數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法與裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法與裝置，數(shù)據(jù)幀的分配方法包括：根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端；當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將當(dāng)前幀周期的退避幀分配給LTE用戶終端，使其根據(jù)退避幀退避出信道。本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法與裝置，在現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)的幀的基礎(chǔ)上增加了一個退避幀，通過降低LTE系統(tǒng)的信道占有率，提升WLAN系統(tǒng)的信道占有率和吞吐量，使WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)能夠很好的共存，同時也提高了非授權(quán)頻段的利用率。
【專利說明】
數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法與裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù) 據(jù)傳輸方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著移動移動互聯(lián)網(wǎng)和高寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的爆炸式發(fā)展，移動數(shù)據(jù)流量、移動終端 數(shù)和機(jī)械終端連接數(shù)呈井噴式增長。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)公開了一種LAA(Licensed_Assisted Access，授權(quán)協(xié)助訪問）技術(shù)，該技 術(shù)通過在WLAN(Wireless Local Area Networks，無線局域網(wǎng)）系統(tǒng)環(huán)境下，利用LTE系統(tǒng)接 入非授權(quán)頻段的方式，來增加更多可用的頻譜，滿足用戶的需求。
[0004] 現(xiàn)有的LTE(Long Term Evolution，長期演進(jìn)技術(shù))系統(tǒng)非授權(quán)頻段的接入過程主 要通過先聽后說的方式進(jìn)行，通常LTE系統(tǒng)的幀包括感知幀和傳輸幀兩個部分，感知幀用于 感知當(dāng)前的非授權(quán)頻段的信道是否處于空閑狀態(tài)，如果處于空閑狀態(tài)，則LTE系統(tǒng)接入該信 道，并通過傳輸幀傳輸數(shù)據(jù)。
[0005] 但由于WLAN系統(tǒng)遵守MAC(Media Access Control，媒體訪問控制)層協(xié)議，其是以 帶有沖突退避的競爭方式占據(jù)信道，而LTE系統(tǒng)不帶有沖突退避機(jī)制，在WLAN系統(tǒng)與LTE系 統(tǒng)共存時，WLAN系統(tǒng)會出現(xiàn)頻繁退避的情況，而LTE系統(tǒng)會長時間占據(jù)信道，導(dǎo)致WLAN系統(tǒng) 的信道占有率和吞吐量大幅度下降，降低了非授權(quán)頻段的信道利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法 與裝置，以解決WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)共存問題，提高非授權(quán)頻段的利用率。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種數(shù)據(jù)幀的分配方法，應(yīng)用于LTE系統(tǒng)基 站中的控制器，所述方法包括：
[0008] 根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將 所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其 中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是否處于空閑狀態(tài)；所述傳輸幀用于 LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0009] 當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀周期的退避幀分配給 所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0010] 較佳的，當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，通過如下步驟計算：
[0011] 根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及 歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度。
[0012] 較佳的，所述信道占用信息包括:LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)、LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)、 WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量；
[0013] 所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息 以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，包括：
[0014] 根據(jù)采集到的當(dāng)前時刻之前第一預(yù)定時長內(nèi)非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù) 和LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)，計算成功接入概率；
[0015] 根據(jù)所述成功接入概率查找所述歷史存儲的信道占用信息中的與所述成功接入 概率匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)；
[0016] 根據(jù)所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)查找與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目下的 WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以及與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下的 WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量；
[0017] 根據(jù)公另
γ計算所述退避幀的時隙長度；
[0018] 其中，T為所述幀周期的時隙長度，Psu。為所述成功接入概率，η為與所述成功接入 概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，η+1為與所述成功接入概率P su。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶 點個數(shù)加一的個數(shù)，SA與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)η相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的 吞吐量，S n+1為與所述成功接入概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)加一的個數(shù)n+1相同數(shù) 目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0019] 較佳的，所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量為實時接收到 的WLAN系統(tǒng)基站發(fā)送的信息。
[0020] 較佳的，所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占 用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的感知幀的時隙長度，包括： [0021 ]對非授權(quán)頻段的信道處于空閑狀態(tài)和非空閑狀態(tài)的情況建立二元假設(shè)模型；
[0022] 根據(jù)所述二元假設(shè)模型計算LTE用戶終端的檢測概率和誤警概率；
[0023] 根據(jù)所述檢測概率和誤警概率計算所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐 量以及所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量；
[0024] 根據(jù)公式
，并通過遍歷算 法計算所述感知幀的時隙長度Tse3nse3;
[0025] 其中，Tbac；k為所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度，Ro 為所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量，心為所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系 統(tǒng)的平均吞吐量，Pd為檢測概率，g為檢測概率閾值。
[0026] 較佳的，所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占 用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的傳輸幀的時隙長度，包括：
[0027] 根據(jù)公式1^_ = 1'-1^。15-1^_計算所述傳輸幀的時隙長度1^_;
