LAA系統(tǒng)在非授權(quán)頻段上的動(dòng)態(tài)子幀配置策略

姜煒 ，劉是梟 ，胡恒 ，張晨璐

（1.重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065；2.宇龍計(jì)算機(jī)通信科技有限公司，廣東 深圳 518057）

LAA系統(tǒng)在非授權(quán)頻段上的動(dòng)態(tài)子幀配置策略

姜煒1,2，劉是梟1,2，胡恒1,2，張晨璐2

（1.重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065；2.宇龍計(jì)算機(jī)通信科技有限公司，廣東 深圳 518057）

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高系統(tǒng)吞吐量，改善系統(tǒng)性能。由于受到信令控制等問(wèn)題的限制，授權(quán)頻段上往往只是實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的7種固定子幀配比之間的動(dòng)態(tài)切換。而非授權(quán)頻段作為工作在授權(quán)頻段上LTE系統(tǒng)的一個(gè)補(bǔ)充，不用考慮信令控制等問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)更加靈活的完全動(dòng)態(tài)子幀配置。提出了兩種非授權(quán)頻段上的動(dòng)態(tài)子幀配置算法，并與傳統(tǒng)的靜態(tài)子幀配置進(jìn)行比較，通過(guò)LAA系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)驗(yàn)證動(dòng)態(tài)子幀配置算法對(duì)系統(tǒng)性能的影響。仿真表明，提出的兩種動(dòng)態(tài)子幀配置算法可以有效提升資源利用率，提高系統(tǒng)整體吞吐量。

動(dòng)態(tài)子幀配置；LAA；非授權(quán)頻段；系統(tǒng)級(jí)仿真

1 引言

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展和通信業(yè)務(wù)量的急劇增加，授權(quán)頻譜資源已經(jīng)非常擁擠，越來(lái)越不能滿足更高網(wǎng)絡(luò)容量的需求。為了進(jìn)一步提高頻譜資源的利用率，滿足用戶對(duì)更高的數(shù)據(jù)速率、更好的覆蓋性能、更高的可靠性的需求，3GPP （the 3rd Generation Partnership Project）提出了 LAA（licensed-assisted access）的概念，借助 LTE授權(quán)頻譜的幫助來(lái)使用未授權(quán)頻譜[1]。

LTE系統(tǒng)根據(jù)上下行業(yè)務(wù)復(fù)用方式的不同，可以分為TDD （time division duplexing，時(shí)分復(fù)用）系統(tǒng)和 FDD（frequency division duplexing，頻分復(fù)用）系統(tǒng)。TDD 和 FDD系統(tǒng)有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)。相比FDD系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，TDD系統(tǒng)上下行傳輸信號(hào)在同一頻帶內(nèi)，通過(guò)將信號(hào)調(diào)度到不同時(shí)間段，采用非連續(xù)方式發(fā)送，并設(shè)置一定的時(shí)間間隔方式以避免上下行信號(hào)干擾。TDD系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)資源的利用效率更高，而且可以根據(jù)上下行業(yè)務(wù)量的不同，在基站間使用不同的上下行子幀比例的無(wú)線幀結(jié)構(gòu)。這里就涉及上下行子幀配置的問(wèn)題，傳統(tǒng)的TD-LTE（time division long term evolution，分時(shí)長(zhǎng)期演進(jìn)）系統(tǒng)往往采用集中式、半靜態(tài)的小區(qū)上下行子幀配置。進(jìn)入4G移動(dòng)通信時(shí)代后，由于非授權(quán)頻段、多載波技術(shù)的引入以及異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)[2]節(jié)點(diǎn)的大量部署等，無(wú)線環(huán)境變得更為復(fù)雜。同時(shí)，隨著智能終端的廣泛普及、各種新業(yè)務(wù)的不斷涌現(xiàn)，上下行業(yè)務(wù)很難保持一個(gè)穩(wěn)定的比例。在這種情況下，現(xiàn)有的集中式、半靜態(tài)的小區(qū)子幀配置方式顯然不能很好地發(fā)揮TDD系統(tǒng)的特點(diǎn)，也不能很好地利用非授權(quán)頻段帶來(lái)的頻譜效率提高、覆蓋性能提升等優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)階段大部分研究都是針對(duì)授權(quán)頻段異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)。參考文獻(xiàn)[3]詳細(xì)介紹了室外pico部署動(dòng)態(tài)TDD場(chǎng)景的性能評(píng)估及仿真方法，提及了一種簡(jiǎn)單的考慮系統(tǒng)業(yè)務(wù)量和信道性能的動(dòng)態(tài)配置調(diào)整算法。參考文獻(xiàn)[4]介紹了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)，分析動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)在異構(gòu)網(wǎng)中的性能，重點(diǎn)關(guān)注動(dòng)態(tài)TDD不同子幀重配周期（10 ms和40 ms）對(duì)系統(tǒng)吞吐量的影響。以上兩篇參考文獻(xiàn)介紹的動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)都是在授權(quán)頻段上實(shí)現(xiàn)的7種固定子幀配比之間的動(dòng)態(tài)切換，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)每個(gè)子幀都可以動(dòng)態(tài)變化為上行或下行子幀。而參考文獻(xiàn)[5]則介紹了一種5G系統(tǒng)中根據(jù)上下行緩存區(qū)大小門限值和隊(duì)頭時(shí)延門限值來(lái)靈活配置每個(gè)上下行子幀的算法，并仿真驗(yàn)證了這種上下行子幀選擇算法的優(yōu)越性。參考文獻(xiàn)[5]這種完全動(dòng)態(tài)配置每個(gè)子幀傳輸方向的算法，相比于傳統(tǒng)7種固定子幀配比之間動(dòng)態(tài)切換的算法，更能反映當(dāng)前信道的上下行業(yè)務(wù)量情況，也更加適用于存在突發(fā)性業(yè)務(wù)的通信情況。

