面向非授權(quán)頻譜的LTE與WiFi融合架構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究.pdf

1、隨著智能設(shè)備的爆炸性增長及移動多媒體應(yīng)用的不斷涌現(xiàn)，蜂窩系統(tǒng)面臨著井噴式數(shù)據(jù)流量需求所帶來的挑戰(zhàn)。在這種背景下，無線運(yùn)營商考慮將LTE（Long Term Evolution）引入非授權(quán)頻段以增強(qiáng)蜂窩系統(tǒng)容量。當(dāng)前研究主要關(guān)注LTE與WiFi（Wireless Fidelity）在非授權(quán)頻段上的共存。然而，要想成功實(shí)現(xiàn)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(xié)作，導(dǎo)致非授權(quán)頻譜共享效率低下；2）

2、兩種技術(shù)間缺乏統(tǒng)一的資源管理，導(dǎo)致資源利用效率低下；3）接入設(shè)施被冗余部署，導(dǎo)致資本浪費(fèi)和較高維護(hù)成本；4）時(shí)延敏感型應(yīng)用的涌現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)邊緣智能化提出了要求；5）接入系統(tǒng)部署密集化導(dǎo)致用戶設(shè)備頻繁切換，引發(fā)大量信令開銷和較高能量損耗。
　　為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)，關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)不同接入技術(shù)之間的協(xié)作和統(tǒng)一管理。受此啟發(fā)，本研究設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了面向非授權(quán)頻譜共享的LTE與WiFi融合架構(gòu)。主要成果如下：
　?、俦狙芯刻岢隽艘环N新的融合架構(gòu)，

3、用于實(shí)現(xiàn)LTE與WiFi間的有效頻譜共享。該架構(gòu)將不同接入系統(tǒng)的基站功能從物理設(shè)施中剝離出并匯聚于統(tǒng)一虛擬化基站池中，實(shí)現(xiàn)多種接入技術(shù)間的無縫協(xié)作，以及對資源的靈活分配。通過將大量計(jì)算和存儲資源被放置于網(wǎng)絡(luò)邊緣，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊緣智能。通過基站的控制與數(shù)據(jù)解耦及空口分離，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)能效。
　　②本研究以 LTE在非授權(quán)頻段上的備選技術(shù) LTE-U與 WiFi的融合為所提架構(gòu)的應(yīng)用范例，探究了該架構(gòu)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(gòu)的融合特性，可根據(jù)WiFi傳輸狀態(tài)自適應(yīng)地推遲LTE-U系統(tǒng)工作周期的起始時(shí)間，避免了對當(dāng)前信道中WiFi傳輸?shù)挠绊憽?br>　?、郾狙芯吭诳删幊痰耐ㄓ锰幚砥魃侠密浖o線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(xiàng)目實(shí)現(xiàn)，而LTE-U系統(tǒng)為自主實(shí)現(xiàn)。新的LTE-U同步算法被設(shè)計(jì)用于降低平臺的時(shí)間復(fù)雜度?；谠撈脚_，真實(shí)物理環(huán)境下的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)被實(shí)施。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所