[0028] 其中，Tsense為所述當(dāng)前幀周期的感知幀的時隙長度，Tback為所述當(dāng)前幀周期的退 避幀的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度。
[0029]較佳的，所述方法還包括：
[0030] 當(dāng)檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，分配給所述LTE用戶終端下一個 幀周期的感知幀和傳輸幀。
[0031] 本發(fā)明實施例還提供了一種數(shù)據(jù)傳輸方法，應(yīng)用于LTE用戶終端，所述方法包括：
[0032] 獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀和傳輸幀;所述的感知幀和傳輸幀為 所述控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度時，分配給LTE用戶 終端的；
[0033] 根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)；
[0034] 當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信道處于空閑狀態(tài)時，接入 所述信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0035] 在成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，接收到來自所述控制器分配的退避幀，并根據(jù)所述退避 幀退避出所述信道。
[0036] 本發(fā)明實施例還提供了一種數(shù)據(jù)幀的分配裝置，應(yīng)用于LTE系統(tǒng)基站中的控制器， 所述裝置包括：
[0037] 第一感知幀和傳輸幀分配模塊，用于根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知 幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng) 基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是 否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0038] 退避幀分配模塊，用于當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀 周期的退避幀分配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0039] 本發(fā)明實施例還提供了一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，應(yīng)用于LTE用戶終端，所述裝置包括：
[0040] 感知幀和傳輸幀獲取模塊，用于獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀和傳 輸幀;所述的感知幀和傳輸幀為所述控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避 幀的時隙長度時，分配給LTE用戶終端的；
[0041] 信道檢測模塊，用于根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)；
[0042] 數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信道處 于空閑狀態(tài)時，接入所述信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
[0043] 信道退避模塊，用于在成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，接收到來自所述控制器分配的退避 幀，并根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0044] 本發(fā)明實施例提供的這種數(shù)據(jù)幀的分配方法與裝置以及數(shù)據(jù)傳輸方法與裝置，在 現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)的幀的基礎(chǔ)上增加了一個退避幀，通過降低LTE系統(tǒng)的信道占有率，提升 WLAN系統(tǒng)的信道占有率和吞吐量，使WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)能夠很好的共存，同時也提高了非 授權(quán)頻段的利用率。當(dāng)然，實施本發(fā)明的任一產(chǎn)品或方法必不一定需要同時達(dá)到以上所述 的所有優(yōu)點。
【附圖說明】
[0045] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0046] 圖1為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法第一種流程圖；
[0047] 圖2為本發(fā)明實施例提供的WLAN系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)共存時幀的示意圖；
[0048] 圖3為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法第二種流程圖；
[0049 ]圖4為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的退避幀的時隙長度計算方法的 流程圖；
[0050]圖5為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的感知幀的時隙長度計算方法的 流程圖；
[0051 ]圖6為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖；
[0052] 圖7為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0053] 圖8為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0054] 圖9為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的退避幀時隙長度計算單元的結(jié) 構(gòu)示意圖；
[0055] 圖10為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的感知幀時隙長度計算單元的 結(jié)構(gòu)示意圖；
[0056] 圖11為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0057] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于 本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0058] 實施例一
[0059] 如圖1所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法第一種流程圖，該方法應(yīng)用 于LTE系統(tǒng)基站中的控制器，其原理為:通過在現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)的幀中增加一個退避幀，使其 和WLAN系統(tǒng)在共存時，在完成一次數(shù)據(jù)傳輸后退避出信道，以增加 WLAN系統(tǒng)占用信道進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)會，從整體上提高信道的利用率。該數(shù)據(jù)幀的分配方法包括：
[0060] S110,根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長 度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終 端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀 用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0061] 具體地，LTE系統(tǒng)的幀周期為一個完整幀的時隙長度（用T表示），幀周期的時隙長 度T的可根據(jù)不同的協(xié)議版本規(guī)定（如MAC層協(xié)議)進(jìn)行設(shè)置，也可以自行設(shè)置，如20毫秒。 LTE系統(tǒng)的幀周期依次分為感知幀、傳輸幀和退避幀三部分，其中，感知幀用于LTE用戶終端 檢測當(dāng)前的非授權(quán)頻段的信道是否處于空閑狀態(tài)，傳輸幀用于LTE用戶終端傳輸數(shù)據(jù)，退避 幀用于LTE用戶終端退避出信道。感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度(定義感知幀時隙長 度為T_ se、傳輸幀的時隙長度為Ttrans以及退避幀的時隙長度為Tbad〇可固定設(shè)置，也可根據(jù) 不同的情況通過計算具體設(shè)定。例如，感知幀的時隙長度T se3nse3為1毫秒、傳輸幀的隙長度 Ttrans為10毫秒以及退避幀的時隙長度Tback為9毫秒。優(yōu)選地，在分配當(dāng)前幀周期中的感知 幀、傳輸幀和退避幀之前，LTE系統(tǒng)基站中的控制器已經(jīng)計算好了這三個幀的具體長度，而 且每一個幀周期都需要計算，因此當(dāng)前幀周期的計算過程需要在其上一個幀周期內(nèi)完成。 [0062]進(jìn)一步地，當(dāng)LTE用戶終端進(jìn)入LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)后，LTE系統(tǒng)基站會分配給 LTE用戶終端幀周期中的感知幀和傳輸幀，LTE用戶終端根據(jù)感知幀檢測當(dāng)前的非授權(quán)頻段 的信道是否處于空閑狀態(tài)，如果當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)，則LTE用戶終端接入該信道，并進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸，如果檢測到當(dāng)前信道處于非空閑狀態(tài)，則LTE用戶終端在傳輸幀上不傳輸數(shù) 據(jù)。