未來(lái)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量將會(huì)大大增加，上下行業(yè)務(wù)變化也更加頻繁、快速。因此本文提出了兩種TDD動(dòng)態(tài)子幀配置算法。基本思想都是通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)類型及業(yè)務(wù)量的測(cè)量和反饋，在非授權(quán)頻段上實(shí)現(xiàn)不同小區(qū)上下行子幀的靈活、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)配置，從而達(dá)到提高無(wú)線通信資源利用率的目的。兩種算法最大的不同就是子幀重配周期和子幀配置窗口大小，算法 1中每個(gè) TTI（transmission time interval）時(shí)刻都會(huì)對(duì)之后的子幀進(jìn)行重配且每次只配置一個(gè)子幀，而算法2則以10TTI時(shí)長(zhǎng)為周期配置子幀，且每次配置10個(gè)子幀。本文對(duì)兩種動(dòng)態(tài)子幀配置方式進(jìn)行了對(duì)比分析，并通過(guò)MATLAB仿真對(duì)兩種動(dòng)態(tài)子幀配置方式進(jìn)行了評(píng)估。

2 系統(tǒng)模型

TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。10 ms的無(wú)線幀包含兩個(gè)半幀，長(zhǎng)度各為5 ms。每個(gè)半幀包含5個(gè)子幀，長(zhǎng)度為1 ms[6]。

圖1 TD-LTE物理層幀結(jié)構(gòu)

TD-LTE支持兩類時(shí)隙比例配置，周期分別為5 ms和10 ms。具體配置參見(jiàn)表1，TD-LTE共支持7種上下行子幀配置格式（用0～6表示），其中，D代表下行子幀，U代表上行子幀，S為特殊子幀，由DwPTS、GP和UpPTS 3個(gè)特殊時(shí)隙組成[7]。

非授權(quán)頻段上TDD子幀的動(dòng)態(tài)配置定義為系統(tǒng)中各LAA基站綜合考慮小區(qū)內(nèi)上下行業(yè)務(wù)量及上下行信道質(zhì)量情況，靈活、動(dòng)態(tài)自適應(yīng)地配置小區(qū)子幀類型。為了更加靈活，不設(shè)置S子幀，每個(gè)子幀都可以動(dòng)態(tài)變化為D或U子幀。轉(zhuǎn)換時(shí)的保護(hù)間隔可放在D子幀的最后面或者U子幀的最前面。

