媒体接入控制的制作方法

本发明涉及媒体接入技术，特别是涉及接入射频媒体的先听后说(listenbeforetalk(lbt))技术。

背景技术：

借助于蜂窝网络使用移动通信在许多工业领域和日常生活领域中很流行。蜂窝网络例如可以包括第三代合作伙伴计划(3gpp)、长期演进(lte，有时也称为4g)、以及3gpp新无线电(nr，有时也称为5g)技术。蜂窝网络可以包括多个小区，每个小区内有多个节点彼此通信或者与小区的基站通信。

这种蜂窝通信系统可以与包括非授权频带的开放频谱上的通信相结合。例如，在标准化会议中讨论了非授权频带的使用，例如参见3gpprp-162159(3gpptsgranmeeting#74,vienna,austria,december5-8,2016)和rp-162043(3gpptsgranmeeting#74,vienna,austria,december5-8,2016)。

特别地，在3gpp中，正在讨论用于物联网(iot)解决方案的非授权频带的使用。对于在非授权频带上的通信，在多个网络、运营商或者想要接入非授权频带的任何节点之间共享传输资源。因此，在将非授权频带使用应用于物联网时，可以增加完成通信资源分配的复杂性，因为可以在想要接入非授权频带的任何装置之间共享单个信道。通常，这涉及先听后说(lbt)技术，以确保传输资源在非授权频带上可获得。它还可以包括对每次传输尝试的最大允许信道占用率的限制，从而限制在成功先听后说信道感测活动之后的每次传输的时间。如果尝试传输但最终遇到冲突情况，就可能要求回退技术。根据回退技术，导致与尝试通过非授权频带发送的一个或更多个其它节点冲突的传输尝试可能导致进一步重传尝试，例如在随机超时持续时间之后。

为了提供大覆盖范围，在3gpp规范中引入了覆盖增强(ce)技术。ce技术可以结合机器类型通信(mtc)和窄带物联网(nb-iot)(有时也被称为nb-lte)来使用。

特别是，lbt和ce的组合可能引起其它问题。利用ce，每次传输都被重复多次，以便改进聚合信干噪比(snir)，从而改进系统链路预算。通过采用ce，即使在对应无线链路上的通信条件很差的情况下，也可以增加成功传输的可能性。从而，即使对于如针对mtc和nb-lot域内设想的低传输功率来说，也可以显著增加网络的覆盖范围。在3gpp中使用不同ce级别，其中，10到100的重复级别是较大ce级别的公共值，而对于最大ce级别，允许甚至2048次重复。然而，ce的技术在与非授权频带上的传输相结合方面面临某些限制和缺点。例如，实现大量重复和高度利用的非授权频带的ce导致冲突的可能性显著增加。而且，由于最大允许信道占用时间的潜在限制，可能需要若干传输事件以便传输大量重复。这可能是由于根据ce的大量重复所要求的总传输时间较长的缘故。传输冲突通常导致回退，从而导致进一步重传。这可能增加延迟并且可能导致发送节点的能耗增加。

技术实现要素：

因此，需要一种用于接入媒体或信道的先进技术，以避免当在媒体或信道上的许多冲突的可能性很大时发起传输。

所附独立权利要求的特征满足这种需求。从属权利要求的特征限定了实施方式。

根据本发明，一种方法包括以下步骤：监测第一值。第一值指示无线信道的相对占用率和经由无线信道从远程通信装置接收的信号的信号质量中的至少一者。该方法还包括以下步骤：监测第二值，第二值指示无线信道上的信号电平。最后，根据该方法，基于第一值和第二值，选择性地发起经由无线信道的数据传输。换句话说，根据该方法，在发起无线信道上的数据传输之前，需要满足两个信道感测要求。这可以有助于在发起数据传输时降低无线信道上的冲突的可能性。

