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随着移动通信的飞速发展,无线数据流量呈现爆发式增长,不断挑战网络容量的极限。为了提升网络容量,移动运营商一方面引入大规模天线、全双工、超密集组网等新技术进一步提升频谱利用率,另一方面,继续挖掘新的可用频谱资源。运营商可用的频谱资源是有限的,尽管当前低频段的频谱资源使用已较饱和,但是5GHz频段存在的免许可使用的非授权频谱仍是值得挖掘的资源。为了能够使用非授权频谱,3GPPRelease13 提出授权辅助接入(Licensed-AssistedAccess,LAA)技术,即第四代移动通信系统(Fourth Generation,4G)的长期演进计划(Long Term Evolution,LTE)系统采用载波聚合方式把5GHz非授权频段和授权频段的联合使用,实现更快的数据速率、更灵敏的响应度和更好的用户体验。LAA提供了超越无线局域网Wi-Fi的增强版容量和覆盖范围、简化管理的通用统一网络,以及面向未来的高密度自组织网络,这将大大节省运营商的部署和运营成本。本文主要考虑采用LAA技术的无线组网场景,研究交互前侦听(Listen Before Talk,LBT)接入机制设计、上行调度传输等关键问题,目标是充分利用非授权频谱资源提升容量,同时降低对Wi-Fi等现存接入系统的影响。主要的研究内容及创新点总结如下:(1)针对LAA接入存在相邻信道的频谱泄露问题,本文提出一种基于多载波LBT机制的LAA接入技术,通过动态聚合更多可用的非授权频段载波提高传输速率。首先,将LAA节点与Wi-Fi节点的传输过程建模为马尔科夫链模型,推导出节点稳态时的传输概率和碰撞概率,得到节点的饱和吞吐量。仿真结果显示,所提出的多载波LAA接入方法显著提高了系统吞吐量,同时对现存部署在同频段的Wi-Fi网络的影响也较小。(2)针对用户设备(UserEquipment,UE)在上行资源调度请求中,由于非授权频段的不确定性导致基站和UE两侧交互效率低且时延长的问题,本文提出一种降低响应时延的调度方法。主要是将授权频段下上行传输所需完成的调度请求(Scheduling Request,SR)、上行授权(Uplink Grant,UL Grant)和缓存状态报告(Buffer State Report,BSR)三个先后过程,调整为非授权频段下直接用BSR请求上行传输资源的方式,避免过多的LBT检测,简化UE端操作,从而提高基站侧和UE侧的交互效率及基站响应速度。仿真结果显示了所提的方法的有效性和可行性。(3)针对面向新空口(New Radio,NR)及未来的LAA在standalone场景下剩余最小系统信息(Remaining Minimum System Information,RMSI)如何指示同步信号块(Synchronization Signal Block,SSB)实际传输位置的问题,本文研究非授权频段下RMSI有效传输的方式。由于非授权频段无法保证RMSI的可靠周期传输,需要特殊的机制来保证RMSI被UE正确接收。文中设计了一种新型NR非授权频段下系统信息传输方法,在保证NR网络侧可以不提供授权频段UE接入锚点的情况下实现UE侧与NR网络侧通信,该方式可有效提高standalone情况下RMSI传输成功的概率。文末对全文的研究内容进行总结,并对未来需要继续研究的方向进行了相关分析和总结。