[发明专利]5G新空口与WiFi网络在未授权频段共存优化方法及系统

说明书

本发明属于通信技术领域，公开了一种5G新空口与WiFi网络在未授权频段共存优化方法及系统，在3GPP公平性约束下，确定WiFi和NR‑U节点的最大网络有效吞吐量和相应的最优初始退避窗口大小的显式表达式，自适应调整NR‑U与WiFi共存网络系统参数用于令共存网络总有效吞吐量最大化。本发明通过优化设置，可以使对应NR‑U与WiFi共存网络之间保持3GPP公平约束要求，同时保证有效网络吞吐量最大化，达成双赢局面。该优化技术方法为NR‑U与WiFi共存网络的实际部署提供了理论仿真验证模型框架、系统优化参数显式表达式以及双赢优化条件的验证结果参考，对实际部署网络具有直接的参考价值。

技术领域

本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种5G新空口与WiFi网络在未授权频段共存优化方法及系统。

背景技术

目前，第五代移动通信技术普及应用面临如何解决频谱资源有限和用户无线网络传输需求日益增长之间的供需矛盾。为了应对频谱资源紧缺和控制成本，近年来，包括美国联邦通信委员会FCC、欧洲通信委员会ECC的多国政府组织和3GPP等国际标准化组织积极推动非授权频段共享技术。拥有1200MHz超宽带非授权频段的开放，无疑将为满足未来海量业务需求提供新的途径，同时5G蜂窝技术和WiFi无线局域网技术都对未授权频段报以较高期望。

2020年7月，3GPP宣布5G新空中接口第二阶段Release 16版本标准冻结，其中发布了首个支持在6GHz非授权频段工作的5G新空中接口(5G New Radio Unlicensed，5G NR-U)技术。如此，5G NR技术扩展至未授权频段已进入实践阶段，与其他已部署的无线网络共存将成为必须直面的关键问题，特别是与广泛部署的WiFi网络之间的和谐共存问题。

异构网络共存问题研究是实际网络部署的提前论证与改进优化环节，对实际网络部署起到直接指导作用，只有通过理论验证和实验仿真支撑的网络才具有实际部署的可行性，也才能减少试错成本。从以往异构网络共存的经验分析，不同接入机制或者不同参数集之间的异构网络是不能自然而然地实现共生网络和谐共存的，新接入网络对原有网络的影响是难以避免的，有时可能导致部分网络性能急剧下降，甚至出现瘫痪的情况，这对于已经实际部署的网络来说是难以接受的。

近期，有部分研究基于比例公平性或3GPP公平性条件，通过调节网络系统参数使LTE授权辅助接入(Long Term Evolution-Licensed Assisted Access，LTE-LAA)与WiFi共存网络的总网络吞吐速率最大化的应用场景，其中NR-U网络采用类似于LTE-LAA的LBT接入机制，是可以进行比较的最接近的现有技术。另有部分文章引入了基于网络切片或者空间复用技术来提高NR-U和WiFi共存网络的网络性能，并分别分析了不同接入优先级(AccessPriority Class，AC)的网络性能表现情况。在上述研究中，没有关于NR-U与WiFi共存网络在3GPP公平约束下的网络最大有效吞吐量的相关研究，也没有重点分析与LAA技术不同的NR-U采用的灵活参数集和可选时隙对网络性能的影响。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有5G NR-U与其他无线网络会产生冲突，无法共存。一方面，现有的研究局限于LTE-LAA的网络技术特点研究，对NR-U的灵活参数集和可选时隙的研究暂未涉及，这对未来部署NR-U网络是不利的；另一方面，现有针对NR-U与WiFi共存网络的研究主要采用引入网络切片或者空间复用等技术，而对针对基于LBT模式的优化调整网络接入参数的研究暂未涉及。

解决以上问题及缺陷的难度为：

本发明直接针对5G NR-U的新特性进行研究，需要对其丰富的参数集进行理论推导与实验仿真验证，同时引入NR-U节点可选择时隙这个影响因子，实验与理论推导相互对应并通过显式表达式进行展示。

在满足3GPP公平性要求的前提条件下，要使NR-U与WiFi共存网络的总有效吞吐量最大化，但会对吞吐量造成影响的变量多，需要弄清楚各个变量对吞吐量的影响程度情况，选取并确定关键性影响变量作为主要控制性影响因子。