先被保護(hù)，而802.11的服務(wù)僅能在保證不對(duì)授權(quán)頻譜用戶造成過(guò)嚴(yán)重影響下才能進(jìn)行。二者另一個(gè)明顯區(qū)別則在于自身為維護(hù)并改善服務(wù)質(zhì)量而采用的控制及保護(hù)平面。LTE-U將繼承大部分原先3GPP中LTE服務(wù)的控制平面，十分高效有序地管理其用戶數(shù)據(jù)流的每次頻譜接入或數(shù)據(jù)傳輸。而802.11低成本服務(wù)的特點(diǎn)也影響到它的控制平面部分，其主要以CSMA/CA機(jī)制或能量偵測(cè)的方法來(lái)控制頻譜的接入與空閑。因此當(dāng)LTE-U與802.11設(shè)備共存于有限的局域網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，802.11設(shè)備將由于其為非授權(quán)頻譜用戶的特點(diǎn)而主動(dòng)避讓正在使用該頻譜的LTE-U服務(wù)。同時(shí)正因?yàn)?02.11設(shè)備簡(jiǎn)易的頻譜接入?yún)f(xié)議，在多個(gè)LTE-U用戶同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)一個(gè)相同的信道時(shí)，802.11的服務(wù)甚至?xí)呌诮K止，在這種情況下，將會(huì)對(duì)802.11用戶的用戶體驗(yàn)產(chǎn)生很?chē)?yán)重的負(fù)面影響。雖然LTE-U的服務(wù)需要被授權(quán)保護(hù)，但是802.11這一技術(shù)已經(jīng)十分成熟并廣泛分布于我們生活當(dāng)中，并已成為我們?cè)L問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)一種十分高效方便的途徑。因此如何在保證LTE-U的用戶體驗(yàn)情況下，最大化802.11的傳輸吞吐量將成為兩者共存問(wèn)題當(dāng)中一個(gè)至關(guān)重要的研究主題。在現(xiàn)有的解決辦法中，主要以CSAT(CarrierSensingAdaptiveTransmission,載波偵聽(tīng)自適應(yīng)傳輸協(xié)議)與LBT(Listen-before-Talk，傳輸前幀聽(tīng)協(xié)議)兩種方法來(lái)調(diào)控LTE-U與802.11設(shè)備間的傳輸與頻譜接入。CSAT的基本想法即通過(guò)設(shè)定一特定長(zhǎng)度的循環(huán)區(qū)間與占用時(shí)間比來(lái)達(dá)到讓LTE-U與802.11之間的共存。本質(zhì)上是一種時(shí)域管理的方法。這一方法可以直接避免LTE-U與802.11設(shè)備之間因?yàn)楣灿妙l譜而導(dǎo)致的信號(hào)干擾問(wèn)題。盡管CSAT用最直接的方式隔離開(kāi)了兩種信號(hào)，從而避免了兩者之間的沖突，但是這既是這種方法的優(yōu)點(diǎn)也同樣是它的缺點(diǎn)。缺點(diǎn)在于，當(dāng)我們?cè)O(shè)置了特定的循環(huán)區(qū)間長(zhǎng)度以及兩種信號(hào)所占用的時(shí)間比，LTE-U的區(qū)間將完全隔離802.11的任何服務(wù)，這從時(shí)域上很大程度地降低了802.11的吞吐量。另有評(píng)估結(jié)果顯示，當(dāng)LTE-U接入其循環(huán)工作周期時(shí)，不會(huì)像802.11設(shè)備一樣先進(jìn)行信道檢測(cè)，而是會(huì)直接接入信道，這種方式會(huì)使仍在工作的802.11服務(wù)受到干擾，從而引起吞吐量的下降。不僅如此，在固定的循環(huán)區(qū)間長(zhǎng)度情況下，隨著LTE-U占用循環(huán)區(qū)間時(shí)間比的增加，802.11用戶的吞吐量也將大幅下降。LBT機(jī)制是指在LTE-U與802.11在占用頻譜進(jìn)行傳輸前，先對(duì)該頻譜進(jìn)行檢測(cè)并判斷該信道是否處于空閑。若信道處于空閑，則兩者之一可以聲明該信道將被使用，從而避免兩者同時(shí)進(jìn)行傳輸而產(chǎn)生的干擾問(wèn)題。相比CSAT，LBT的機(jī)制較為“文明”，因?yàn)長(zhǎng)TE-U與802.11在接入頻譜前，都會(huì)先對(duì)其將要使用的頻譜進(jìn)行檢測(cè)并聲明。但是802.11的LBT機(jī)制還包括隨機(jī)避退(RandomBackoff)與指數(shù)避退(ExponentialBackoff)。兩種避退方式的基本思想就是在接入頻譜前再添加一段時(shí)間來(lái)檢測(cè)是否的確在這段時(shí)間內(nèi)也沒(méi)有其他用戶使用該頻譜。這種等待將會(huì)很大程度提高LTE-U的接入可能性，從而導(dǎo)致802.11的傳輸長(zhǎng)時(shí)間處于等待狀態(tài)，最終吞吐量大幅度下降。現(xiàn)有技術(shù)中的LTE-U與802.11共存的方案，802.11用戶的吞吐量受到了很大的影響，并不能提升802.11用戶的吞吐量。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種頻譜接入方法，解決當(dāng)多個(gè)LTE-U用戶與多個(gè)802.11用戶分別共存于多個(gè)信道時(shí)，如何盡可能地同時(shí)提升802.11用戶與全局網(wǎng)絡(luò)的吞吐量的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供一種頻譜接入方法，包括：按照載波偵聽(tīng)自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Celli；計(jì)算與所述LTE-U用戶Celli處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量；根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。