[发明专利]一种面向公平性的非授权频段NR-U与WiFi共存网络载波选择方法

说明书

本发明公开了一种面向公平性的非授权频段NR‑U与WiFi共存网络载波选择方法，包括如下步骤：(1)获取共存网络用户数目；(2)面向公平性调节NR‑U与WiFi系统的信道占用时间；(3)为新到达共存网络的新用户选择最合适的载波。本发明有效保障了非授权频段NR‑U与WiFi共存的公平性，同时考虑信道质量和负载强度的差异性，为新用户选择最合适的载波，有效地提升了共存系统的吞吐量。

技术领域

本发明涉及移动通信中NR-U系统与WiFi系统在非授权频段共存的领域，具体涉及一种面向公平性的非授权频段NR-U与WiFi共存网络载波选择方法。

背景技术

随着移动终端的普及和移动应用的多样化，网络中的数据流量呈指数增长，需要更宽的带宽来提高蜂窝系统容量，人们对频谱的需求与日俱增。然而，授权频段的资源日益匮乏且开发新的授权频段成本昂贵。由于非授权频段有大量可用的频谱资源未得到充分利用，全球通用的非授权频段包括2.4GHz、5GHz和60GHz。自从2013年以来，学术界和工业界开始关注对非授权频段的开发利用，以获得额外的带宽进而改善未来通信网络的容量。3GPP组织相继发布了多个相关标准，如3GPP R10-R12中提出的LTE-U、R13中的LAA和新发布的R16中的5G NR-U，对非授权频段的共存问题加以规范。

将蜂窝网络部署在非授权频段的一个关键任务和挑战就是确保其与其他现有的非授权系统的公平和谐共存，例如5GHz频段的WiFi(IEEE 802.11a/n/ac/ax)和60GHz频段WiGig(IEEE 802.11ad/ay)。由于蜂窝网络和WiFi系统具有不同的信道接入机制，为两个系统的友好共存带来挑战。蜂窝系统采用同步、免打扰的方式，使用正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA)信道接入技术，通过基站集中式控制给用户分配时频资源，具有很高的频谱效率。而WiFi系统采用异步、基于竞争的方式，并使用载波监听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access/CollisionAvoidace，CSMA/CA)信道接入技术。因此，需要对蜂窝系统加以调整，与WiFi系统之间采用有效的协调机制，保障WiFi系统的性能不被降低。

在保障NR-U系统和WiFi系统共存公平性的基础上，考虑新用户到达共存网络时的载波选择问题。传统LTE-A系统的载波选择方案主要有两大类：一类是基于负载均衡，一类是基于信道质量。非授权频段的载波选择问题不同于LTE-A系统的载波选择问题，因为除了考虑负载均衡和信道质量，还需要考虑与WiFi系统的共存公平性，因此需要在保障共存公平性的前提下，为新用户选择最合适的载波。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种面向公平性的非授权频段NR-U与WiFi共存网络载波选择方法，可以解决非授权频段NR-U和WiFi共存网络中新用户到达时的载波选择问题，有效地保障了共存网络的公平性并提升了共存系统的吞吐量。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种面向公平性的非授权频段NR-U与WiFi共存网络载波选择方法，包括如下步骤：

(1)获取共存网络用户数目：新用户到达共存网络时，NR-U gNB获取每个载波上的NR-U用户数，同时采用卡尔曼滤波方法预测每个AP的WiFi用户数；

(2)面向公平性调节NR-U与WiFi系统的信道占用时间：提出了一种面向公平性的F-CSAT机制。该机制采用ON/OFF时分复用方式为NR-U系统和WiFi系统提供信道接入机会，并允许gNB根据收集的共存网络中不同载波上的用户数目信息，自适应地调节每个载波上共存的NR-U系统和WiFi系统的信道占用时间；

(3)为新到达共存网络的新用户选择最合适的载波：在保障共存公平性的基础上，同时考虑不同载波信道质量的差异性和载波上不同类型用户的动态变化，为新用户选择能够获得最大吞吐量的载波。