Wi-Fi与LTE异构网络下干扰协调机制研究

摘要

随着无线通信技术不断发展，无线频谱资源匮乏的问题日益显现。随着LTE在非授权频段的部署变为可能，如LTE-U(LTE in Unlicensed Bands)。然而，LTE-U对于Wi-Fi可能存在的干扰已经不能忽视，研究如何应对这种干扰因此变得非常重要。众所周知，Wi-Fi和LTE-U异构，缺少沟通渠道，在处理Wi-Fi与LTE-U网络共存问题时，一方面，要兼顾异构网络共存的公平性问题，另一方面，网络用户数的爆炸性增长也导致了Wi-Fi在不同的环境中节点部署数量急剧增多，更需要考虑在多节点Wi-Fi网络下，通过提高接入机会，公平占用信道资源，以提高系统性能。
　　首先，本文分析了Wi-Fi和LTE-U的一些相关通信技术。阐述了载波侦听和冲突避免的工作原理，以及针对LTE-U在非授权频段部署时采用的关键技术，并介绍了与Wi-Fi和LTE-U网络共存相关的异构网络干扰协调技术。
　　接着，结合Wi-Fi和LTE-U链路级仿真的相关文献结论，对Wi-Fi和LTE-U的网络共存进行了系统级仿真，发现此时Wi-Fi系统吞吐量剧烈下降，这是因为网络共存时一旦有LTE-U系统接入，会导致Wi-Fi系统对信道的判断为忙，并长期处于监听状态，无法进行数据传输。
　　针对Wi-Fi和LTE网络共存时的严重不公平行为，结合异构网络干扰协调技术，选择采用了一种比例公平分配方案，很好地解决了Wi-Fi网络长期处于监听状态的问题。但是，随着共存场景下Wi-Fi节点的不断增加，研究发现Wi-Fi系统的性能有所变化。
　　最后，针对这一问题，提出了一种基于多节点Wi-Fi网络的CSMA动态门限机制，结合吞吐量、错误率、隐藏暴露节点数得到了动态门限机制相关的推荐参数值。最终将这些参数推荐运用在Wi-Fi和LTE网络公平共存场景下的Wi-Fi系统，系统的性能得到了进一步提升。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作和内容安排

第2章 Wi-Fi与LTE-U相关技术概述与分析

2．1 Wi-Fi相关技术概述

2．1．1 IEEE802．11标准演进

2．1．2 IEEE802．11网络网元及拓扑结构

2．1．3 IEEE802．11 MAC层

2．2 分布式协作机制

2．2．1 载波侦听

2．2．2 冲突避免

2．2．3 DCF协议

2．3 异构网络系统共存

2．3．1 LTE-U相关技术背景

2．3．2 LTE-U关键技术介绍

2．4 本章小结

第3章 Wi-Fi与LTE-U网络共存场景仿真研究

3．1 异构网络共存问题分析

3．2 系统级仿真技术

3．2．1 系统级仿真技术的背景及方法

3．2．2 系统级仿真场景及模型

3．2．3 仿真结果及性能分析

3．3 基于Wi-Fi与LTE-U网络共存的比例公平分配方案

3．3．1 异构网络资源共享的公平性

3．3．2 比例公平资源分配方案

3．3．3 仿真及结果分析

3．4 本章小结

第4章 异构网络下CSMA动态门限机制研究

4．1 背景介绍

4．1．1 多节点Wi-Fi网络

4．1．2 相关方案分析

4．2 CSMA动态门限机制设计

4．2．1 相关原理及问题分析

4．2．2 动态门限机制设计

4．3 仿真与分析

4．3．1 仿真参数设置

4．3．2 仿真结果及分析

4．4 本章小结

结论

致谢

参考文献