一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法与流程

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法。

背景技术：

随着无线移动通信技术的飞速发展，各行各业对无线通信的需求越来越大。但由于可用的无线频谱资源十分有限，造成了在相同的频段内，多重通信体制、多重通信系统长期共存的情况。例如，在223-235mhz频段范围内有不少频点会被多个部门不定期地占用，包括：电力部门用于部署电力无线通信系统，以推动智能电网的建设；地质矿产部用于遥测水位仪；水利部用于水文遥测；轻工业部用于电子吊秤；国家地震局用于数据传输；建设部用于数据传输；国家气象局用于数据传输等。以上部分用途的频点占用时间存在不确定性，通常为突发占用，这使得该频段的无线通信环境会频繁地发生变化。这种多系统共存的情况不可避免地会造成在某个空间区域、频率范围、时间间隔、编码段内的干扰，严重影响无线通信系统的通信质量和数据流量。

为了避免使用相同频段的多个无线通信系统之间的相互干扰，无线通信系统应采用先听后说(listen-before-talk，lbt)技术。采用lbt的设备在发送数据前必须先监听信道是否被占用，若在一定时间内(例如在从竞争窗口中随机选择的退避时间内)信道空闲，则设备就可以占用信道并开始传输。通过采用lbt技术，无线通信系统可有效避免与其它系统之间的相互干扰，实现复杂动态干扰环境下的异系统共存。

lbt通常可分为基于帧的设备(frame-basedequipment，fbe)的lbt和基于负载的设备(load-basedequipment，lbe)的lbt。fbelbt设置了一个信道检测周期，在每个周期内执行一次lbt信道检测；若检测到信道空闲，则设备就可以占用信道并开始传输；若检测到信道非空闲，则在这个周期内设备不能占用信道，直至等到下一个周期的lbt时隙继续进行检测。当执行lbelbt时，设备首先进行初始信道检测，若信道空闲，即可占用信道；若信道非空闲，则退避一段时间后，从竞争窗口内随机选择一个信道检测次数q，在q次信道检测时间内检测到信道空闲后才可占用信道。fbelbt机制实现简单，信道检测时隙较为固定。而lbelbt机制较为复杂，信道检测时间具有较大的随机性，但lbelbt机制更加灵活，可根据设备的负载情况调节信道占用概率。因此，这两种lbt机制各有优势，可适用于不同的应用场景。

对于fbelte而言，采用不同的lbt参数(包括lbt周期、lbt时隙长度等)会对系统吞吐量、传输时延、终端能耗等性能造成显著的影响。考虑到无线通信系统的业务多样性、终端性能的差异性和干扰状况的复杂性，基站应根据不同的业务需求、终端能耗需求和干扰情况，为不同终端配置不同的lbt参数，以优化传输时延、终端能耗等性能。例如，对于业务时延要求较低，终端能源有限、且干扰情况变化不频繁的情况，应降低终端执行lbt的频率，避免不必要的能量消耗；而对于业务时延要求较高，终端能源充足、以及干扰情况变化频繁的情况，应使终端更频繁地执行lbt，以尽快完成数据传输，降低传输时延。

技术实现要素：

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法，以满足不同业务的时延要求和不同终端的能耗要求，并能够适应于复杂动态的干扰环境，改善了系统的传输性能。

本发明所述的一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法，其包括以下步骤：

基站为终端配置fbelbt执行次数n，或为终端配置fbelbt执行次数n和fbelbt时隙长度；

所述基站每次执行上行资源分配时，所述终端执行fbelbt的次数不超过所述fbelbt执行次数n；

所述终端基于所述fbelbt时隙长度配置fbelbt时隙，并在所述fbelbt时隙中执行fbelbt信道检测，其中，若所述基站未为终端配置fbelbt时隙长度，则所述终端采用预设的默认lbt时隙长度作为fbelbt时隙长度。

在上述的基于帧的设备的先听后说参数配置方法中，包括：在执行所述上行资源分配时，执行以下步骤：

步骤a、所述基站为终端分配一个或多个连续的子帧；

步骤b、所述终端在被分配的所述一个或多个连续的子帧中的第一个上行子帧中执行上行fbelbt，并判断lbt是否成功，若是，则所述终端从该上行子帧开始进行上行传输，否则，进一步判断所述终端是否已执行了n次上行fbelbt或是否已耗尽最后一个被分配的子帧，若是，则放弃此次上行传输，返回执行所述步骤a，等待所述基站执行下一次的上行资源分配，否则，执行步骤c；