[0063]值得注意的是，LTE用戶終端在根據(jù)感知幀進(jìn)行檢測信道狀態(tài)時，存在一定的誤警 概率，g卩LTE用戶終端的檢測結(jié)果是否正確。例如，LTE用戶終端檢測到當(dāng)前信道處于空閑狀 態(tài)，而實際上信道處于非空閑狀態(tài)，則此次檢測結(jié)果為錯誤結(jié)果，LTE用戶終端也不會在傳 輸幀上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本實施例中，誤警概率根據(jù)感知幀的時隙長度成負(fù)相關(guān)，感知幀的時 隙長度越長則誤警概率越小。
[0064] S120,當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀周期的退避幀分 配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0065] 具體地，上述成功完成數(shù)據(jù)傳輸是指LTE用戶終端成功的完成了傳輸幀的時隙長 度的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)LTE用戶終端感知到當(dāng)前信道為非空閑狀態(tài)或者感知到當(dāng)前信道為空閑 狀態(tài)但實際上處于非空閑狀態(tài)（即誤警)時，均不可以成功完成數(shù)據(jù)傳輸。
[0066] 當(dāng)LTE系統(tǒng)基站中的控制器檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，分配給該 LTE用戶終端當(dāng)前幀周期中的退避幀，LTE用戶終端根據(jù)該退避幀，退避出信道，而WLAN用戶 終端可在該退避幀的時隙長度內(nèi)進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)傳輸，這樣增加了 WLAN系統(tǒng)占用信道的機(jī) 會，使WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)能夠很好的共存。
[0067] 如圖2所示，為本發(fā)明實施例提供的WLAN系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)共存時幀的示意圖。其中， 上圖為WLAN系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，下圖為LTE系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)，橫軸均為時間。LTE系統(tǒng)基站根據(jù)用戶 終端信道狀態(tài)檢測的成功與否，感知不同的方式分配給用戶終端幀周期(其時隙長度為T) 中的感知幀（其時隙長度為T se3nse3)、傳輸幀（其時隙長度為Ttrans)和退避幀（其時隙長度為 Tback) 〇
[0068] 當(dāng)LTE用戶終端通過感知幀檢測到當(dāng)前信道為空閑時，接入信道，通過傳輸幀進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，傳輸幀結(jié)束后LTE用戶終端根據(jù)退避幀退避出信道(此為檢測成功）。在退避時間 內(nèi)WLAN用戶終端可進(jìn)行正常的檢測和數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)LTE系統(tǒng)退避幀時間結(jié)束，用戶終端進(jìn)行 下一個幀周期檢測時，如果檢測到當(dāng)前信道非空閑(WLAN用戶終端接入信道)或者誤警檢 測，則LTE用戶終端不能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，直到傳輸幀結(jié)束，進(jìn)入另一個幀周期(此為檢測失 敗)。
[0069] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法，在現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)的幀的基礎(chǔ)上增加了 一個退避幀，通過降低LTE系統(tǒng)的信道占有率，提升WLAN系統(tǒng)的信道占有率和吞吐量，使 WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)能夠很好的共存，同時也提高了非授權(quán)頻段信道的信道利用率。
[0070] 實施例二
[0071] 如圖3所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法第二種流程圖，該方法可視 為上述圖1所示的方法的拓展，該方法包括：
[0072] S310,根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息 以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長 度。
[0073] 具體地，第一預(yù)定時長為預(yù)先設(shè)定的采集非授權(quán)頻段的信道占用信息的時間間 隔，可以自由設(shè)定。例如，十個幀周期的時隙長度或者二十個幀周期的時隙長度等。
[0074]在本實施例中，信道占用信息包括LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)、LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)、 WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量等。
[0075]其中，LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)為LTE用戶終端檢測信道的次數(shù)，其包括LTE用戶終端 檢測到當(dāng)前信道為空閑以及非空閑狀態(tài)的總次數(shù);LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)為LTE用戶終端檢 測到當(dāng)前信道為空閑狀態(tài)，且接入信道后數(shù)據(jù)傳輸成功的次數(shù);WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)為第 一預(yù)定時長內(nèi)LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的WLAN用戶終端的個數(shù)，即與LIT用戶終端爭搶信道 的WLAN用戶終端的個數(shù);WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量為第一預(yù)定時長內(nèi)LTE系統(tǒng)基站覆蓋范 圍內(nèi)WLAN用戶終端的吞吐量的大小。
[0076] 值得注意的是，由于在第一預(yù)定時長內(nèi)，可能會有WLAN用戶終端出入LTE系統(tǒng)基站 覆蓋范圍，同時也會引起吞吐量的變化，因此，本實施例中的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系 統(tǒng)爭搶點的吞吐量實際上是兩個平均值，以表征第一預(yù)定時長內(nèi)WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和 LAN系統(tǒng)爭搶點吞吐量信息的平均變化情況。
[0077] 進(jìn)一步地，WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量為實時接收到的WLAN 系統(tǒng)基站發(fā)送的信息。由于LTE系統(tǒng)基站中的控制器無法直接采集WLAN系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息， 因此，LTE系統(tǒng)基站中的控制器需要發(fā)送給WLAN系統(tǒng)基站中的控制器采集這些數(shù)據(jù)的指令， WLAN系統(tǒng)基站中的控制器通過WLAN系統(tǒng)基站實時發(fā)送給LTE系統(tǒng)基站中的控制器WLAN系統(tǒng) 爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以滿足LTE系統(tǒng)基站中的控制器的需求。
[0078] 具體地，歷史存儲的信道占用信息為存儲在LTE系統(tǒng)基站中的控制器內(nèi)的信道占 用信息(LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)、LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)、WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭 搶點的吞吐量），該存儲方式可以為固定存儲，如存儲某兩個月的信道占用信息；該存儲方 式也可以為實時存儲，例如，LTE系統(tǒng)基站中的控制器實時采集的LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)和 LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)，LTE系統(tǒng)基站中的控制器實時接收的來自WLAN系統(tǒng)基站發(fā)送的WLAN 系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0079] 本實施例中，該步驟為上述S110中的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時 隙長度的計算步驟。
[0080] 具體地，定義當(dāng)前時刻為用來計算當(dāng)前幀周期的時刻，根據(jù)時間的推演可知，所述 當(dāng)前時刻必為上一個幀周期中的某一個時刻。本實施例中，可根據(jù)采集到的所述當(dāng)前時刻 之前的第一預(yù)定時長內(nèi)的信道占用信息與歷史存儲的信道占用信息進(jìn)行比對，利用大數(shù)據(jù) 的統(tǒng)計方法(如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、線性回歸算法或者聚類算法等），判斷當(dāng)前信道的狀態(tài)，計算 新的幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，并將新的幀周期作為當(dāng)前周期。