还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括可以通过至少一个处理器执行的程序代码。执行程序代码使至少一个处理器执行该方法。该方法包括以下步骤：监测第一值，第一值指示无线信道的相对占用率和经由无线信道从远程通信装置接收的信号的信号质量中的至少一者。该方法还包括以下步骤：监测第二值，第二值指示无线信道上的信号值，并且基于第一值和第二值，选择性地发起经由无线信道的数据传输。

一种计算机程序包括可以通过至少一个处理器执行的程序代码。执行程序代码使至少一个处理器执行一种方法。该方法包括以下步骤：监测第一值，第一值指示无线信道的相对占用率和经由无线信道从远程通信装置接收的信号的信号质量中的至少一者。该方法还包括以下步骤：监测第二值，第二值指示无线信道上的信号电平。根据该方法，基于第一值和第二值，选择性地发起经由无线信道的数据传输。

根据实施方式，第一值在预定义第一时段内被监测，并且第二值在预定义第二时段内被监测。预定义第二时段至少部分地不同于预定义第一时段。特别地，预定义第一时段和预定义第二时段可以完全不相交。预定义第一时段可以比预定义第二时段更长。而且，预定义第一时段可以设置在预定义第二时段之前。第二值的监测可以基于第一值的监测被选择性地执行。例如，可以在预定义第一时段内监测第一值，并且在无线信道的相对占用率低于预定义阈值和/或经由无线信道从远程通信装置接收的信号的信号质量高于预定义阈值的情况下，可以发起第二值的监测。可以在预定义第二时段内监测第二值，并且仅在无线信道上的信号电平在预定义第二时段内满足预定义要求的情况下，可以发起经由无线信道的数据传输。因此，在接入无线信道之前，必须满足至少两个要求。只要其中一个要求未得到满足，该方法就可以重新开始，开始于监测第一值。

根据实施方式，该方法还包括以下步骤：在预定义第一时段内确定无线信道上的多个信号电平值，并且确定多个信号电平值中的、高于预定义阈值的那些信号电平值的数量。基于高于预定义阈值的信号电平值的数量以及预定义多个信号电平值的总数量来确定指示相对占用率的第一值。因此，可以容易地确定无线信道的相对占用率，并且基于该信息，可以监测第二值以接入无线信道。预定义阈值可以具有处于例如5％至15％的范围内的值。

根据另一实施方式，该方法还包括以下步骤：确定经由无线信道从远程通信装置接收的后续信号传输的多个信号质量值，并且基于多个信号质量值的组合确定指示信号质量的第一值。多个信号质量值中的每个信号质量值例如可以包括：后续信号传输中的相应信号传输的信噪比，或者后续信号传输中的相应信号传输的接收信号强度。因此，在接入无线信道之前，对接收信号强度或质量进行评估。后续信号传输中的每个都可以包括可以从远程通信装置广播的至少一个参考符号，例如，所谓的信标或导频音。远程通信装置例如可以包括：无线通信网络的小区的基站、在无线通信网络中操作的终端装置或者用户设备装置。因此，在尝试接入用于数据传输的无线信道之前，可以测量并评估广播信号的信号质量。按这种方式，可以避免在差信道条件期间尝试接入无线信道。

可以基于从远程通信装置接收的信号的信号质量与过去从远程通信装置接收的另一些信号的历史信号质量相比的变化，来确定指示信号质量的第一值。因此，可以确定接收到的信号质量与历史测量值相比的相对或绝对劣化，并且仅在当前信号质量高于基于历史信号质量的阈值的情况下才尝试接入无线信道。这可以帮助避免在差信道条件期间接入无线信道。

无线信道可以至少部分地设置在开放频谱中。开放频谱可以包括大量通信装置(例如iot和mtc装置)正在试图接入的非授权频带。

根据实施方式，如果监测到的信号电平在预定义第二时段内总是低于预定义阈值，则发起数据传输。因此，监测指示无线信道上的信号电平的第二值可以满足与常规先听后说技术相同的要求。另外，在数据传输期间检测到冲突的情况下，可以包括回退过程。

