面向非授權頻譜的LTE與WiFi融合架構設計與應用研究.pdf

1、隨著智能設備的爆炸性增長及移動多媒體應用的不斷涌現，蜂窩系統(tǒng)面臨著井噴式數據流量需求所帶來的挑戰(zhàn)。在這種背景下，無線運營商考慮將LTE（Long Term Evolution）引入非授權頻段以增強蜂窩系統(tǒng)容量。當前研究主要關注LTE與WiFi（Wireless Fidelity）在非授權頻段上的共存。然而，要想成功實現二者的有效頻譜共享，僅考慮共存是不夠的。主要存在以下挑戰(zhàn)：1）LTE與WiFi缺乏協作，導致非授權頻譜共享效率低下；2）

2、兩種技術間缺乏統(tǒng)一的資源管理，導致資源利用效率低下；3）接入設施被冗余部署，導致資本浪費和較高維護成本；4）時延敏感型應用的涌現對網絡邊緣智能化提出了要求；5）接入系統(tǒng)部署密集化導致用戶設備頻繁切換，引發(fā)大量信令開銷和較高能量損耗。
　　為了應對上述挑戰(zhàn)，關鍵在于實現不同接入技術之間的協作和統(tǒng)一管理。受此啟發(fā)，本研究設計并實現了面向非授權頻譜共享的LTE與WiFi融合架構。主要成果如下：
　?、俦狙芯刻岢隽艘环N新的融合架構，

3、用于實現LTE與WiFi間的有效頻譜共享。該架構將不同接入系統(tǒng)的基站功能從物理設施中剝離出并匯聚于統(tǒng)一虛擬化基站池中，實現多種接入技術間的無縫協作，以及對資源的靈活分配。通過將大量計算和存儲資源被放置于網絡邊緣，實現網絡邊緣智能。通過基站的控制與數據解耦及空口分離，增強網絡能效。
　?、诒狙芯恳?LTE在非授權頻段上的備選技術 LTE-U與 WiFi的融合為所提架構的應用范例，探究了該架構的可行性?；谡伎毡妊h(huán)的融合策略被提出。

4、該策略充分利用了所提架構的融合特性，可根據WiFi傳輸狀態(tài)自適應地推遲LTE-U系統(tǒng)工作周期的起始時間，避免了對當前信道中WiFi傳輸的影響。
　?、郾狙芯吭诳删幊痰耐ㄓ锰幚砥魃侠密浖o線電技術實現了 LTE-U與WiFi的融合平臺，用于評估所提策略的有效性。WiFi系統(tǒng)基于開源項目實現，而LTE-U系統(tǒng)為自主實現。新的LTE-U同步算法被設計用于降低平臺的時間復雜度?；谠撈脚_，真實物理環(huán)境下的室內實驗被實施。實驗結果表明，所