基于LAA至NR-U演进的资源分配方案研究

发布时间：2020-08-22 22:28

【摘要】：由于频谱资源的稀缺性,运营商希望将4G和5G业务分流至非授权频段,来减轻授权频段网络的负载。LAA(Licensed Assisted Access,辅助授权接入)和NR-U(NR-Unlicensed,非授权频段新空口)分别是4G和5G在非授权频段采用的主要技术。由于LAA在非授权频段中采用基于竞争的信道接入机制和动态非连续传输,导致其在非授权频段资源利用率不够充分。而NR-U采用了同样的信道接入机制,因此也可能存在同样的缺陷。如何在LAA至NR-U演进过程中实现对非授权频段资源的有效利用,成为了亟待解决的问题。为了解决上述问题,本文提出了三种非授权频段的资源分配方案。从时域资源分配的角度,分别设计了适用于NR-U系统和LAA系统的解决方案。对NR-U系统,本文提出了基于NR帧结构的资源分配方案,通过采用可配置的子载波间隔或微时隙,减少了非授权频段的无用填充信息,实现了 NR-U系统对非授权频段时域资源的充分利用。对LAA系统,本文提出了基于TTI(Transmission Time Interval,传输时间间隔)的资源分配方案,从小区参考信号和短传输时间间隔方面进行研究,解决了 LAA系统中资源利用率低的问题。从频域资源分配来说,设计了基于子带的资源分配方案,通过将大带宽的资源映射划分为多个子带,实现了大带宽在非授权频段中更有效的传输。最后,本文通过系统级仿真对上述资源分配方案的系统性能进行评估。仿真结果表明,基于NR帧结构的资源分配方案可有效提升NR-U系统的性能,并实现NR-U系统与Wi-Fi系统的友好共存。基于TTI的资源分配方案可提升LAA系统中小数据包传输的吞吐量、降低时延并提高非授权频段资源利用率。基于子带的资源分配方案可增加大带宽在非授权频段的接入机会,从而提高用户体验。
【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】：

（１）逦Ｃａｔ．ｌ邋ＬＢＴ：不执行邋ＬＢＴ；逡逑（２）逦Ｃａｔ．２ＬＢＴ：单时隙邋ＬＢＴ；逡逑单时隙ＬＢＴ指无线通信设备在固定时隙位置执行周期性的ＬＢＴ。如图２－１逡逑所示，若检测到信道空闲，则无线节点可以立即接入信道。若检测到繁忙，则等逡逑待到下一个ＣＣＡ时隙再次进行侦听。单时隙ＬＢＴ的优势是具有明显的帧周期，逡逑可以降低检测过程的复杂度。其缺点在于信道检测的位置不够灵活，这就对无线逡逑节点访问信道的机会做了限制，降低了传输效率。逡逑￣１Ｆ逦传输逦｜逦■逦不能传输逦｜邋胃逦传输逡逑■信趣忙逦日空闲ＣＣＡ时Ｐ８逡逑图２－１单时隙ＬＢＴ示意图逡逑单时隙ＬＢＴ的信道接入概率较低，但可用于优先级较高的信息传输。例如逡逑下行ＤＲＳ邋（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ邋Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ邋Ｓｉｇｎａｌ，专用参考信号）是小区测量和定时同步逡逑的重要控制信息，为了提高ＤＲＳ的信道接入概率，不包含ＰＤＳＣＨ的ＤＲＳ子帧逡逑可以采用单时隙ＬＢＴ。逡逑（３）逦Ｃａｔ．３ＬＢＴ：固定竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ；逡逑固定竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ指ＬＢＴ支持随机退避功能

竞争窗口大小可动态调整。Ｃａｔ．４邋ＬＢＴ的流程与Ｃａｔ．３邋ＬＢＴ类似，但不同点在于，逡逑Ｃａｔ．４邋ＬＢＴ中ＬＡＡ基站可以根据基于终端的反馈（如ＨＡＲＱ邋ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）或基逡逑于基站的评估（如基于信道监听的调整），动态调整ＣＷＳ的取值。如图２－３所逡逑示，第一次随机退避中，ＣＷＳ取值为１５，但是由于在第一次传输中用户未能成逡逑功接收数据，发送节点根据ＮＡＣＫ的接收状态将ＣＷＳ调高，因此在第二次的随逡逑机退避中，ＣＷＳ被设置为３１，退避计数器为２９，邋ＬＡＡ基站在检测到２０个空闲逡逑时隙后占用信道。逡逑￣逦Ｓｔ器例数邋＾邋Ｍ逦传ＬＢＴｉｌ邋数器倒＞广邋．．．．．传＆一逡逑＿逡逑ＣＷＳ＝１５，邋Ｎ＝７逦ＣＷＳ＝３１，邋Ｎ＝２０逡逑ｊｊ邋ＣＣＡｇ忙逦；；ＣＣＡ空闲逦．」延迟周期逦ＬＡＡ传输逡逑图２－３动态竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ示意图逡逑延迟周期被定义为传输之前在信道空闲之后ＬＡＡ通信节点必须等待的最短逡逑时间。延迟期是可配置的，可将其配置为与Ｗｉ－Ｆｉ的延迟周期同样的时间长度。逡逑由于Ｗｉ－Ｆｉ系统在传输之前和之后都要保证信道至少有ＡＩＦＳ的时间是空闲的。逡逑此时间段需要用于Ｗｉ－Ｆｉ的ＡＣＫ反馈，为了避免受到周围其他节点的影响干扰逡逑到ＡＣＫ的接收

逦ＣＷＳ＝１５，Ｎ＝１０逡逑｜邋ＣＣＡ繁忙逦ＣＣＡ空闲逦延迟周期逡逑图２－２固定竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ示意图逡逑（４）邋Ｃａｔ．４ＬＢＴ：动态竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ。逡逑Ｃａｔ．４邋ＬＢＴ指固定竞争窗长度的随机退避ＬＢＴ即支持随机退避功能，且最大逡逑竞争窗口大小可动态调整。Ｃａｔ．４邋ＬＢＴ的流程与Ｃａｔ．３邋ＬＢＴ类似，但不同点在于，逡逑Ｃａｔ．４邋ＬＢＴ中ＬＡＡ基站可以根据基于终端的反馈（如ＨＡＲＱ邋ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）或基逡逑于基站的评估（如基于信道监听的调整），动态调整ＣＷＳ的取值。如图２－３所逡逑示，第一次随机退避中，ＣＷＳ取值为１５，但是由于在第一次传输中用户未能成逡逑功接收数据，发送节点根据ＮＡＣＫ的接收状态将ＣＷＳ调高，因此在第二次的随逡逑机退避中，ＣＷＳ被设置为３１，退避计数器为２９，邋ＬＡＡ基站在检测到２０个空闲逡逑时隙后占用信道。逡逑￣逦Ｓｔ器例数邋＾邋Ｍ逦传ＬＢＴｉｌ邋数器倒＞广邋．．．．．传＆一逡逑＿逡逑ＣＷＳ＝１５，邋Ｎ＝７逦ＣＷＳ＝３１

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本文编号：2801231