根据本发明，一种用于无线通信网络的通信装置包括：至少一个收发器，至少一个收发器在通信装置与无线通信网络的远程通信装置之间经由无线信道来传送数据；和控制单元。控制单元可以包括被配置成执行程序代码的处理器。控制单元被配置成监测第一值，第一值指示无线信道的相对占用率和经由无线信道从远程通信装置接收的信号的信号质量中的至少一者。控制单元还被配置成监测第二值，第二值指示无线信道上的信号电平，并且基于第一值和第二值，选择性地发起经由无线信道的数据传输。

通信装置还可以被配置成执行上述方法的实施方式。

尽管结合本发明的具体实施方式和各个方面，对上面的概述和下面的详细描述中描述的特定特征进行了描述，但应当明白，除非另外具体加以指明，这些示例性实施方式和各个方面的特征可以彼此组合。而且，上述方法可以由包括用户设备、iot装置或mtc装置的通信装置来执行。远程通信装置例如可以包括通信网络的基站(特别是蜂窝通信网络的基站)、接入点、中继装置或其它通信装置(如用户设备、iot装置或mtc装置)。

附图说明

下面参照附图对本发明进行更详细描述。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的通信装置。

图2示出了根据本发明的实施方式的包括方法步骤的方法。

图3至图6示出了监测到的无线信道上的信号值。

具体实施方式

下面对本发明的示例性实施方式进行更详细描述。要明白的是，除非另外具体加以指明，在此描述的各种示例性实施方式的特征可以彼此组合。除非另外具体加以指明，图中所示的组件或装置之间的任何耦接可以是直接或间接耦接。组件之间的耦接还可以通过无线连接建立。功能模块可以按硬件、固件、软件或其组合来实现。

附图将被视为示意性表述，而且图中所示的元件不必按比例示出。而是，不同元件被表示成使得它们的功能和一般目的对于本领域技术人员来说是显而易见的。

下面公开在网络的第一节点与第二节点之间发送和/或接收(传送)编码数据的技术。例如，该数据可以对应于由第一节点和/或第二节点实现的应用的有效载荷数据。另选地或另外地，该数据可以对应于控制数据，例如根据开放系统接口(osi)模型的第二层或第三层控制数据。该数据可以包括上行链路(ul)数据或下行链路(dl)数据。第一节点例如可以包括通信装置，例如移动装置、用户设备(ue)、iot装置或mtc装置。第二节点例如可以包括例如基站(bs)或另一通信装置。数据可以是从ue向bs发送的上行链路数据，和/或数据可以是从bs向ue发送的下行链路数据。在其它示例中，在两个ue之间可以采用网络的无线链路的侧链路上的装置到装置(d2d)通信。

本文所述的各种技术可以特别应用于非授权频带上的传输。非授权频带可以驻留在开放频谱中。多个运营商或网络可以共享对开放频谱的接入。换句话说，对开放频谱的接入可能不限于单个运营商或网络。通常情况下，开放频谱上的通信可能涉及lbt过程和/或回退过程。这样的技术有时也称为载波侦听多路接入/冲突避免(csma/ca)。另选地或者结合lbt操作的要求，开放频谱上的通信可能涉及最大信道占用时间。最大信道占用时间可以限制发送节点以在成功lbt之后将通过开放频谱的传输限制到最大持续时间。

图1示意性地示出了包括基站10和通信装置20的通信网络。通信网络可以包括例如实现3gpplte架构的蜂窝网络或者其它类型的网络，例如电气和电子工程师协会(ieee)802.11x无线局域网、蓝牙或zigbee。

通信装置20例如可以包括智能手机、蜂窝电话、平板电脑、笔记本电脑、计算机、智能tv、mtc装置或iot装置。mtc或iot装置通常是具有对数据流量的低到中等要求和宽松延迟要求的装置。采用mtc或iot装置的通信应当实现低复杂性和低成本。mtc或iot装置的能耗应当相对较低，以便允许电池供电装置运行相当长的持续时间。通信装置20可以通过驻留在开放频谱中的非授权频带来提供通信。

