近年来,随着无处不在的移动智能设备的飞速发展,无线流量呈现指数性增长,这对无线通信系统的容量需求提出了更高的挑战。随着授权频谱资源利用率的提升,有限的授权频段资源逐渐无法满足容量增长的需求。由此,将频谱利用率较高的LTE(Long-term evolution)技术运用到免授权频段成为一种可行的选择。其中,兼具LTE性能和Wi-Fi部署便利的Standalone LTE-U(Standalone long term evolution in unlicensed spectrum)技术从中脱颖而出。论文针对LTE-U独立系统的吞吐量、能效和信道反馈用户选择机制进行研究。首先,研究了LTE-U独立系统联合速率自适应、信道反馈方案和调度器的下行吞吐量性能。针对采用LBT(Listen-before-talk)信道接入方式的LTE-U独立系统,提出了 一种考虑随机反馈延迟的LTE-U独立系统下行传输吞吐量的分析模型。具体而言,我们先建模分析了LTE-U独立系统随机反馈时延的概率质量函数;然后针对用户独立同分布和独立不同分布两种场景,对采用不同的CSI(Channelstateinformation)反馈方案和多种调度器组合情况下的LTE-U独立系统的下行吞吐量分别进行了理论推导。仿真结果表明所提的分析模型不仅可以有效评估LTE-U独立系统与Wi-Fi共存时的吞吐量,而且还揭示了其与信道占用比例和反馈延迟之间的关系。其次,我们对LTE-U独立系统用户的能效进行分析和优化。在第二章吞吐量分析的基础上,我们着重分析了LTE-U独立系统在使用不同调度方案和信道反馈方案时用户的能量效率。此外,我们还以贪婪调度器为例研究了在与Wi-Fi具有公平性约束时,以LTE-U独立系统用户能效最大化为目标的媒体接入控制层参数和信道反馈方案参数联合优化的问题。仿真不仅验证了能效分析的准确性,而且还揭示了媒体接入控制层参数和信道反馈方案参数对两类网络共存和提高LTE-U独立系统用户能效的影响。最后,我们为LTE-U独立系统进行了信道反馈用户选择机制的设计。我们首先分析了用户在被选择授权和不被选择授权反馈信道增益时所分别在下一次基站接入信道时通过资源预分配能获得的期望吞吐量,然后再以期望吞吐量比例公平为目标建模LTE-U独立系统信道反馈用户选择的优化问题。因为所建模的优化问题为NP难问题,所以我们采用了解耦和迭代的方法设计了次优但高效的求解算法。仿真表明所提算法可以在提高网络吞吐量的同时维持较好的用户公平性。