[发明专利]一种优化LTE-U系统能效的方法

说明书

本发明采用了一种优化LTE‑U系统能效的方法。该方法在保证LTE‑U系统授权频段和免授权频段之间的使用是公平共存的前提下，优化整个系统的能效。本发明的方法是基于系统的负载情况，先通过最大化授权频段上能效(EE)，然后通过最大化免授权频段的EE，去补充用户使用了授权频段后所需要的传输速率；或者先通过最大化免授权频段上的EE，再通过最大化授权频段的EE来补充用户在使用免授权频段后所需要的传输速率，以实现优化LTE‑U系统的能效。

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域。本发明设计了一种优化LTE-U系统能效的方法来解决LTE-U系统的能耗问题。

背景技术

随着智能个人设备的发展，例如智能手机、平板电脑、笔记本，用户对于数据流量的需求在不断增加，在此，有限的授权频段已经成为了继续提高用户日益增长的流量的瓶颈。大部分已有技术是为了提高授权频段的频谱效率，但受限于授权频段资源有限性，而其使用效率已达上限。因此为了满足不断增加的无线通信用户的需求，业界不得不考虑在LTE系统中使用免授权频段，继而出现了免授权LTE系统(LTE-U系统)。LTE-U，也被第三代合作伙伴计划(3GPP)称为LAA，是LTE标准操作在免授权频段的一种延伸。由于拥有中心式的调度和资源分配算法，在LTE系统上把数据分流到免授权频段上，这样不仅可以减轻在授权频段上的拥堵问题，还可以提高用户体验和能量效率。但是由于Wi-Fi系统一直是免授权频段的主要使用者，因此如果要在LTE系统中使用免授权频段，就要确保Wi-Fi系统性能不会受到影响，这就是LTE系统和Wi-Fi系统上的免授权频段的共存问题。为了解决共存的问题，针对免授权频段LTE-U系统，提出了三种主要的解决方案，前两个是基于时分双工(TDD)，分别叫做先听后发(LBT)的信道访问机制和载波感知自适应传输(CSAT)，由于Wi-Fi系统是采用载波监听多点接入/碰撞检测(CSMA/CA)基于无线网络的信道访问方案，是能够提供公平的共存，属于LBT机制。第三代合作伙伴计划(3GPP)已经标准化了LBT的协议[1]，在LTE免授权频段被称为许可辅助访问(LAA)。LBT是基于自适应信道访问方案[2]，提出了保证和平共存的问题和解决对于小基站的LTE免授权系统的联合频谱的管理问题。相比之下，根据duty-cycle方法，CSAT将进行传输，LTE系统会周期性地通过在免授权频段使用几乎空白的予帧(ABS)来开关信号[3]。

根据以上的分析，我们可以发现当前工作的重点是在保证授权频段和免授权频段和谐共处的情况下，提升系统的频谱效率(SE)。然而，除了SE，对于设计和构造5G的LTE-U系统时，EE也是另一个首要关注的问题。事实上，由于每个国家为了确保和谐的共存，在免授权频段上的传输功率都有着严格的规定。因此，在LTE-U系统上的EE比其他的蜂窝系统更值得关注。目前，对于LTE-U系统的研究还比较少。[4]提出了假设授权频段上的EE比免授权频段要高的情况下，对于最大化LTE-U系统EE的研究。

本发明是在LTE-U小蜂窝系统下，当小基站(SBS)复用大基站的授权频段和Wi-Fi系统站点(APs)上的免授权频段，提出了一种优化LTE-U系统的能效的方法。基于LTE-U系统的负载情况，对系统分步进行最大化授权频段和免授权频段上的EE，充分考虑了不同频段能效与不同负载之间的关系，以达到优化系统EE的目的。

参考文献

[1]Release 13-3GPP，http：//www.3gpp.org/release-13.

[2]R.Yin，G.Yu，A.Maaref，，and G.Li，“LBT-based adaptive channel accessfor LTE-U systems，”IEEE Trans.Wireless Commun.，vo.15，no.10，pp.6585-6597，Oct.2016.