1.一种用于多运营商场景下基于全双工技术的边听边发LAT的LTE‑U与WiFi共存方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:S1:LTE‑U根据边听边发LAT信道检测机制判断有无LTE‑U接入非授权频段;
S2:根据LAT信道检测结果,判定非授权频段上无LTE‑U用户,则无回退窗口数的LTE‑U随机选择一个回退窗口进行回退,以及已有回退窗口数的LTE‑U继续原有的回退窗口进行回退,同时保持对非授权频段持续监听;
S3:若判定非授权频段上有LTE‑U用户,则LTE‑U暂停窗口的回退并保持对非授权频段持续监听;
S4:回退窗口最先归0的LTE‑U用户接入非授权频段进行传输,同时保持对非授权频段持续监听;
S5:LTE‑U根据边听边发LAT信道检测机制判断有无WiFi接入非授权频段;
S6:根据LAT信道检测结果,判定非授权频段上有WiFi用户,则LTE‑U在传输时调整其发射功率以保护WiFi网络的传输性能;判定非授权频段上无WiFi用户,则LTE‑U在传输时以较大发射功率进行传输;
所述LTE‑U与WiFi为两个不同的系统,其在非授权频段接入和传输模式不同,需保证WiFi网络传输性能:
WiFi占用非授权频段时,LTE‑U以较小发射功率接入非授权频段进行传输;
WiFi未占用非授权频段时,LTE‑U以较大发射功率接入非授权频段进行传输;
其中LTE‑U根据边听边发LAT信道检测机制判断有无LTE‑U接入非授权频段,利用的是信道能量检测方式,包括:判定存在LTE‑U接入非授权频段和判定不存在LTE‑U接入非授权频段,判定存在WiFi接入非授权频段和判定不存在WiFi接入非授权频段;
采用基于全双工技术的边听边发LAT机制,用户能够同时进行信道的检测和数据的发送,包括:
LTE‑U基站和LTE‑U用户均配备有两个全双工天线Ant1和Ant2;
天线Ant1持续监测信道状态,当检测信道空闲时,天线Ant2发送数据,并且无论天线Ant2是否发送数据,天线Ant1均持续检测信道状态;
在每一个检测时隙slot的最后,LTE‑U将根据检测结果判断下一时隙slot是否发送数据;
LAT机制基于不完美的信道检测,更能体现真实信道中复杂的信道状态;
残余自干扰RSI会影响LTE‑U用户的信道检测精度,造成不完美检测;
LTE‑U用户检测信道会发生虚警,虚警概率为Pf;LTE‑U用户检测信道会发生漏检,漏检概率为Pm;
若多于两个用户发生冲突,其在天线Ant1端的接收信号必然远大于自干扰,则漏检仅发生于两个用户发生冲突的情况;
LAT机制基于全双工技术的优越性实现数据传输与信道检测同时进行,如果LTE‑U用户和WiFi用户间发生冲突,LTE‑U能够及时检测并立即降低其传输功率,进而保障WiFi网络的传输性能;
所述LTE‑U用户的信道检测和业务流量传输以时隙slot为基本单位:LTE‑U用户通过综合整个slot时隙内的信道能量检测结果,在一个slot时隙的最后做出信道状态判定;
LTE‑U根据前一slot时隙的检测结果,进行下一slot时隙的数据传输;
所述LTE‑U的竞争窗口长度以时隙slot为基本单位:LTE‑U竞争窗口数随机的从{1,2,…,W‑1}中选取;
每判定一个slot时隙空闲,LTE‑U竞争窗口数回退减1;
LTE‑U竞争窗口数回退归0后,将重新随机的从{1,2,…,W‑1}中选取;
保证每个LTE‑U用户都能从所选取的窗口数退回至0并接入信道,从而保障系统内用户间的接入公平性;
在所述非授权频段上,传输时间划分为多个长度为A+T的传输周期:周期A和周期T均由若干时隙组成;
A为WiFi网络检测接入时间,T为WiFi和LTE‑U用户传输时间;
wifi
WiFi在每个接入周期A进行监听,并根据接入概率P 接入信道进行传输;
LTE‑U在传输周期T内根据LAT机制竞争接入非授权频段;
在保证所述WiFi网络性能的前提下,最大化LTE‑U的有效吞吐量 为LTE‑U的频段利用率, 为LTE‑U在不发生漏检和虚警情况下的吞吐量;
所述LTE‑U的频段利用率 Ttr为LTE‑U在传输周期T内的传输时间,Twa为LTE‑U在传输周期T内由于等待和碰撞所导致的浪费时间;对于Ttr而言,LTE‑U在下一时隙能够成功传输必须满足:LTE‑U回退窗口最小,LTE‑U在WiFi接入时不发生漏检,且在WiFi静默时不发生虚警这三个条件;
所述LTE‑U在不发生漏检和虚警情况下的吞吐量为:其中Jn表示第n个LTE‑U运营商的用户数, 表示WiFi接入非授权频段时,LTE‑U在发射功率为 时的吞吐量, 表示WiFi静默时,LTE‑U在发射功率为时的吞吐量; 为LTE‑U在WiFi接入非授权频段时的发射功率; 为LTE‑U在WiFi静默时的发射功率;
s
当所述WiFi使用非授权频段时,LTE‑U为保证WiFi传输性能将以发射功率p进行传输;
WiFi网络和LTE‑U共存时,LTE‑U用户对WiFi网络的影响不大于WiFi网络增加同等数量的WiFi用户后对WiFi网络造成的影响,这一约束条件为:wifi
P 为WiFi接入非授权频段的概率;
Pm为LTE‑U发生漏检的概率;
wifi
C 为WiFi用户的吞吐量;
wifi,n+1
P 为WiFi网络中有n+1个WiFi用户时的接入概率;
wifi,n+1
C 为n+1个WiFi用户的吞吐量;
所述最大化LTE‑U的吞吐量,包括以下步骤:通过优化回退窗口数W得到LTE‑U的频段利用率通过优化功率分配得到LTE‑U在不发生漏检和虚警情况下的吞吐量最终得到优化的LTE‑U有效吞吐量