[发明专利]一种多运营商场景下LTE-U和WiFi的共存方法

说明书

本发明涉及一种多运营商场景下LTE‑U和WiFi的共存方法，属于无线通信技术领域。本发明提出基于时延优先级的资源调度算法，可保证多运营商之间资源分配的公平性，同时保证WiFi的传输性能和时延敏感LTE‑U用户的传输质量。该算法首先提出一种基于用户时延优先级的子信道分配方案，其次，提出一种基于最优功率和价格的资源调度方案，该方案综合考虑用户传输速率、行道干扰和时延代价对网络性能的影响响，在满足时延敏感LTE‑U用户时延需求的前提下，最大化网络频谱效用。本发明所提算法可实现LTE‑U的用户和运营商的最优效用，保证多运营商之间资源的公平分配，同时保证时延敏感LTE‑U用户的传输质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种多运营商场景下LTE-U和WiFi的共存方法。

背景技术

随着移动互联网的发展，智能设备和移动应用迅速增长，人们可以随时随地进行通信连接，包括通话，多媒体和云服务。与此同时，物联网(Internet of Things，IoT)设备也迎来了移动网络快速发展的时代，带来了爆炸性的流量需求。无线通信的业务种类和业务需求空前增加，对通信容量、通信速率、通信延时和通信安全等提出了更高的要求。然而无线频谱资源的非可再生性，使得研究人员在新型通信技术研发和新的无线频段开发等方面面临巨大的挑战。由于LTE是目前全球蜂窝移动通信应用最广的网络，因此，扩展LTE的无线频谱资源，使之可以在5GHz未授权频段使用即LTE-U(Long Term EvolutionUnlicensed，LTE-U)，可以有效缓解频谱资源稀缺的情况。除此之外，LTE技术的相对成熟和现有的部署范围，使得LTE-U技术的推广成本大大减少，从而降低了运营商使用频谱资源的成本。然而，目前5GHz未授权频段最常见的无线接入方式是WiFi(Wireless-Fidelity,无线局域网)。由于两者使用不同的技术且各自独立发展了很多年，因此，LTE-U与WiFi的公平高效共存，是LTE-U目前面临的主要问题。

目前，业界提出了LTE-U的三种工作模式，分别为补充下行传输(SupplementaryDownlink,SDL)、时分双工模式(Time Division Duplex,TDD)以及单独工作模式(Standalone LTE-U,SA LTE-U)。对于SDL和TDD的工作模式，授权频段和未授权频段通过载波聚合给LTE-U用户提供通信服务。两者都是授权频段作为主载波(Primary ComponentCarrier，PCC)，未授权频段作为辅助载波(Secondary Component Carrier,SCC)。两者的相似之处在于，在PCC上都可传输控制信号和数据信号，可同时承载上下行数据传输，PCC根据用户的流量需求和系统内的负载量来动态决定SCC数目的增减。两者的不同在于，在SDL工作模式下，SCC只能传输数据信号并且进行下行传输，作为下行链路的补充。在SA LTE-U工作模式下，没有授权频段的支持，其数据信号和控制信号都在未授权频段上传输。这种模式适用于没有蜂窝移动通信网络覆盖的区域。

为了实现LTE-U和WiFi系统的和谐共存，减少因LTE-U使用未授权频段对WiFi的干扰，业界已提出了多种LTE-U和WiFi的共存方案，这些共存方案有两种共存场景，分别是单LTE-U和WiFi共存场景与多LTE-U和WiFi共存场景。在单LTE-U和WiFi共存的场景中，由于二者使用不同的PHY和MAC设计，两个无线接入系统接入相同的未授权频段时，需要先听后说(Listen Before Talk,LBT)机制的避免互相间干扰的方式使两个系统和谐共存，并实行公平的竞争机制。由于这两个系统之间存在很大的差异，比如不同的无线电帧结构和传输调度机制，使得实现起来有较高复杂度。