[0081] S320,根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長 度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終 端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀 用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0082] 在本實施例中，該步驟S320與上述S110相同。
[0083] S330,當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀周期的退避幀分 配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0084] 在本實施例中，該步驟S330與上述S120相同。
[0085] S340,當(dāng)檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，分配給所述LTE用戶終端 下一個幀周期的感知幀和傳輸幀。
[0086] 如圖2所示，如果LTE系統(tǒng)基站中的控制器檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù)據(jù) 傳輸，則不分配給該LTE用戶終端當(dāng)前幀周期的退避幀，而是直接分配給LTE用戶終端下一 個幀周期的感知幀和傳輸幀，以使LTE用戶終端可在當(dāng)前幀周期的傳輸幀結(jié)束后直接進(jìn)入 下一個幀周期，這樣可節(jié)省退避幀的時隙長度對應(yīng)的信道。
[0087] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法，將采集到的當(dāng)前幀周期的計算時刻之前 的第一預(yù)定時長內(nèi)的信道占用信息和歷史存儲的信道占用信息進(jìn)行比對，計算出當(dāng)前幀周 期的感知幀、傳輸幀和退避幀，在解決了 WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)共存問題的同時，又適應(yīng)了實 時變化的信道狀態(tài)，進(jìn)一步提高了信道的利用率。
[0088] 實施例三
[0089] 如圖4所述，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的退避幀的時隙長度計 算方法的流程圖，該方法可視為上述S310中的退避幀計算方法的一種具體實現(xiàn)方式，該方 法包括：
[0090] S410,根據(jù)采集到的當(dāng)前時刻之前第一預(yù)定時長內(nèi)非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)嘗試接 入次數(shù)和LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)，計算成功接入概率。
[0091] 具體地，令當(dāng)前時刻之前第一預(yù)定時長內(nèi)非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)為 Nattempt，LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)為Nsu。，則成功接入概率Psue的計算公式^
[0092] 舉例而言，如果LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)Nattempt=10，LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)Nsuc = 8， 則成功接入概率Psue二80%。
[0093] S420,根據(jù)所述成功接入概率查找所述歷史存儲的信道占用信息中的與所述成功 接入概率匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)。
[0094] 在本實施例中，由于歷史存儲的信道占用信息中的數(shù)據(jù)量巨大，不同的WLAN系統(tǒng) 爭搶點個數(shù)都會對應(yīng)某一個成功接入概率，該成功接入概率會在一定的數(shù)據(jù)范圍波動，該 成功接入概率可視為該數(shù)據(jù)范圍的平均值。例如，假設(shè)WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)η為9時，成功接 入概率巧11(：在79%~81%之間，可以視為^11{； = 8〇%。同理，假設(shè)成功接入概率 ftue = %，查找歷史存儲的信道占用信息中的與^1(： = %匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點 個數(shù)η即為9。該匹配方法可以為聚類算法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法或統(tǒng)計學(xué)中的線性回歸算法等。
[0095] 在本實施例中，如果LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)Natte3mpt = 5，LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)Nsu。 =4,則成功接入概率Psue = 80%，則WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)η亦為9。
[0096] S430，根據(jù)所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)查找與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目 下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以及與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下 的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0097]具體地，由于處于L T E系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的W L A N系統(tǒng)爭搶點個數(shù)隨時間變化， WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量也會不停的改變，某一個固定的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，都會對應(yīng) 一個WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量的大小，且該WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量會在一定范圍內(nèi)波 動。
[0098]本實施例中，在歷史存儲的信道占用信息中查找與WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)η匹配的 WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量Sn，以及WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)η+1相同數(shù)目下的 WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量Sn+1。通常情況下，隨著WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)的增加，WLAN系統(tǒng)爭 搶點的吞吐量會減小，即Sn+1<Sn。
[0099] S440,根據(jù)公式
十算退避幀的時隙長度 Tback 〇
[0100] 具體地，假設(shè)一次成功接入傳輸?shù)母怕适荘sue，則一次失敗的接入嘗試概率為 1 _ Psu(；，.且失敗的接入嘗試持續(xù)時間長度為T-Tbac；k，在一次成功接入嘗試中，假設(shè)感知幀 的時隙長度遠(yuǎn)小于傳輸幀的時隙長度和退避幀的時隙長度，則傳輸幀的時隙長度T trans~T-Tback?？梢杂嬎愠龇鞘跈?quán)頻段LTE系統(tǒng)的信道占用率為：
[0101]
[0102] 在本實施例中，為了保證WLAN系統(tǒng)的信道占用率不能過低，則LTE系統(tǒng)的信道占用 率需要有一個上限，并根據(jù)如下所示公式進(jìn)行選取：
[0103]
[0104] 上述公式中左邊Φ · Sn表示LTE用戶終端在進(jìn)入LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)后，原有 η 的η個WLAN爭搶節(jié)點平均吞吐量降低的大小；公式右邊^(qū) ^表示增加1個WLAN爭搶節(jié) η η+1 點后，原有的η個WLAN爭搶節(jié)點吞吐量降低大小。該公式表示的意思為，在原有的η個WLAN爭 搶節(jié)點中增加一個LTE用戶終端比增加一個WLAN爭搶節(jié)點導(dǎo)致的平均吞吐量的下降程度要 低。
[0105] 根據(jù)上述兩個公式求解得至
[0106] 其中，T為所述幀周期的時隙長度，Psu。為所述成功接入概率，η為與所述成功接入 概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，η+1為與所述成功接入概率P su。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶 點個數(shù)加一的個數(shù)，SA與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)η相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的 吞吐量，S n+1為與所述成功接入概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)加一的個數(shù)η+1相同數(shù) 目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0107] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的退避幀的時隙長度計算方法，根據(jù)第 一預(yù)定時長內(nèi)的成功接入概率，在歷史存儲的信道占用信息中查找WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)信 息，并進(jìn)而查找與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以 及與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，并根 據(jù)這些信息計算當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，從而提高了 WLAN系統(tǒng)的信道占用率，提 高了信道的利用率。
