论文部分内容阅读
随着智能终端的大量出现,无线数据流量需求呈指数增长。在此背景下,第5代移动通信系统的研发需要向着增加系统容量和提高频谱效率的方向推进。在各种提高频谱效率的方案中,非授权频段上的LTE(LTE-Unlicensed,LTE-U)技术的出现为全球运营商提供了一个较为可行的选择。然而,要实现LTE-U系统的部署,首先需要解决其与非授权频段上的WIFI等无线通信系统合理有效地共享频谱资源的问题。本文围绕LTE-U与WIFI系统在5GHz频段共存这一主题,从频谱认知的角度进行共存技术研究,提出了一种用于信道状态辨识的LTE-U频谱认知算法,并在此基础上设计了一种基于多信道认知接入及自适应静默策略的共存方案。本文的主要工作内容和创新包括如下两个方面:1.分析了采用LBT机制的LTE-U设备在接入信道时进行空闲信道评估,即频谱认知的过程,重点研究了LTE-U的数据接收窗口与WIFI数据包不完全对齐状态下的频谱认知算法。为提高不完全对齐状态下的信道状态辨识能力,提出将数据接收窗口划分为多个时隙。在此多时隙的结构上分别从硬判决融合和软数据融合进行进一步研究,分析推导了最优多时隙硬判决融合准则并提出了一种利用多时隙接收数据的特征值矩阵加权的软数据融合算法。相比现有的空闲信道评估方案,在所提多时隙结构下应用硬判决融合算法不仅可降低数据处理量还能在某些场景下提升信道状态辨识能力,而应用软数据融合算法可降低LTE-U接入信道时发生信道状态误判的概率,均有助于提升LTE-U与WIFI共存时的系统性能。2.在ETSI制定的LBT信道接入机制和前述多时隙频谱认知算法的基础上,提出了一种多信道认知切换及自适应静默策略的信道接入共存方案。该方案使得LTE-U可进行多信道并行频谱状态认知,必要时选择可用信道进行跳转传输,避免因长时间占用同一信道给WIFI系统带去的干扰。此外,通过对采用二进制指数回退的WIFI系统进行马尔科夫建模,计算得到了LTE-U接入信道后的最优静默时长。最后,提出了一种信道接入参数配置策略,使得LTE-U可自适应调整传输及静默时长,从而达到与WIFI系统和谐共存的目的。