5G异构网络非授权频段共存机制研究

发布时间：2020-09-18 11:58

　　移动互联网的迅猛发展带来移动数据流量空前巨大,对移动运营商提出了更高的要求。为了满足移动蜂窝系统中不断增长的业务需求,第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化组在长期演进(LTE)版本Release 13中提出了授权频谱辅助接入技术(Licensed Assisted Access,LAA),LTE-LAA 技术实现了将 LTE 技术由授权频段到非授权频段(如5GHz频段)上的迁移,既有效缓解授权频段的流量压力,同时也满足了用户对QoS的要求。然而也对现有部署在5GHz非授权频段上的其他无线接入技术,如WiFi(Wireless Fidility)带来了挑战。为了提升5G异构网络下的共存系统容量和降低系统平均时延,保证LAA-WiFi共存系统的公平性,本文针对LAA-WiFi共存系统的公平高效竞争机制以及运营商间的动态频谱共享策略展开研究。首先,根据共存系统网络负载强度的动态性以及公平友好性,提出了基于Jain公平指数的增强型自适应能量检测(Energy Detection,ED)门限算法;其次,基于博弈论建立运营商间非授权频谱动态分配与功率的联合调控机制。本文的主要研究内容及创新点如下:第一,提出了基于Jain公平指数的增强型自适应能量检测算法(enhanced Adaptive Energy Detection Threshold Algorithm,eAED)。根据 LAA 网络负载的动态变化,自适应地调节LAA eNB(evolved Node B)的ED值,从而提升LAA-WiFi共存系统的系统总容量、降低系统平均时延。第二,引入Jain公平指数量化LAA-WiFi共存系统的公平性,通过设定Jain阈值保证共存系统公平程度的同时控制ED值的动态区间。仿真结果表明,基于Jain公平指数的eAED算法可以在保证LAA系统和WiFi系统公平性的同时实现共存系统性能的最大化。第三,基于重复博弈建立运营商间信用合作机制,基于β-惩罚税的惩罚策略对于非合作行为进行惩罚。仿真结果表明,该策略可以实现运营商间非授权频谱资源的动态分配,提升频谱利用率,降低运营商间的系统间干扰。第四,将某一运营商所属的eNB与UE(User Equipment)建模为斯塔克尔伯格博弈模型,基于价格策略实现对UE发射功率的调控。仿真结果表明,该方法可以降低系统干扰,提升能量效率,实现运营商与UE收益的最大化。
【学位单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5
【部分图文】：

过程图,过程,数据传输,子帧

ＬＴＥ－Ｕ在非授权频段上进行数据传输。在期间，ＬＴＥ－Ｕ停止在非授权频段进行逡逑数据传输，从而保证ＷｉＨ在同频段的数据传输。ＬＴＥ－Ｕ系统需要周期性的检测信逡逑道占用状态，根据信道占用状况动态调节７；？的占空比。整个过程示意图如图１－１逡逑所示：逡逑４逦？逡逑Ｔ．逦Ｔ，，逦Ｔ0ｎ逦Ｔｏｆｆ逡逑＜二：．．．．．：．：．．．．．．．．．．．■■Ｃ＝＝＝＝ｖ邋ｎ—－—－邋邋邋ｖ逡逑ＬＴＥ－Ｕ邋ＯＮ逦ＬＴＥ－Ｕ邋ＯＦＦ逦ＬＴＥ－Ｕ邋ＯＮ逦ＬＴＥ－Ｕ邋ＯＦＦ逡逑…．．—愚．＿邋ｈ］逡逑逦？逡逑图１－１邋ＣＳＡＴ过程逡逑Ｆｉｇ．邋１邋－１邋Ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ＣＳＡＴ逡逑除了邋ＣＳＡＴ算法外，空白子顿（Ａｌｍｏｓｔ邋Ｂｌａｎｋ邋Ｓｕｂｆｒａｍｅｓ，ＡＢＳ）技术也是典逡逑型的非ＬＢＴ信道接入技术［５］。其基本原理：在ＬＴＥ－Ｕ的一个帧中选择某些子帧停逡逑止ＬＴＥ－Ｕ数据传输，从而令ＷｉＦｉ设备可以利用这些子帧时隙进行数据传输，实现逡逑ＬＴＥ－Ｕ和ＷｉＨ用户在时域上正交，降低共存系统内部干扰［６］。ＬＴＥ－Ｕ系统根据逡逑２逡逑

系统模型图,系统模型,频段,小区

小区工作在非授权频段，提供用户数据传输服务；主小区运行在授权频段上，用逡逑于传输上下行重要的控制信令等。而辅小区则可进行动态配置，本文仅研宄下行逡逑方案，如图２－１所示逡逑授权频谱逦非授权频谱逡逑％．＇邋／逡逑Ｂ逡逑国逦逦？邋ＤＬ逡逑逦？邋ＵＬ逡逑图２－１邋ＬＡＡ系统模型图逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ＬＡＡ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑在３ＧＰＰ中，对ＬＡＡ部署场景作了如下定义，如图２－２所示Ｗ。逡逑（１）

频谱,场景,频段,小区

【参考文献】