LTE-U与WiFi的共存方法性能研究

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２０１８年７月２５日现代信息科技第２卷第７期Modern Information Technology

Jul.2018

Vol.2

No.7ＬＴＥ－Ｕ与ＷｉＦｉ的共存方法性能研究王鑫芯（京信通信系统（中国）有限公司，广东 广州 510663）摘 要：LTE-U采用LTE技术，运行于非授权频段，可用于补充4G移动通信系统的频谱资源，提供更高的用户速率。在非授权频段，LTE-U会干扰现存的WiFi移动通信系统，严重时还会影响WiFi系统的正常运行，而CSAT机制可有效解决该问题。本研究提出基于干扰检测的LTE-U与WiFi共存算法，不增加LTE-U基站硬件功能，采用CSAT机制，基于干扰检测自适应调整LTE-U基站的开启时间，降低LTE-U系统对WiFi系统的负面影响，使得LTE-U和WiFi可以在非授权频段下正常提供服务，并通过仿真验证该共存算法能保证LTE-U和WiFi系统的性能。关键词：LTE-U；WiFi；CSAT；共存算法

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2018）07-0060-04Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｃｅ　Ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ＬＴＥ－Ｕ　ａｎｄ　ＷｉＦｉWANG Xinxin（Jingxin Communication System（China）Co.，Ltd.，Guangzhou 510663，China）resources of

Abstract4G mobile communication system and provide higher user rate. In the unauthorized frequency band：LTE-U adopts LTE technology and runs in unauthorized frequency bands，which can be used to supplement the spectrum

，LTE-U will interfere

with the existing WiFi mobile communication system，which will affect the normal operation of the WiFi system seriously，and the CSAT

mechanism can effectively solve the problem. In this paper，a coexistence algorithm of LTE-U and WiFi based on interference detection is

proposed，which does not increase the hardware function of LTE-U base station，uses CSAT mechanism，adaptively adjusts the opening

time of LTE-U base station based on interference detection，and reduces the negative influence of LTE-U system on the WiFi system，so that LTE-U and WiFi can provide services in unauthorized frequency bands. Simulation results show that the coexistence algorithm can

guarantee the performance of LTE-U and WiFi ds：LTE-U；WiFi；CSAT；coexistence algorithm0 引 言入机制，其退避机制会导致一直存在的LTE-U信号严重有限的频谱资源和呈指数增长的用户业务需求是目前各影响WiFi网络的性能，造成WiFi的吞吐量下降。同时，移动运营商共同面临的一大难题，在当前增加授权频谱受限LTE-U系统具有的QoS保证机制使得其可以正常开展业的情况下，为解决这一难题，移动运营商将目光放到尚未被务，最终使得LTE-U系统可以优先抢占信道，导致其在充分利用的非授权频谱资源上。非授权频段挤占WiFi的信道资源，并给WiFi系统带来不LTE-U（LTE-Unlicensed）是将LTE部署到非授权频段，可忽视的干扰。在非授权频段采用LTE技术完成数据传输。LTE-U可以有效非授权频段内的移动通信系统共享频带资源，为了不扩大LTE系统的容量，目前已有很多移动通信设备厂家和运影响现存WiFi系统的运行，在LTE-U的部署中需增加营商都参与到LTE-U技术的研究与开发中。LTE-U与WiFi的共存机制，保证在非授权频段内引入LTE-U后WiFi能够正常工作。载波感知自适应（Carrier-1 LTE-U与WiFi的CSAT共存机制Sensing Adaptive Transmission，CSAT）机制是解决该问在非授权频段部署LTE-U系统时，需要考虑对非授权题的一个行之有效的方法。它采用交替开启/关闭LTE-U频段现存通信系统的影响，比如，对目前已在非授权频段内非授权频段载波的方法，使得LTE-U与WiFi时分复用信投入使用的WiFi移动通信系统的影响。道，达到公平占用信道的目的[1-3]。另外，在CSAT机制中，WiFi是非授权频段内一个重要的移动通信网络，广泛可基于对WiFi的监测自适应调整LTE-U占用信道的时间，应用于非授权频段内，其覆盖范围广，用户数量多。在非但需在LTE-U基站中增加WiFi监测功能模块[4]。CSAT授权频段引入LTE-U后，LTE-U与WiFi系统共享信道机制可用于没有先听后讲（listen before talk，LBT）要求资源。WiFi采用冲突避免信道接入方式CSMA/CA的接的区域，对现有LTE基站的架构改动较小，但为达到较好的性能，需在LTE-U基站中增加WiFi信号监测功能模块，收稿日期：2018-05-09实现对WiFi信号的检测解析功能。602018.7现代信息科技 7月.indd 602018/7/19 13:57:55

王鑫芯：LTE-U与WiFi的共存方法性能研究第7期CSAT机制的基本原理如图1所示，在一个定义的周闭非授权频段载波，消除对WiFi系统的影响，使得信道由期TCSAT内，LTE-U基站的非授权频段载波自适应地占用WiFi占用进行数据收发[2，3]。TOn的时间可根据WiFi的检周期内的一段时间TOn进行数据收发，另一段时间TOff则关测结果自适应地进行调整[4]。TTon /

Toff

CASTadaptiveTonToffTonToffLTE-U ONLTE-U OFFLTE-U ONLTE-U OFFLTE-UWiFiLTE-UWiFi图1 CSAT 机制的原理示意图2 基于干扰检测的LTE-U与WiFi共存算法站非授权频段载波的信道质量以及信道上的WiFi信号强度。在非授权频段部署LTE-U后，为保证WiFi系统的性非授权载波的信道质量为UE上报的信道质量测量结果能，在LTE-U基站引入共存算法。为了降低成本，并复的均值。用现有的LTE基站架构，提出基于干扰检测的LTE-U与非授权载波上WiFi的信号强度，计算方法为：WiFi共存算法，LTE-U基站不额外增加硬件模块，采用CSAT机制交替开启/关闭非授权频段载波，并通过干扰检其中RSSI测及数据处理自适应调整非授权频段载波的开启时间。listen为LTE-U基站侦听到的非授权载波频点的接收信号强度RSSI，RSRP为LTE-U基站通过广播在基于干扰检测的LTE-U与WiFi共存算法中，解析获取的使用该非授权载波频点的其他LTE-U基站的LTE-U基站采用CSAT机制并进行干扰检测，基于干扰检RSRP，K为广播解析的其他LTE-U基站的数目。测数据的处理结果自适应调整LTE-U基站开始的时间。主要包括：2.3 LTE-U基站开启时间的自适应调整当LTE-U基站非授权载波信道质量小于预设信道质量2.1 干扰检测门限且WiFi信号强度大于预设RSSI门限二时，减小TOn的在TOn和TOff时间内分别进行不同的检测，在TOn期间值；当LTE-U基站非授权载波信道质量大于等于预设信道LTE-U基站指示UE进行非授权载波的信道质量检测并接质量门限且WiFi信号强度小于预设RSSI门限一时，增大收UE上报的检测报告；TOff期间LTE-U基站侦听非授权TOn的值；其他情况下不改变TOn的值。预设的信道质量门限、载波频点上的接收信号强度RSSI。预设的RSSI门限一和二，可根据实际信道质量要求设置。2.2 数据处理基于干扰检测的LTE-U与WiFi共存算法的详细流程。LTE-U基站对干扰检测数据进行处理，得到LTE-U基如图2所示。

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