[發明專利]一種面向公平性的非授權頻段NR-U與WiFi共存網絡載波選擇方法

有效

• 申請號: 202010582114.7
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111935826B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 鄭軍;唐佳欣;肖杰
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04W72/0453
• 分類號: H04W72/0453;H04W72/54;H04W72/52
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 謝振龍

本發明公開了一種面向公平性的非授權頻段NR?U與WiFi共存網絡載波選擇方法，包括如下步驟：(1)獲取共存網絡用戶數目；(2)面向公平性調節NR?U與WiFi系統的信道占用時間；(3)為新到達共存網絡的新用戶選擇最合適的載波。本發明有效保障了非授權頻段NR?U與WiFi共存的公平性，同時考慮信道質量和負載強度的差異性，為新用戶選擇最合適的載波，有效地提升了共存系統的吞吐量。

技術領域

本發明涉及移動通信中NR-U系統與WiFi系統在非授權頻段共存的領域，具體涉及一種面向公平性的非授權頻段NR-U與WiFi共存網絡載波選擇方法。

背景技術

隨著移動終端的普及和移動應用的多樣化，網絡中的數據流量呈指數增長，需要更寬的帶寬來提高蜂窩系統容量，人們對頻譜的需求與日俱增。然而，授權頻段的資源日益匱乏且開發新的授權頻段成本昂貴。由于非授權頻段有大量可用的頻譜資源未得到充分利用，全球通用的非授權頻段包括2.4GHz、5GHz和60GHz。自從2013年以來，學術界和工業界開始關注對非授權頻段的開發利用，以獲得額外的帶寬進而改善未來通信網絡的容量。3GPP組織相繼發布了多個相關標準，如3GPP?R10-R12中提出的LTE-U、R13中的LAA和新發布的R16中的5G?NR-U，對非授權頻段的共存問題加以規范。

將蜂窩網絡部署在非授權頻段的一個關鍵任務和挑戰就是確保其與其他現有的非授權系統的公平和諧共存，例如5GHz頻段的WiFi(IEEE?802.11a/n/ac/ax)和60GHz頻段WiGig(IEEE?802.11ad/ay)。由于蜂窩網絡和WiFi系統具有不同的信道接入機制，為兩個系統的友好共存帶來挑戰。蜂窩系統采用同步、免打擾的方式，使用正交頻分多址接入(Orthogonal?Frequency?Division?Multiple?Access，OFDMA)信道接入技術，通過基站集中式控制給用戶分配時頻資源，具有很高的頻譜效率。而WiFi系統采用異步、基于競爭的方式，并使用載波監聽多路訪問/沖突避免(Carrier?Sense?Multiple?Access/CollisionAvoidace，CSMA/CA)信道接入技術。因此，需要對蜂窩系統加以調整，與WiFi系統之間采用有效的協調機制，保障WiFi系統的性能不被降低。

在保障NR-U系統和WiFi系統共存公平性的基礎上，考慮新用戶到達共存網絡時的載波選擇問題。傳統LTE-A系統的載波選擇方案主要有兩大類：一類是基于負載均衡，一類是基于信道質量。非授權頻段的載波選擇問題不同于LTE-A系統的載波選擇問題，因為除了考慮負載均衡和信道質量，還需要考慮與WiFi系統的共存公平性，因此需要在保障共存公平性的前提下，為新用戶選擇最合適的載波。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種面向公平性的非授權頻段NR-U與WiFi共存網絡載波選擇方法，可以解決非授權頻段NR-U和WiFi共存網絡中新用戶到達時的載波選擇問題，有效地保障了共存網絡的公平性并提升了共存系統的吞吐量。

為達到上述目的，本發明采用的方法是：一種面向公平性的非授權頻段NR-U與WiFi共存網絡載波選擇方法，包括如下步驟：

(1)獲取共存網絡用戶數目：新用戶到達共存網絡時，NR-U?gNB獲取每個載波上的NR-U用戶數，同時采用卡爾曼濾波方法預測每個AP的WiFi用戶數；

(2)面向公平性調節NR-U與WiFi系統的信道占用時間：提出了一種面向公平性的F-CSAT機制。該機制采用ON/OFF時分復用方式為NR-U系統和WiFi系統提供信道接入機會，并允許gNB根據收集的共存網絡中不同載波上的用戶數目信息，自適應地調節每個載波上共存的NR-U系統和WiFi系統的信道占用時間；

(3)為新到達共存網絡的新用戶選擇最合適的載波：在保障共存公平性的基礎上，同時考慮不同載波信道質量的差異性和載波上不同類型用戶的動態變化，為新用戶選擇能夠獲得最大吞吐量的載波。