[0108] 實施例四
[0109] 如圖5所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的感知幀的時隙長度計 算方法的流程圖，該方法可視為上述S310中的感知幀計算方法的一種具體實現(xiàn)方式，該方 法包括：
[0110] S510,對非授權(quán)頻段的信道處于空閑狀態(tài)和非空閑狀態(tài)的情況建立二元假設(shè)模 型。
[0111] 具體地，假設(shè)s(n)，u(n)分別表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)信號和加性高斯白噪聲。當(dāng)一個WLAN系 統(tǒng)信號利用信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，被LTE用戶終端檢測到，并且以采樣頻率匕進(jìn)行采樣，因 此在感知幀的時隙長度T se3nse3內(nèi)，采樣的樣本個數(shù)為Tse3nse3fs。
[0112] 對于處于感知幀的LTE用戶終端，其接收信號y(n)服從一個二元假設(shè)檢驗?zāi)Ｐ?此 為現(xiàn)有技術(shù)），如下所示：
[0113]
[0114] 其中，Ho為WLAN系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)，HdWLAN系統(tǒng)處于非空閑狀態(tài)，假設(shè)u(n)為一 個獨立同分布的高斯隨機(jī)變量，其均值為0,方差為(61?，服從分布u(r〇~N(0, ：0?，同樣假 設(shè)s(n)~Ν(0，并與u(n)獨立。
[0115] S520,根據(jù)所述二元假設(shè)模型計算LTE用戶終端的檢測概率和誤警概率。
[0116] 具體地，檢測概率的意義為判斷LTE用戶終端是否進(jìn)行檢測。由于信道WLAN系統(tǒng)處 于空閑狀態(tài)或者非空閑狀態(tài)(在本實施例中只考慮WLAN系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)，因此此處WLAN系統(tǒng) 處于空閑狀態(tài)或者非空閑狀態(tài)即為信道處于空閑狀態(tài)或者非空閑狀態(tài)），LTE用戶終端均可 以進(jìn)行信道檢測，因此WLAN系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)時，LTE用戶終端有一定的概率進(jìn)行信道檢 測 。
[0117] 本實施例中，根據(jù)上述二元假設(shè)檢驗?zāi)Ｐ偷墓?，可計算得到WLAN系統(tǒng)處于非空 閑狀態(tài)下，門限值大于ε時，LTE用戶終端的檢測概率(此為現(xiàn)有技術(shù)）
[0118]
[0119] 其中，Q(x)為Q函數(shù)，ε為門限值，γ為信噪比。
[0120] 同時，得到WLAN系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)下，門限值大于ε時，LTE用戶終端的誤警概率 (此為現(xiàn)有技術(shù)）
[0121]
[0122] S530,根據(jù)所述檢測概率和誤警概率計算所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平 均吞吐量以及所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量。
[0123] 具體地，假設(shè)Co為信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的吞吐量，其發(fā)生概率是（l-Pf)P (出）。&為信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的吞吐量，其發(fā)生概率為（l-PjPmO;其中，P(Ho) 和p(m)可通過下式得到(此為現(xiàn)有技術(shù)）
[0124]
[0125] 其中，：Γ為每個站點在一個時隙中的傳輸概率，p為沖突概率，W為WLAN系統(tǒng)的最小 爭搶窗口，η為WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，m為最大退避階。
[0126] 最后計算得到信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量RQ = CQ(l-PfPH0，WLAN系 統(tǒng)處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量R1 =Cll-PdPHl。
[0127] S540,根據(jù)公式
，Pd>5，并通過遍 歷算法計算所述感知幀的時隙長度Tse3nse3。
[0128] 本實施例中，由上述信道處于非空閑狀態(tài)時LTE系統(tǒng)的平均吞吐量Rii&a-PdP (ft)可知，當(dāng)檢測概率Pd過小時，LTE系統(tǒng)的平均吞吐量心會變大，為了避免LTE系統(tǒng)的吞吐 量過大，檢查概率Pd需要大于某一個檢測概率閾值馬，即P d 2
[0129] 同時，為了保證LTE用戶終端在檢測信道時達(dá)到較小的誤警概率，需要盡可能的增 加感知幀的時隙長度Tse3nse3,因此，對于目標(biāo)函數(shù)LTE系統(tǒng)的平均感知吞吐量的計算公式
)中的Tse_的值要盡可能的達(dá)到最大。
[0130] 由上述公式可知，目標(biāo)函數(shù)相對于Tsense為凸函數(shù)，目標(biāo)函數(shù)曲線上至少存在一個 極大值，在Tse3nse3范圍內(nèi)可以通過遍歷算法計算得到最大值，并將其作為最優(yōu)的T se3nse3;
[0131] 其中，Tback為所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度（可根據(jù)上述實施例求解得 至|J)，T為所述幀周期的時隙長度，Ro為所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量，心為 所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量，P d為檢測概率，ζ為檢測概率閾值。
[0132] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配方法中的感知幀的時隙長度計算方法，對處于 空閑狀態(tài)下或者處于非空閑狀態(tài)下的信道狀態(tài)建立二元假設(shè)模型，計算檢測概率、誤警概 率、信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量以及信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均 吞吐量，并確定LTE系統(tǒng)的平均感知吞吐量的目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)預(yù)定義的檢測概率的下限，利 用遍歷法計算目標(biāo)函數(shù)中的最優(yōu)感知幀的時隙長度。該方法在保證了LTE用戶終端的檢測 概率的前提下，尋找最優(yōu)的感知幀的時隙長度，減小了誤警概率。
[0133] 進(jìn)一步地，所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道 占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的傳輸幀的時隙長度，包括：
[0134] 根據(jù)公式1^_ = 1'-1^。15-1^_計算所述傳輸幀的時隙長度1^_;
[0135] 其中，Ts_r為所述當(dāng)前幀周期的感知幀的時隙長度，Tbac；k為所述當(dāng)前幀周期的退 避幀的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度。
[0136] 本實施例中，由于幀周期的時隙長度為固定值，且?guī)芷谝来畏譃楦兄獛?、傳輸?和退避幀，則根據(jù)上述實施例中求出的感知幀的時隙長度和退避幀的時隙長度，即可確定 傳輸幀的時隙長度。
[0137] 實施例五
[0138] 如圖6所述，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程圖，該方法應(yīng)用于LTE用 戶終端，其包括：
[0139] S610,獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀和傳輸幀;所述的感知幀和傳輸 幀為所述控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度時，分配給LTE 用戶終端的。
[0140] 具體地，當(dāng)LTE用戶終端進(jìn)入LTE系統(tǒng)基站的覆蓋范圍內(nèi)后，LTE系統(tǒng)基站中的控制 器會根據(jù)已經(jīng)計算好的幀周期內(nèi)的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度(各幀的計算方法 同上述實施例，此處不再贅述)分配給LTE用戶終端感知幀和傳輸幀。
[0141] S620,根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)。
[0142] 具體地，LTE用戶終端根據(jù)感知幀的時隙長度檢測信道是否處于空閑狀態(tài)。本實施 例中，LTE用戶終端的檢測時間越長，誤警概率越低。