基站10例如可以实现演进umts陆基无线电接入技术(e-utran)，或者可以包括无线局域网(wlan)的网关。另外地或者作为另选例，基站20可以通过驻留在开放频谱中的非授权频带来提供通信。因此，可以提供通过非授权频带在通信装置20与基站10之间进行的通信。

基站10包括：收发器11(rxtx)、控制单元12(cu)以及天线13。通信装置20包括收发器21(rxtx)、控制单元22(cu)、以及天线23。在无线通信系统中，可以存在多个基站10和多个通信装置20。因此，多个通信装置可以尝试接入非授权频带中的无线通信信道。为了避免当两个或更多个装置正在试图通过同一无线通信信道同时发送数据时发生冲突，可以采用lbt技术。

图2示出了用于通过在经由无线通信信道发送数据之前监听无线通信信道上的信号来接入该无线通信信道的方法200。该方法200包括方法步骤201至208。方法200可以例如由装置20的控制单元22来执行。

在步骤201中，监测第一值。第一值例如可以指示无线通信信道在非授权频带中的相对占用率。例如，控制单元22可以分析经由收发器21和天线23接收的非授权频带中的信号。该信号可以包括在预定义第一时段内在无线通信信道上的信号电平的时间演变。图3示出了指示在预定义第一时段t1内在无线通信信道上的信号电平(例如，信号能量(e))的时间演变的示例性信号301。可以通过将信号301与第一阈值te1进行比较来确定无线通信信道的相对占用率。每当信号301的信号电平高于第一阈值te1时，假设无线通信信道被占用。每当信号301的信号电平低于第一阈值te1时，就假设无线通信信道未被占用。在预定第一时段t1内监测信号301。将信号301高于第一阈值te1的时段累积并设定成与预定第一时段t1相关。这导致无线通信信道的相对占用率。根据实现，可以以等距时间步长对信号301的信号电平进行采样，并且将高于第一阈值te1的样本的数量设定成与在第一预定义时段t1内采集的样本的总数量相关，以实现无线通信信道的相对占用率。可以将所确定的相对占用率与预定义占用阈值进行比较。预定义占用阈值可以包括处于5％至15％范围内的值。例如，预定义占用率阈值可以包括10％的值。如果所确定的相对占用率低于预定义占用率阈值，则在步骤202中认为满足“要求1”，并且该方法在步骤203中继续。如果所确定的相对占用率不低于预定义占用率阈值(未满足“要求1”)，则认为被监测的无线通信信道被过多占用而不能在该时间点开始数据传输。这种情形如图3所示，并且因此在这种情况下，该方法在步骤201继续，以再次监测预定义第一时段内的第一值(在图3中指示为t1^*)。

要注意的是，信号301的信号能量可以包括如在所使用的无线通信信道的无线电频谱上感测到的总组合能量，并且这可以包括来自使用相同无线电频谱的任何装置的噪声和信号传输的组合。

在图4所示的示例中，当信号301的信号电平指示低于预定义占用阈值的相对占用率(例如15％)时，满足“要求1”。因此，在图4的示例中，方法200继续至步骤203。

在步骤203中，监测第二值。第二值指示无线通信信道上的信号电平，例如像示例性信号301的信号能量。在预定义第二时段t2内监测信号电平，并且当在预定义第二时段t2内信号电平总是低于预定义第二阈值te2时，满足“要求2”。预定义第二阈值te2可以具有与预定义第一阈值te1类似或相等的值。预定义第一阈值te1和预定义第二阈值te2可以具有指示有效通信信号当前在无线通信信道上传送的值。

在图4所示的示例中，当在预定义第二时段t2内信号301的信号电平超过预定义第二阈值te2时，不满足“要求2”。因此，在图4的示例中，在方法200的步骤204中，不满足“要求2”，并且在步骤201处重新开始该方法。然而，在图5中的信号电平的示例性时间演变中，信号301在预定义第二时段t2内总是低于预定义第二阈值te2，因此，满足“要求2”。

