[发明专利]一种基于虚拟化网络架构的LTE‑U与WiFi非授权频段共存自适应信道接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通讯技术领域，尤其是一种基于虚拟化网络架构的LTE-U与WiFi非授权频段共存自适应信道接入方法。

背景技术

近年来，随着移动互联网的快速发展和诸如智能手机、平板电脑、可穿戴通信设备等智能终端的迅速普及，蜂窝网的无线数据传输需求呈指数级增长。而传统蜂窝网所使用的授权频段已无法满足用户迅速增长的需求。为解决频谱资源短缺问题，标准化组织开始研究在蜂窝网使用如2.4GHz、5GHz等非授权频段的可行性。这些非授权频段已经被广泛应用于诸如WiFi、ZigBee等其他无线系统中。3GPP(the 3^rd Generation Partnership Project)标准化组织最近启动一项关于在非授权频段使用LTE标准(LTE-U)的辅助授权接入(LAA licensed-assisted access)研究项目(SI Study Item)。

LTE-U需要解决的一个关键问题是LTE-U系统如何在相同非授权频段与WiFi系统的共存。LTE网络和WiFi系统是目前无线通信领域广泛使用的两种无线网络系统。LTE网络运行在授权频段上，使用固定的时频结构实现信道接入；而WiFi系统运行在非授权频段上，使用竞争机制实现信道接入。由于LTE和WiFi采用不同的信道接入技术，如何使LTE-U和WiFi用户在非授权频段上实现和谐共存成为了具有挑战的技术问题。这一问题正受到越来越多的研究机构的关注，尽管目前已经取得了一些初步的研究成果，但是仍有许多问题有待进一步研究和解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于虚拟化网络架构的LTE-U与WiFi非授权频段共存自适应信道接入方法，可以解决LTE-U和WiFi在非授权频段共存场景下的信道接入问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于虚拟化网络架构的LTE-U与WiFi非授权频段共存自适应信道接入方法，包括如下步骤：

(1)网络负载信息收集；LTE-U基站和WiFi接入点分别通过各自信令向核心网MME汇报当前各自网络的用户数；

(2)网络负载计算；MME根据收到的信令信息，计算当前LTE-U和WiFi网络的负载；

(3)接入机制选择；MME根据负载状态决定LTE-U用户使用不同的子机制进行信道接入；当网络负载高于一个确定的阈值时，LTE-U采用AABS机制，否则采用DCS机制；在AABS机制中，MME根据计算结果确定LTE-U需要执行的ABS数值；系统循环执行以上过程，自适应的调整LTE-U用户所采用的信道接入机制。

优选的，步骤(2)中，网络负载计算的具体过程为：设n_l(t)为在t时刻，网络中已有LTE-U用户的数量；n_w(t)为在t时刻，网络中已有WiFi用户的数量，其中包含已经占用了信道的用户数和正在等待接入信道的用户数；使用τ_l(t)表示t时刻归一化的LTE-U负载；于是有：

其中N表示网络中该频段上的信道数量，使用τ_w(t)表示t时刻归一化的WiFi负载，于是有：

使用τ(t)表示t时刻WiFi负载和LTE-U负载之比，于是有：

在式(2)中，N-n_l(t)表示在t时刻，WiFi用户可接入的信道数；当N-n_l(t)≥n_w(t)时，表示当前t时刻有足够的信道可供WiFi用户接入；使用式(2)中τ_w(t)的值来表征当前的网络负载状态，并且使用τ_w(t)＝1/2作为LTE-U用户选择DCS子机制或AABS子机制的阈值。