[0143] S630,當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信道處于空閑狀態(tài)時， 接入所述信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0144] 具體地，如果檢測到當(dāng)前信道處于空閑狀態(tài)，則LTE用戶終端接入該信道，并根據(jù) 傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸;如果檢測到當(dāng)前信道處于非空閑狀態(tài)，則用戶終端不會進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 輸，直到傳輸幀結(jié)束。
[0145] S640,在成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，接收到來自所述控制器分配的退避幀，并根據(jù)所述 退避幀退避出所述信道。
[0146] 具體地，當(dāng)LTE系統(tǒng)基站控制器檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，會為LTE 用戶終端分配當(dāng)前幀周期的退避幀，LTE用戶終端根據(jù)退避幀退避出信道，直到退避幀結(jié)束 后進(jìn)入下一個幀周期，而WLAN用戶終端可在LTE系統(tǒng)的退避幀的時隙長度內(nèi)進(jìn)行正常的檢 測和數(shù)據(jù)傳輸，因此，LTE系統(tǒng)的退避幀為WLAN用戶終端提供了占據(jù)信道的機(jī)會。
[0147] 進(jìn)一步地，如果LTE系統(tǒng)基站控制器檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù)據(jù)傳輸， 在當(dāng)前幀周期的傳輸幀結(jié)束后，不分配LTE用戶終端當(dāng)前幀周期的退避幀，而是直接分配給 LTE用戶終端下一個幀周期的感知幀和傳輸幀。
[0148] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸方法，LTE用戶終端在數(shù)據(jù)傳輸完成后會主動退避 出信道，以空出退避幀的時隙長度供WLAN用戶終端進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)傳輸，增加了 WLAN系統(tǒng) 的信道占用率，解決了WLAN系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)的共存問題，同時也提高了非授權(quán)頻段的信道利 用率。
[0149] 實施例六
[0150] 如圖7所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置的第一種結(jié)構(gòu)示意圖，該裝 置應(yīng)用于LTE系統(tǒng)基站中的控制器，用于執(zhí)行上述圖1所示的方法，其包括第一感知幀和傳 輸幀分配模塊7100和退避幀分配模塊7200。
[0151] 第一感知幀和傳輸幀分配模塊7100,用于根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的 感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE 系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信 道是否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0152] 退避幀分配模塊7200,用于當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng) 前幀周期的退避幀分配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0153] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置，在現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)的幀的基礎(chǔ)上增加了 一個退避幀，通過降低LTE系統(tǒng)的信道占有率，提升WLAN系統(tǒng)的信道占有率和吞吐量，使 WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)能夠很好的共存，同時也提高了非授權(quán)頻段信道的信道利用率。
[0154] 實施例七
[0155] 如圖8所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置的第二種結(jié)構(gòu)示意圖，該裝 置用于執(zhí)行上述圖3所示的方法，其包括第一感知幀和傳輸幀分配模塊7100、退避幀分配模 塊7200、時隙長度計算模塊7300和第二感知幀和傳輸幀分配模塊7400。
[0156] 時隙長度計算模塊7300,用于根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授 權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸 幀和退避幀的時隙長度。
[0157] 具體地，所述信道占用信息包括:LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)、LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)、 WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。其中，所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和所述 WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量為實時接收到的WLAN系統(tǒng)基站發(fā)送的信息。
[0158] 第一感知幀和傳輸幀分配模塊7100,用于根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的 感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE 系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信 道是否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0159] 退避幀分配模塊7200,用于當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng) 前幀周期的退避幀分配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0160] 第二感知幀和傳輸幀分配模塊7400,用于當(dāng)檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù) 據(jù)傳輸后，分配給所述LTE用戶終端下一個幀周期的感知幀和傳輸幀。
[0161] 具體地，所述時隙長度計算模塊7300包括:感知幀時隙長度計算單元7310、傳輸幀 時隙長度計算單元7320和退避幀時隙長度計算單元7330。
[0162] 所述感知幀時隙長度計算單元7310,用于根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采 集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的 感知幀的時隙長度。
[0163] 所述傳輸幀時隙長度計算單元7320,用于根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采 集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的 傳輸幀的時隙長度。
[0164] 所述退避幀時隙長度計算單元7330,用于根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采 集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的 退避幀的時隙長度。
[0165] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置，將采集到的當(dāng)前幀周期的計算時刻之前 的第一預(yù)定時長內(nèi)的信道占用信息和歷史存儲的信道占用信息進(jìn)行比對，計算出當(dāng)前幀周 期的感知幀、傳輸幀和退避幀，在解決了 WLAN系統(tǒng)與LTE系統(tǒng)共存問題的同時，又適應(yīng)了實 時變化的信道狀態(tài)，進(jìn)一步提高了信道的利用率。
[0166] 實施例八
[0167] 如圖9所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的退避幀時隙長度計算 單元的結(jié)構(gòu)示意圖，該單元用于執(zhí)行上述圖4所示的方法。
[0168] 所述退避幀時隙長度計算單元7330包括:成功接入概率生成子單元7331、WLAN系 統(tǒng)爭搶點個數(shù)生成子單元7332、WLAN系統(tǒng)爭搶點吞吐量生成子單元7333和退避幀時隙長度 生成子單元7334。
[0169] 成功接入概率生成子單元7331，用于根據(jù)采集到的當(dāng)前時刻之前第一預(yù)定時長內(nèi) 非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)和LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)，計算成功接入概率。
[0170] WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)生成子單元7332,用于根據(jù)所述成功接入概率查找所述歷史 存儲的信道占用信息中的與所述成功接入概率匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)。
[0171] WLAN系統(tǒng)爭搶點吞吐量生成子單元7333,用于根據(jù)所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)查找 與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以及與所述WLAN系 統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0172] 退避幀時隙長度生成子單元7334，用于根據(jù)公?