實(shí)施本專利技術(shù)，具有如下有益效果：本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種頻譜接入方法，其特征在于，包括：按照載波偵聽(tīng)自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE?U用戶和一組802.11用戶占用；分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE?U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE?U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE?U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE?U用戶中選取一組LTE?U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE?U用戶Celli；計(jì)算與所述LTE?U用戶Celli處于不同信道的(m?1)組802.11用戶分別在所述LTE?U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE?U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m?1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m?1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE?U用戶Celli造成的吞吐量衰減量；根據(jù)所述(m?1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m?1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE?U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE?U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種頻譜接入方法，其特征在于，包括：按照載波偵聽(tīng)自適應(yīng)傳輸協(xié)議為多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一條無(wú)線信道設(shè)定循環(huán)時(shí)間區(qū)間；其中，所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)包含m條無(wú)線信道，每一條所述無(wú)線信道均被一組LTE-U用戶和一組802.11用戶占用；分配每一條所述無(wú)線信道中的LTE-U時(shí)間周期以及802.11時(shí)間周期；其中，所述LTE-U時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的LTE-U用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域，所述802.11時(shí)間周期為所述無(wú)線信道的802.11用戶在所述循環(huán)時(shí)間區(qū)間內(nèi)占用的時(shí)間區(qū)域；從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Celli；計(jì)算與所述LTE-U用戶Celli處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量；根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。2.如權(quán)利要求1所述的頻譜接入方法，其特征在于，所述從所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的所有所述LTE-U用戶中選取一組LTE-U用戶，作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Celli，具體包括：比較所述多信道無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的每一組所述LTE-U用戶的帶寬大小；選擇帶寬最小的LTE-U用戶作為待與802.11用戶協(xié)同工作的LTE-U用戶Celli。3.如權(quán)利要求1或2所述的頻譜接入方法，其特征在于，所述計(jì)算與所述LTE-U用戶Celli處于不同信道的(m-1)組802.11用戶分別在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，具體包括：提取與所述LTE-U用戶Celli處于不同信道的(m-1)組802.11用戶WLAN1～WLANm-1；從所述(m-1)組802.11用戶WLAN1～WLANm-1中依次選取一組802.11用戶在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道，計(jì)算吞吐量Tij，以及吞吐量衰減量Dij；其中，所述吞吐量Tij為選取第j組802.11用戶WLANj在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLANj獲得的吞吐量；所述吞吐量衰減量Dij為選取第j組802.11用戶WLANj在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述LTE-U用戶Celli所在的第i條無(wú)線信道時(shí)，802.11用戶WLANj對(duì)LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量；1≤j≤m-1。4.如權(quán)利要求3所述的頻譜接入方法，其特征在于，所述根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道，具體包括：計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K1～Km-1；其中，Kj＝Tij/Dij；比較所述(m-1)個(gè)平衡變量值K1～Km-1，將平衡變量值最大的一組802.11用戶設(shè)為可接入第i條無(wú)線信道的802.11用戶WLANx；設(shè)定所述802.11用戶WLANx在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道。5.如權(quán)利要求3所述的頻譜接入方法，其特征在于，所述根據(jù)所述(m-1)組802.11用戶分別獲得的吞吐量，以及所述(m-1)組802.11用戶分別對(duì)所述LTE-U用戶Celli造成的吞吐量衰減量，選擇其中一組802.11用戶，在所述LTE-U時(shí)間周期內(nèi)接入所述第i條無(wú)線信道，具體包括：計(jì)算與所述(m-1)組802.11用戶一一對(duì)應(yīng)的(m-1)個(gè)平衡變量值K1～Km-1；其中，Kj＝Tij/Dij；選取所述吞吐量衰減量小...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李佳悅，倪明選，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：廣州市香港科大霍英東研究院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：廣東;44