所述步骤c，所述终端在下一个信道检测周期中执行上行fbelbt，并判断lbt是否成功，若是，则所述终端从该信道检测周期开始进行上行传输，否则，进一步判断所述终端是否已执行了n次上行fbelbt或是否已耗尽最后一个被分配的子帧，若是，则放弃此次上行传输，返回执行所述步骤a，等待所述基站执行下一次的上行资源分配，否则，返回执行所述步骤c。

在上述的基于帧的设备的先听后说参数配置方法中，所述fbelbt时隙长度为固定的lbt时隙长度t，或可变的lbt时隙长度[t1，t2]。

进一步地，在所述步骤b和步骤c中，所述终端根据所述fbelbt时隙长度检测到的能量高低判断lbt是否成功。

由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过基站根据不同的业务需求、终端能耗需求和干扰情况，为不同终端配置不同的fbelbt执行次数和/或fbelbt时隙长度，以优化传输时延、终端能耗等性能，从而可以满足不同业务的时延要求和不同终端的能耗要求，并能够适应于复杂动态的干扰环境，改善了系统的传输性能。

附图说明

图1是本发明一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法的流程图；

图2是本发明的具体实施例中无线通信系统的结构示意图；

图3是本发明的具体实施例中无线通信系统使用的帧的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

如图1所示，本发明，即一种基于帧的设备的先听后说参数配置方法，包括以下步骤：

步骤s1，基站为终端配置fbelbt执行次数n，或为终端配置fbelbt执行次数n和fbelbt时隙长度；

其中，fbelbt执行次数n指对于每次上行资源分配，终端最多可执行n次fbelbt；假设基站为终端分配了一个或多个连续的子帧进行上行传输，则终端从第一个上行子帧开始执行fbelbt；若lbt成功，即检测到信道空闲，则终端在后续被分配的上行子帧中进行传输；若lbt失败，即检测到信道非空闲，则终端在下一个信道检测周期再次执行lbt，直至第n个信道检测周期或已耗尽最后一个被分配的子帧；若最后一次lbt仍旧失败，则放弃此次上行传输，等待下一次资源分配；

fbelbt时隙长度可分为固定的lbt时隙长度t和可变的lbt时隙长度[t1，t2]；终端基于fbelbt时隙长度配置fbelbt时隙，并在该fbelbt时隙中执行fbelbt信道检测，其中，若基站未为终端配置fbelbt时隙长度，则终端采用预设的默认lbt时隙长度作为fbelbt时隙长度，该默认的lbt时隙长度可由基站在系统信息中进行广播，或在终端中进行预配置；；

如果基站为终端配置固定的lbt时隙长度t，则终端每次都根据固定时隙中检测到的能量高低判断信道是否空闲；对于可变的lbt时隙长度，基站将为终端配置一个lbt时隙长度范围，终端可根据周围干扰情况和能耗情况在该范围内自主选择适当的lbt时隙长度；

步骤s2，基站为终端分配一个或多个连续的子帧以进行上行传输；

步骤s3，终端在被分配的一个或多个连续的子帧中的第一个上行子帧中执行上行fbelbt，并判断lbt是否成功，若lbt成功(即，检测到信道空闲)，则终端从该上行子帧开始进行上行传输，否则(即，检测到信道非空闲)，判断终端是否已执行了n次上行fbelbt或是否已耗尽最后一个被分配的子帧，若终端已执行了n次上行fbelbt或已耗尽最后一个被分配的子帧，则放弃此次上行传输，返回执行步骤s2，等待基站执行下一次的上行资源分配，否则(即，执行上行fbelbt的次数小于n次并且后续仍有被分配的子帧)，执行步骤s4；

在该步骤s3中，终端每次都根据fbelbt时隙中检测到的能量高低判断信道是否空闲，即判断lbt是否成功；

步骤s4，终端在下一个信道检测周期中执行上行fbelbt，并判断lbt是否成功，若lbt成功(即，检测到信道空闲)，则终端从该信道检测周期开始进行上行传输，否则(即，检测到信道非空闲)，判断终端是否已执行了n次上行fbelbt或是否已耗尽最后一个被分配的子帧，若终端已执行了n次上行fbelbt或已耗尽最后一个被分配的子帧，则放弃此次上行传输，返回执行步骤s2，等待基站执行下一次的上行资源分配，否则(即，执行上行fbelbt的次数小于n次并且后续仍有被分配的子帧)，返回执行步骤s4；