計算所述退避幀的時隙長度Tback。
[0173] 其中，T為所述幀周期的時隙長度，Psu。為所述成功接入概率，η為與所述成功接入 概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，η+1為與所述成功接入概率P su。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶 點個數(shù)加一的個數(shù)，SA與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)η相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的 吞吐量，S n+1為與所述成功接入概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)加一的個數(shù)n+1相同數(shù) 目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。
[0174] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的退避幀時隙長度計算單元，根據(jù)第一 預(yù)定時長內(nèi)的成功接入概率，在歷史存儲的信道占用信息中查找WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)信 息，并進(jìn)而查找與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以 及與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，并根 據(jù)這些信息計算當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，從而提高了 WLAN系統(tǒng)的信道占用率，提 高了信道的利用率。
[0175] 實施例九
[0176] 如圖10所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的感知幀時隙長度計算 單元的結(jié)構(gòu)示意圖，該單元用于執(zhí)行上述圖5所示的方法。
[0177] 所述感知幀時隙長度計算單元7310包括:二元假設(shè)模型生成子單元7311、檢測概 率和誤警概率生成子單元7312、LTE系統(tǒng)平均吞吐量生成子單元7313和感知幀時隙長度生 成子單元7314。
[0178] 二元假設(shè)模型生成子單元7311，用于對非授權(quán)頻段的信道處于空閑狀態(tài)和非空閑 狀態(tài)的情況建立二元假設(shè)模型。
[0179] 檢測概率和誤警概率生成子單元7312,用于根據(jù)所述二元假設(shè)模型計算LTE用戶 終端的檢測概率和誤警概率。
[0180] LTE系統(tǒng)平均吞吐量生成子單元7313,用于根據(jù)所述檢測概率和誤警概率計算所 述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量以及所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的 平均吞吐量。
[0181] 感知幀時隙長度生成子單元7314,用于根據(jù)公：
Pd乏Pd，并通過遍歷算法計算所述感知幀的時隙長度1?%。
[0182] 其中，Tback為所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度，R〇 為所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量，心為所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系 統(tǒng)的平均吞吐量，Pd為檢測概率，Pd:為檢測概率閾值。
[0183] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)幀的分配裝置中的感知幀時隙長度計算單元，對處于空 閑狀態(tài)下或者處于非空閑狀態(tài)下的信道狀態(tài)建立二元假設(shè)模型，計算檢測概率、誤警概率、 信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量以及信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞 吐量，并確定LTE系統(tǒng)的平均感知吞吐量的目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)預(yù)定義的檢測概率的下限，利用 遍歷法計算目標(biāo)函數(shù)中的最優(yōu)感知幀的時隙長度。該方法在保證了LTE用戶終端的檢測概 率的前提下，尋找最優(yōu)的感知幀的時隙長度，減小了誤警概率。
[0184] 實施例十
[0185] 如圖11所示，為本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，該裝置應(yīng)用于 LTE用戶終端，用于執(zhí)行上述圖6所示的方法。數(shù)據(jù)傳輸裝置包括:感知幀和傳輸幀獲取模塊 1110、信道檢測模塊1120、數(shù)據(jù)傳輸模塊1130和信道退避模塊1140。
[0186] 感知幀和傳輸幀獲取模塊1110,用于獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀 和傳輸幀;所述的感知幀和傳輸幀為所述控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和 退避幀的時隙長度時，分配給LTE用戶終端的；
[0187] 信道檢測模塊1120,用于根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)
[0188] 數(shù)據(jù)傳輸模塊1130,用于當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信 道處于空閑狀態(tài)時，接入所述信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0189] 信道退避模塊1140,用于在成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，接收到來自所述控制器分配的 退避幀，并根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。
[0190] 本發(fā)明實施例提供的數(shù)據(jù)傳輸裝置，LTE用戶終端在數(shù)據(jù)傳輸完成后會主動退避 出信道，以空出退避幀的時隙長度供WLAN用戶終端進(jìn)行檢測和數(shù)據(jù)傳輸，增加了 WLAN系統(tǒng) 的信道占用率，解決了WLAN系統(tǒng)和LTE系統(tǒng)的共存問題，同時也提高了非授權(quán)頻段的信道利 用率。
[0191] 需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實 體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存 在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋 非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要 素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備 所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個……"限定的要素，并不排除在 包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0192] 本說明書中的各個實施例均采用相關(guān)的方式描述，各個實施例之間相同相似的部 分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實 施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例 的部分說明即可。
