近年来,随着移动智能设备的飞速发展,无线用户数量呈指数倍增长,人们对无线通信的需求也不断增大,有限的许可频段资源已经越来越无法满足人们的需求。在这种状况下,有人提出将LTE(Long Term Evolution Unlicensed)技术应用于免许可频段,即免许可频段LTE(Long Term Evolution Unlicensed,LTE-U)技术。通过利用LTE技术的优势提高免许可频段的频谱利用率,以此来分担许可频段的压力。本文对LTE-U网络的容量和用户驻留进行了深入研究。首先,研究了 LTE-U网络在支持时延敏感业务时的网络容量。我们用离散马尔科夫链来对采用轮询调度策略的LTE-U系统的传输机会进行建模,通过概率生成函数和泊松网格算法计算得到马尔科夫链的状态转移概率。基于时延敏感业务的两个服务质量(Quality of Service,QoS)要求——最大容忍时延和丢包率门限,得到LTE-U网络在支持时延敏感业务时的网络容量。仿真结果表明我们所提出的分析模型不仅可以有效评估LTE-U网络与不同负载的Wi-Fi(Wireless Fidelity)网络共存时的网络容量,而且也揭示了其网络容量与时延敏感业务的两个QoS指标要求之间的关系。其次,研究了多信道场景中采用信道绑定技术的LTE-U网络的性能。以吞吐量为性能指标,我们提出了一种将主信道和辅信道分开独立建模的分析方法。该分析方法根据信道被占用的情况将信道分为四种状态,利用不同状态出现的概率以及持续时间求出不同状态的时间占比,从而分别得到LTE-U网络和Wi-Fi网络的吞吐量。仿真结果不仅表明该分析方法的有效性,而且还揭示了 LTE-U网络吞吐量与主辅信道上Wi-Fi网络负载之间的关系。最后,研究了 LTE-U独立系统的用户驻留流程及小区选择准则。为了缓解LTE小区的压力,我们提出了让用户优先驻留LTE-U小区的思想,即通过让用户优先搜索LTE-U小区来提高LTE-U小区的优先级。在搜索LTE-U小区和同步过程中,为了避免用户因为LTE-U小区的信道非连续可用而延长其完成驻留的时间,我们使用了一个基于LTE-U小区相邻两次接入信道的平均时间间隔的同步计时器。另外,我们提出了一种新的小区选择准则——在考虑小区参考信号接收功率强度的同时结合LTE-U独立系统基站相邻两次接入信道的平均时间间隔,通过计算剩余有效容量和剩余吞吐量来进行小区选择。此外,该准则从用户侧出发,在用户的历史业务数据中挖掘出对小区选择有用的信息,从而使用户能够做出更加合适的小区选择决策,提高用户成功发起业务的概率,降低用户小区重选的频率以及小区重选所带来的资源消耗。