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随着无线接入设备以及数据业务呈指数增长,移动通信网络的频谱资源日益稀缺,各种无线接入技术之间共享频谱资源成为了一种解决移动通信网络频谱资源稀缺的有效方法。作为一种将授权频段的LTE系统铺设到非授权频段的技术,LTE-U通过与工作在非授权频段的其他接入技术之间共享频谱资源来增加LTE系统容量。LTE-U具备LTE系统的特征,与非授权频段的WIFI相比,拥有信道利用率高、用户体验佳以及覆盖范围广的优势。但是,LTE-U铺设到非授权频段的前提是需要与非授权频段的接入技术WIFI共存,而LTE系统本身独享信道的设计并不能实现这个目的,因此,LTE-U铺设到非授权频段面临的首要问题是如何与WIFI和谐共存。 本文首先阐述了研究背景,然后总结和分析了目前国内外对于共存问题所提出的一些共存机制以及LTE-U技术和WIFI技术的差异;针对3GPP支持的LBT共存机制中的FBE策略和LBE策略,评估了它们的性能。 接着针对LBT机制中的FBE策略存在的检测信道机会少且检测位置固定导致不利于共存的缺陷,提出了一种E-FBE策略,该策略引入灵活地信道检测阶段,借助随机退避过程来竞争信道资源,达到与WIFI共享频谱资源的目的;此外,基于香农定理提出了一种衡量共存场景下采用了E-FBE策略的LTE-U与WIFI各自吞吐量的数学模型。理论分析和动态仿真表明E-FBE策略可以保证LTE-U与WIFI公平地共享频谱资源,且相比于WIFI与WIFI共存场景,系统总的吞吐量得到了提升。 最后针对LBT机制中的LBE策略缺乏延时模块和竞争窗口小且固定易导致共存场景下WIFI性能受损的缺陷,提出了一种E-LBE策略,该策略基于实时监测信道状态的结果来调整竞争窗口,并加入了延时模块,达到与WIFI共享频谱资源的目的;此外,基于马尔科夫链模型分析了WIFI和采用了E-LBE策略的LTE-U在共存场景下接入信道的行为,通过吞吐量的计算衡量了LTE-U和WIFI各自的性能。理论分析和动态仿真表明E-LBE策略可以保证LTE-U与WIFI公平地共享频谱资源,提高了信道利用率和系统容量。