[0193]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種數(shù)據(jù)幀的分配方法，其特征在于，應(yīng)用于LTE系統(tǒng)基站中的控制器，所述方法包 括： 根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度，將所述 當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng)基站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其中， 所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是否處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀用于LTE用 戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀周期的退避幀分配給所述 LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的 時隙長度，通過如下步驟計算： 根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史 存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述信道占用信息包括:LTE系統(tǒng)嘗試接入 次數(shù)、LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)、WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量； 所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi)采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及 歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，包括： 根據(jù)采集到的當(dāng)前時刻之前第一預(yù)定時長內(nèi)非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)嘗試接入次數(shù)和 LTE系統(tǒng)成功接入次數(shù)，計算成功接入概率； 根據(jù)所述成功接入概率查找所述歷史存儲的信道占用信息中的與所述成功接入概率 匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)； 根據(jù)所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)查找與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN 系統(tǒng)爭搶點的吞吐量，以及與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)加一的個數(shù)相同數(shù)目下的WLAN系 統(tǒng)爭搶點的吞Π +Ι· 根據(jù)公￥算所述退避幀的時隙長度； 其中，T為所述幀周期的時隙長度，Psu。為所述成功接入概率，η為與所述成功接入概率 Psuc匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)，η+1為與所述成功接入概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個 數(shù)加一的個數(shù)，SA與所述WLAN系統(tǒng)爭搶點的個數(shù)η相同數(shù)目下的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐 量，S n+1為與所述成功接入概率Psu。匹配的WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)加一的個數(shù)η+1相同數(shù)目下 的WLAN系統(tǒng)爭搶點的吞吐量。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述WLAN系統(tǒng)爭搶點個數(shù)和所述WLAN系統(tǒng) 爭搶點的吞吐量為實時接收到的WLAN系統(tǒng)基站發(fā)送的信息。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi) 采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期 的感知幀的時隙長度，包括： 對非授權(quán)頻段的信道處于空閑狀態(tài)和非空閑狀態(tài)的情況建立二元假設(shè)模型； 根據(jù)所述二元假設(shè)模型計算LTE用戶終端的檢測概率和誤警概率； 根據(jù)所述檢測概率和誤警概率計算所述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量以 及所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量； 根據(jù)公式，并通過遍歷算法計算 所述感知幀的時隙長度Tse3nse3; 其中，Tback為所述當(dāng)前幀周期的退避幀的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度，Ro為所 述信道處于空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的平均吞吐量，心為所述信道處于非空閑狀態(tài)下LTE系統(tǒng)的 平均吞吐量，Pd為檢測概率，Pd為檢測概率閾值。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)當(dāng)前時刻之前的第一預(yù)定時長內(nèi) 采集到的非授權(quán)頻段的信道占用信息以及歷史存儲的信道占用信息計算所述當(dāng)前幀周期 的傳輸幀的時隙長度，包括： 根據(jù)公式Ttrans = T-Tbadi-Tse3nse3計算所述傳輸幀的時隙長度Ttrans; 其中，Tse3nse3為所述當(dāng)前幀周期的感知幀的時隙長度，Tkk為所述當(dāng)前幀周期的退避幀 的時隙長度，T為所述幀周期的時隙長度。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 當(dāng)檢測到LTE用戶終端沒有成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，分配給所述LTE用戶終端下一個幀周 期的感知幀和傳輸幀。8. -種數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，應(yīng)用于LTE用戶終端，所述方法包括： 獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀和傳輸幀；所述的感知幀和傳輸幀為所述 控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時隙長度時，分配給LTE用戶終端 的； 根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)； 當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信道處于空閑狀態(tài)時，接入所述 信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 在成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，接收到來自所述控制器分配的退避幀，并根據(jù)所述退避幀退 避出所述信道。9. 一種數(shù)據(jù)幀的分配裝置，其特征在于，應(yīng)用于LTE系統(tǒng)基站中的控制器，所述裝置包 括： 第一感知幀和傳輸幀分配模塊，用于根據(jù)在上一幀周期計算的當(dāng)前幀周期的感知幀、 傳輸幀和退避幀的時隙長度，將所述當(dāng)前幀周期的感知幀和傳輸幀分配給所述LTE系統(tǒng)基 站覆蓋范圍內(nèi)的LTE用戶終端;其中，所述感知幀用于LTE用戶終端檢測當(dāng)前時刻信道是否 處于空閑狀態(tài);所述傳輸幀用于LTE用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸； 退避幀分配模塊，用于當(dāng)檢測到LTE用戶終端成功完成數(shù)據(jù)傳輸后，將所述當(dāng)前幀周期 的退避幀分配給所述LTE用戶終端，使其根據(jù)所述退避幀退避出所述信道。10. -種數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，應(yīng)用于LTE用戶終端，所述裝置包括： 感知幀和傳輸幀獲取模塊，用于獲取LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀和傳輸幀； 所述的感知幀和傳輸幀為所述控制器在計算出當(dāng)前幀周期的感知幀、傳輸幀和退避幀的時 隙長度時，分配給LTE用戶終端的； 信道檢測模塊，用于根據(jù)感知幀檢測信道是否處于空閑狀態(tài)； 數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于當(dāng)根據(jù)LTE系統(tǒng)基站中的控制器分配的感知幀檢測到信道處于空 閑狀態(tài)時，接入所述信道，并根據(jù)所述控制器分配的傳輸幀進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；
【文檔編號】H04W74/08GK105898873SQ201610201874
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】張奇勛, 馮志勇, 楊拓, 郭春霞, 趙思雯
【申請人】北京郵電大學(xué)