[發(fā)明專利]非授權(quán)頻段LTE系統(tǒng)中一種基于波束成形的空間復(fù)用方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611157324.1
• 申請(qǐng)日: 2016-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN108233995A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)品?/a>;殷銳;蔡利軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0408
• 分類號(hào): H04B7/0408;H04B7/0413;H04B7/06;H04W28/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明采用在非授權(quán)頻段LTE系統(tǒng)中一種基于波束成形的空間復(fù)用方法。該方法可以保證LTE和Wi?Fi系統(tǒng)公平共享非授權(quán)頻段。本發(fā)明的方法是在多天線的小基站(SBS)利用波束成形技術(shù)實(shí)現(xiàn)非授權(quán)頻段的空間復(fù)用。本發(fā)明則根據(jù)以上的分析，采用了空間自由度分配方法和功率控制機(jī)制來平衡在不同情況下LTE與Wi?Fi系統(tǒng)的吞吐量以達(dá)到公平共存的狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)領(lǐng)域。本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于波束成形的非授權(quán)頻段空間復(fù)用方法來解決LTE系統(tǒng)與Wi-Fi系統(tǒng)間的共存問題。

背景技術(shù)

在即將到來的5G通信系統(tǒng)，用戶對(duì)于數(shù)據(jù)流量的需求在不斷增加，有限的授權(quán)頻段已經(jīng)成為了繼續(xù)提高用戶日益增長(zhǎng)的流量的瓶頸[1]。大部分已有技術(shù)是為了提高授權(quán)頻段的頻譜效率，但受限于授權(quán)頻段資源有限性，而其使用效率已達(dá)上限。因此為了滿足不斷增加的無線通信用戶的需求，業(yè)界不得不考慮在LTE系統(tǒng)中使用非授權(quán)頻段。由于擁有中心式的調(diào)度和資源分配算法，在LTE系統(tǒng)上把數(shù)據(jù)分流到非授權(quán)頻段上不僅可以減輕在授權(quán)頻段上的擁堵問題，還可以提高用戶體驗(yàn)和能量效率。但是由于Wi-Fi系統(tǒng)一直是非授權(quán)頻段的主要使用者，因此如果要在LTE系統(tǒng)中使用非授權(quán)頻段，就不得不要確保Wi-Fi系統(tǒng)性能不會(huì)受到影響，這就是LTE系統(tǒng)和Wi-Fi系統(tǒng)在非授權(quán)頻段上的共存問題。

為了解決共存的問題，針對(duì)非授權(quán)頻段LTE系統(tǒng)，提出了很多的解決方案，例如信道選擇算法、先聽后發(fā)(LBT)的信道訪問機(jī)制、在非授權(quán)頻段LTE系統(tǒng)中使用空白子幀的方法等。其中一種方法是，把Wi-Fi的空中接口整合到小基站(SBS)上，從而使得LTE系統(tǒng)不需要改變自身的協(xié)議就可以與Wi-Fi系統(tǒng)共享非授權(quán)頻段[3-4]。但是這種方法不是最優(yōu)的，因?yàn)樗廊皇抢肳i-Fi協(xié)議來訪問和使用非授權(quán)頻段。文獻(xiàn)[5-7]提出了一種開/關(guān)工作周期的方法，當(dāng)LTE系統(tǒng)工作在非授權(quán)頻段時(shí)，將部分幀設(shè)置成為空白幀，這樣就可以使Wi-Fi系統(tǒng)對(duì)非授權(quán)頻段進(jìn)行使用，業(yè)界稱之為“LTE-U”。LTE系統(tǒng)定期的在非授權(quán)頻段上利用相似的空白子幀開啟或關(guān)閉信號(hào)的傳輸，而Wi-Fi則在LTE關(guān)閉的周期允許使用非授權(quán)頻段。但是如果使用了子幀開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)非授權(quán)頻段的共享，LTE將決定Wi-Fi系統(tǒng)可以使用多少份額的非授權(quán)頻段，這點(diǎn)對(duì)Wi-Fi系統(tǒng)是不公平的[8]。為了進(jìn)一步降低在非授權(quán)頻段上LTE系統(tǒng)對(duì)于Wi-Fi系統(tǒng)的性能影響，業(yè)界提出了一種先聽后說(listen-before-talk(LBT))機(jī)制，LTE的基站在傳輸數(shù)據(jù)前先感知非授權(quán)頻帶上的信息，如果非授權(quán)信道被占用，LTE基站會(huì)延遲發(fā)送數(shù)據(jù)，直到信道空閑。Wi-Fi系統(tǒng)中使用的載波偵聽技術(shù)屬于該機(jī)制。文獻(xiàn)[2]研究了四種類別的LBT機(jī)制，并且滿足了frame based equipment(FBE)或是load based equipment(LBE)非授權(quán)頻帶接入要求規(guī)則，定義在文獻(xiàn)[9]。根據(jù)[10-11]可以得到，由于使用與Wi-Fi系統(tǒng)不同的LBT機(jī)制，上述LBT機(jī)制都不能保證LTE與Wi-Fi公平的共存。在文獻(xiàn)[12]中提出了一種對(duì)于LTE-LAA系統(tǒng)改進(jìn)的負(fù)載分流方案來平衡授權(quán)與非授權(quán)頻帶上的負(fù)載。文獻(xiàn)[13]也提出了一種功率分配計(jì)劃來控制LTE上行鏈路的功率保證LTE與Wi-Fi之間的共存?，F(xiàn)存的有關(guān)于LTE在非授權(quán)頻段的想法大多數(shù)是關(guān)于基于時(shí)分雙工沖突避免的信道接入機(jī)制來使得LTE與Wi-Fi系統(tǒng)共存。本發(fā)明采用的方法和以上的有所不同，我們?cè)诜鞘跈?quán)頻段LTE系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了一種基于波束成形的頻率空間復(fù)用方法。該方法不但能夠保證LTE系統(tǒng)與共信道的Wi-Fi系統(tǒng)和平共存，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)非授權(quán)頻段的頻率復(fù)用，從而提高非授權(quán)頻段上的頻譜利用率。

本發(fā)明在提出了在小基站LTE系統(tǒng)中運(yùn)用波束成形的方法降低對(duì)Wi-Fi用戶的干擾。根據(jù)Wi-Fi系統(tǒng)的負(fù)載情況，設(shè)計(jì)了空間自由度(DoF)和功率分配方法，從而實(shí)現(xiàn)非授權(quán)頻段的空間復(fù)用。使用該方法不但能夠確保LTE和Wi-Fi系統(tǒng)共享非授權(quán)頻段，而且還能夠提升非授權(quán)頻段的頻譜利用率。

參考文獻(xiàn)