其中，信道检测周期的长度包括但不限于j个ofdm符号(j为正整数，j≥1)或k个子帧长度(k为正整数，k≥1)；

另外，在该步骤s4中，终端同样每次都根据fbelbt时隙中检测到的能量高低判断信道是否空闲，即判断lbt是否成功。

下面结合附图2对本发明的一个具体实施例进行详细说明。

如图2所示，基站1为第一至第三终端2-4提供无线通信服务，第一至第三终端2-4附近存在异系统干扰源，因此，第一至第三终端2-4在上行数据传输前需要执行lbt操作。

电力无线通信系统使用的帧结构如图3所示，其中子帧0是下行子帧，子帧1是特殊子帧，其中包含dwpts(下行导频时隙)、gp(保护间隔)、uppts(上行导频时隙)三个部分，子帧2、3和4是上行子帧。假设信道检测周期的长度为1个子帧长度，在子帧1、2、3和4中都可设置上行lbt时隙。

本实施例具体通过以下步骤实现：

步骤s1，基站1为第一终端2配置fbelbt执行次数为1次，fbelbt时隙长度固定为t；基站1为第二终端3配置fbelbt执行次数为4次，fbelbt时隙长度的范围为[t1，t2]；

步骤s2，基站1为第一终端2分配了信道1#上的子帧0中的uppts、子帧2、3和4；基站1为第二终端3分配了信道2#上的子帧0中的uppts、子帧2、3和4；

步骤s3，第一终端2在子帧0中的上行lbt时隙中执行fbelbt，并在fbelbt时隙长度(为t)中判断其lbt是否成功，若是，则从uppts开始进行上行传输，否则，由于其fbelbt执行次数为1，第一终端2放弃此次上行传输，等待基站1的下一次资源分配；

第二终端3在子帧0中的上行lbt时隙中执行fbelbt，并在fbelbt时隙长度(由第二终端3根据周围干扰情况和能耗情况自主从范围[t1，t2]中进行选择)中判断其lbt是否成功，若是，则从uppts开始进行上行传输，否则，由于未超过fbelbt执行次数(4次)，且后续仍有多个被分配的子帧，第二终端3执行步骤s4；

步骤s4，由于假设信道检测周期长度为1个子帧长度，因此，第二终端3在下一个子帧执行上行fbelbt，并在fbelbt时隙长度(由第二终端3根据周围干扰情况和能耗情况自主从范围[t1，t2]中进行选择)中判断其lbt是否成功，若是，则从该子帧开始进行上行传输，否则，第二终端3判断是否已执行了4次上行fbelbt或是否已耗尽最后一个被分配的子帧，若是，则第二终端3放弃此次上行传输，返回步骤s2，等待基站1的下一次资源分配，否则，返回执行步骤s4。

综上所述，本发明具有以下优点：

(1)基站可根据不同的业务需求、终端能耗需求和干扰情况，为不同终端配置不同的lbt参数，以优化传输时延、终端能耗等性能。对于业务时延要求较低，终端能源有限、且干扰情况变化不频繁的情况，可配置较少的fbelbt执行次数，从而降低终端执行lbt的频率，避免不必要的能量消耗；而对于业务时延要求较高，终端能源充足、以及干扰情况变化频繁的情况，可配置较多的fbelbt执行次数，从而使终端更频繁地执行lbt，以尽快完成数据传输，降低传输时延。

(2)在复杂动态的干扰环境下，基站无法实时掌握终端侧的干扰情况。因此，基站可为终端配置一个lbt时隙长度范围，终端可根据周围的干扰情况和能耗情况自主选择适当的lbt时隙长度。当干扰情况变化不频繁时，终端可采用较短的lbt时隙长度，从而降低能耗；而当干扰情况变化较频繁时，终端可采用较长的lbt时隙长度，从而降低对信道忙闲误判的概率。

以上所述的，仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本发明的上述实施例还可以做出各种变化。凡是依据本发明申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本发明专利的权利要求保护范围。本发明未详尽描述的均为常规技术内容。