当“要求1”和“要求2”都满足时，方法200继续至步骤205，其中，发起无线通信信道上的数据传输并且可以发送数据。在数据传输期间，可以监测无线通信信道以验证当前仅经由该无线通信信道传输所发送的数据。只要没有检测到冲突(步骤206)，就在步骤207继续数据传输。在检测到冲突的情况下(步骤206)，在步骤208中发起回退过程。例如，在步骤201中重新尝试接入无线通信信道之前，处理单元22等待随机选择时段。

另外地或者作为另选例，在步骤201中，可以监测第一值，该第一值指示经由该无线通信信道从远程通信装置接收的信号的信号质量。例如，可以确定经由该无线通信信道从远程通信装置接收的后续信号传输的多个信号质量值。后续信号传输中的每个或至少一者可以包括向另一通信装置传送的有效载荷或控制数据或者参考符号(例如信标)。可以基于多个信号质量值的组合确定指示信号质量的第一值。例如，可以基于多个信号质量值来确定平均信号质量值。多个信号质量值例如可以包括后续信号传输中的所接收的信号传输的信噪比，或者后续信号传输中的所接收的信号传输的接收信号强度。在图6所示的示例中，表示基于信噪比(snr)的多个信号质量值601。可以在预定义第一时段t1内监测多个信号质量值601，并且第一值可以包括在预定义第一时段t1内的多个信号质量值的组合，例如，通过求平均。在预定义第一时段t1结束时，可以将第一值与信噪比阈值(tsnr)进行比较。可以根据在预定义第一时段t1之前确定的历史信噪比来确定信噪比阈值。在第一值高于信噪比阈值的情况下，认为满足“要求1”。在第一值低于预定义信噪比阈值的情况下，认为不满足“要求1”。根据第一值与预定义信噪比阈值的比较，方法200要么继续至步骤203(满足“要求1”)，要么继续至步骤201(不满足“要求1”)。从步骤203开始的方法200的进一步处理与上面结合图3至图5所述的相同。

总之，根据上述方法200，在通信装置20开始在例如非授权频带中的无线通信信道上传送数据之前，必须满足两个要求。要注意的是，监测第二值和针对其确定是否满足“要求2”基本上对应于从例如以太网接入机制csma已知的先听后说(lbt)过程并且确保在感测时段t2内的传感器能量水平低于能量检测阈值te2。

用于确定是否满足“要求1”的信道感测可以以不同方式实现，并且可以在确定“要求2”之前执行。例如，可以确定在时段t2之前的时段t1中的信道占用率，并且估计无线通信信道的当前使用状态。通常情况下，t2可以与t1相同或者比t1长。要注意的是，附加感测时间t1是预处理感测(preconditionsensing)，在该附加感测时间内，信道可能在某些时间被完全占用，并且仍然导致决定朝着lbt过程继续并确定是否满足“要求2”。

另外地或者作为另选例，可以考虑例如与历史测量值相比的、接收到的信号质量的最大绝对或相对劣化，以确定是否满足“要求1”。例如，iot装置可能是相对静态的，意味着通道衰落很慢。因此，在衰落波谷期间，传输尝试可能完全或部分地发生并受到约束，这与在例如具有仅影响几个无线电帧的快速衰落信道的车辆中移动的通信装置完全不同。通信装置可以确定来自站(例如网络小区的基站、网关或接入点)的广播信号的信号质量。网络要求可以定义在尝试通过lbt过程访问无线通信信道之前，为相对或绝对值的质量不应比某个历史平均值更差。按这种方式，通信装置可以避免在差信道条件期间专门尝试接入无线通信信道。

要注意的是，在lbt过程之前执行的信道感测(“要求1”)采用的方法可以基于上述两种选择，意味着相对信号质量必须高于某个值，并且所测量的信道占用率必须低于某个值。这是用于发起lbt的预处理的两种实现，但是也可以和/或另外应用其它类型的附加信道感测要求。