LTE-U系統(tǒng)的容量分析和用戶駐留研究.pdf

1、近年來，隨著移動智能設備的飛速發(fā)展，無線用戶數(shù)量呈指數(shù)倍增長，人們對無線通信的需求也不斷增大，有限的許可頻段資源已經(jīng)越來越無法滿足人們的需求。在這種狀況下，有人提出將LTE（Long Term Evolution Unlicensed）技術應用于免許可頻段，即免許可頻段LTE（Long Term Evolution Unlicensed, LTE-U）技術。通過利用 LTE技術的優(yōu)勢提高免許可頻段的頻譜利用率，以此來分擔許可頻段的壓力。

2、本文對LTE-U網(wǎng)絡的容量和用戶駐留進行了深入研究。
　　首先，研究了 LTE-U網(wǎng)絡在支持時延敏感業(yè)務時的網(wǎng)絡容量。我們用離散馬爾科夫鏈來對采用輪詢調(diào)度策略的LTE-U系統(tǒng)的傳輸機會進行建模，通過概率生成函數(shù)和泊松網(wǎng)格算法計算得到馬爾科夫鏈的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率。基于時延敏感業(yè)務的兩個服務質(zhì)量（Quality of Service, QoS）要求——最大容忍時延和丟包率門限，得到 LTE-U網(wǎng)絡在支持時延敏感業(yè)務時的網(wǎng)絡容量。仿真結(jié)果表

3、明我們所提出的分析模型不僅可以有效評估 LTE-U網(wǎng)絡與不同負載的Wi-Fi（Wireless Fidelity）網(wǎng)絡共存時的網(wǎng)絡容量，而且也揭示了其網(wǎng)絡容量與時延敏感業(yè)務的兩個QoS指標要求之間的關系。
　　其次，研究了多信道場景中采用信道綁定技術的LTE-U網(wǎng)絡的性能。以吞吐量為性能指標，我們提出了一種將主信道和輔信道分開獨立建模的分析方法。該分析方法根據(jù)信道被占用的情況將信道分為四種狀態(tài)，利用不同狀態(tài)出現(xiàn)的概率以及持續(xù)時間求

4、出不同狀態(tài)的時間占比，從而分別得到 LTE-U網(wǎng)絡和 Wi-Fi網(wǎng)絡的吞吐量。仿真結(jié)果不僅表明該分析方法的有效性，而且還揭示了 LTE-U網(wǎng)絡吞吐量與主輔信道上Wi-Fi網(wǎng)絡負載之間的關系。
　　最后，研究了 LTE-U獨立系統(tǒng)的用戶駐留流程及小區(qū)選擇準則。為了緩解LTE小區(qū)的壓力，我們提出了讓用戶優(yōu)先駐留 LTE-U小區(qū)的思想，即通過讓用戶優(yōu)先搜索LTE-U小區(qū)來提高LTE-U小區(qū)的優(yōu)先級。在搜索LTE-U小區(qū)和同步過程中，為了

5、避免用戶因為 LTE-U小區(qū)的信道非連續(xù)可用而延長其完成駐留的時間，我們使用了一個基于 LTE-U小區(qū)相鄰兩次接入信道的平均時間間隔的同步計時器。另外，我們提出了一種新的小區(qū)選擇準則——在考慮小區(qū)參考信號接收功率強度的同時結(jié)合LTE-U獨立系統(tǒng)基站相鄰兩次接入信道的平均時間間隔，通過計算剩余有效容量和剩余吞吐量來進行小區(qū)選擇。此外，該準則從用戶側(cè)出發(fā)，在用戶的歷史業(yè)務數(shù)據(jù)中挖掘出對小區(qū)選擇有用的信息，從而使用戶能夠做出更加合適的小區(qū)選擇