基于信道质量反馈的非授权频段入公平接方法研究

发布时间：2020-06-30 20:14

【摘要】：随着移动设备数量和数据业务呈指数级增长,无线网络面临频谱短缺和利用率低下等挑战。为解决这一问题,3GPP R13提出了授权辅助接入技术,将LTE运行在非授权频段。然而,该技术面临的首要任务是如何解决授权辅助接入(Licensed-Assisted Access,LAA)系统与非授权频段已有的WiFi系统之间公平共存的问题。本文针对5G非授权频段多系统共存资源竞争问题,以容量提升和公平共存作为目标,提出一种基于非授权频段质量认知的LAA系统公平接入方法,使得LAA系统能够自适应调整竞争窗口大小等退避参数,实现在公平前提下提升非授权频段频谱效率。本文贡献如下:(1)针对非授权频段共存接入方式下面临多系统间信道争抢冲突、拥塞和碰撞等问题,本文提出了基于非授权频段质量认知的三维马尔可夫链共存接入排队模型的构建方法,为5G多连接场景下多系统共存接入的碰撞概率分析提供理论模型和方法支撑。(2)进一步,针对非授权频段多系统共存接入过程中信息传输失败原因难于定位的问题,提出基于数据包成功传输结果和误块率反馈的竞争窗口和频谱检测门限优化调控算法。根据数据传输应答(ACK/NACK)信息判断当前数据包的传输状态和数据传输失败原因,对相应参数进行优化。(3)最后,针对不同网络密度和频谱质量条件下的多系统共存场景,建立多系统共存分析模型,基于随机几何理论分析共存场景下各系统的吞吐量等性能指标,利用最优化理论求解得到最大效用函数下的多系统公平信道接入概率,得到多系统共享信道接入的最优竞争窗口。本文搭建了基于软件无线电的硬件验证平台,对所提出的算法性能进行测试,结果表明所提算法可提升非授权频段多系统共存下的吞吐量11%-14%。最后,对本文进行总结和研究方向展望。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5
【图文】：

频谱,宽带频谱,认知能力,接入方式

影响的分析和评估工作，非授权频段多系统共存场景下信道接入策略的公系统性能评估方法亟待革新。逡逑基于以上研究背景和问题，本文围绕提升非授权频段频谱效率这一目标，究ＬＡＡ和ＷｉＦｉ共存系统干扰问题。综合考虑非授权频段频谱质量、网络提出一种基于信道质量反馈的ＬＡＡ非授权频段接入机制，分析不同信道双系统共存对各系统吞吐量的影响。进一步，提出基于数据包传输状态反化调控算法，根据成功数据传输应答（Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ，邋ＡＣＫ）信息判断据包的传输状态和数据传输失败原因，并及时调整退避参数和调制编码方ｕｌａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ｃｏｄｉｎｇ邋Ｓｃｈｅｍｅ，邋ＭＣＳ）。最后，提出一种基于信道接入概率的略，将ＬＡＡ接入概率限制在指定范围内，通过改变ＬＡＡ系统退避竞争窗，获得非授权频段公平前提下共存系统最大吞吐量。下面将对本文的研究行详细描述。逡逑研究内容逡逑

频段,场景,信令

逦？糊校频ｇ逡逑图２－１邋ＬＡＡ系统和ＷｉＦｉ系统在非授权频段的共存场景逡逑图２－１为ＬＡＡ系统和ＷｉＦｉ系统在非授权频段的共存场景，由覆盖在ＬＴＥ逡逑基站（Ｂａｓｅ邋Ｓｔａｔｉｏｎ，ＢＳ）中的邋ＬＴＥ邋ＳＢＳ邋（Ｓｍａｌｌ邋Ｂａｓｅ邋Ｓｔａｔｉｏｎ，ＳＢＳ）和邋ＷｉＦｉ邋接逡逑入点（ＡｃｃｅｓｓＰｏｉｎｔ，ＡＰ）组成。多个多模终端用户随意分布在网络覆盖区域内，逡逑用户可请求不同的类型业务的传输，如ＸＲ、视频等。图中红色实现表示信令传逡逑输，红色虚线表示数据交换，ＷｉＦｉ邋ＡＰ的信令和数据交换都在非授权授权频段，逡逑而ＬＡＡＳＢＳ只有数据交换在非授权频段，信令交换在授权频段进行。逡逑９逡逑

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