本文采用的信道檢測(cè)機(jī)制是基于負(fù)載的信道檢測(cè)（load based equipment，LBE）機(jī)制[8,9]。LBE 機(jī)制可以分為兩部分：觸發(fā)初始CCA（initial CCA）檢測(cè)和擴(kuò)展信道空閑評(píng)估（extended clear channel assessment，ECCA）。當(dāng)信道處于空閑狀態(tài)，并且有數(shù)據(jù)要傳輸時(shí)，會(huì)進(jìn)入初始CCA階段，在初始CCA階段檢測(cè)到信道連續(xù)34 μs空閑，則可占用信道，并生成一個(gè)信道占用時(shí)長(zhǎng)T；當(dāng)信道處于忙碌狀態(tài)但有數(shù)據(jù)需要傳輸時(shí)或者初始CCA檢測(cè)信道為忙碌時(shí)，則進(jìn)入ECCA階段。進(jìn)入ECCA階段首先會(huì)生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)——信道檢測(cè)退避次數(shù)N，N在(1:q)(q值由設(shè)備預(yù)先配置)之間取值。若退避期間檢測(cè)到信道狀態(tài)為忙碌，則進(jìn)入推遲周期（defer period）信道檢測(cè)，在推遲周期內(nèi)檢測(cè)到信道連續(xù)34 μs空閑之后再繼續(xù)進(jìn)行 ECCA過(guò)程，每次ECCA檢測(cè)信道為空閑狀態(tài)，則N值減1，直到N次ECCA檢測(cè)信道狀態(tài)都為空閑才可以占用信道，占用信道時(shí)長(zhǎng)為T。LBE機(jī)制的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

3 動(dòng)態(tài)子幀配置策略

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的高速發(fā)展，業(yè)務(wù)量在一段時(shí)間內(nèi)可能出現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，上下行業(yè)務(wù)量的變化也更加頻繁。現(xiàn)有的集中式、半靜態(tài)的小區(qū)上下行子幀配置方式不能很好地適應(yīng)這種突發(fā)性業(yè)務(wù)帶來(lái)的變化，造成資源浪費(fèi)、頻譜效率下降。針對(duì)本文的研究場(chǎng)景，在非授權(quán)頻段上部署不同運(yùn)營(yíng)商的LAA網(wǎng)絡(luò)的TDD子幀配置也存在這個(gè)問(wèn)題。為了解決這種業(yè)務(wù)的突發(fā)性帶來(lái)的問(wèn)題，本文針對(duì)非授權(quán)頻段以TDD的方式被LTE使用的情況，設(shè)計(jì)了兩種小區(qū)間靈活、自適應(yīng)的上下行子幀配置算法。

3.1 連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法

連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法在每個(gè)TTI時(shí)刻都會(huì)進(jìn)行子幀動(dòng)態(tài)配置且每次只配置一個(gè)子幀，即子幀重配周期和子幀配置窗口都為1TTI。基本思想是首先該算法會(huì)初始化DL幀為默認(rèn)子幀，之后在每個(gè)子幀的起始時(shí)刻，LAA基站根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻上下行業(yè)務(wù)量比例M與對(duì)比參數(shù)m的大小關(guān)系對(duì)上下行子幀進(jìn)行重新配置。對(duì)于對(duì)比參數(shù)m的取值，可以取上下行泊松過(guò)程的λ的比值，即λ_ul/λ_dl。λ_ul為上行泊松過(guò)程中的λ值，λ_dl為下行泊松過(guò)程中的λ值。上下行業(yè)務(wù)量比例M計(jì)算式為：

其中，∑BUL為上行緩存中待傳總比特?cái)?shù)，∑BDL為下行緩存中待傳總比特?cái)?shù)。

表1 TD-LTE上下行子幀比例配置

圖2 LBE機(jī)制的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

算法的具體過(guò)程如下：在TTI=1時(shí)刻，初始化DL幀為默認(rèn)子幀。之后從每個(gè)TTI的起始時(shí)刻，分別統(tǒng)計(jì)各LAA基站下所有附著的UE在上下行緩存中的待傳總比特?cái)?shù)，得到上下行業(yè)務(wù)量比例M，然后和對(duì)比參數(shù)m進(jìn)行比較，若M≥m，則將4個(gè)TTI之后的子幀設(shè)置為 UL幀；若M＜m，則4個(gè)TTI之后的子幀保持不變，仍為DL幀。流程如圖3所示。

圖3 連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法流程

3.2 周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法

周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法以10TTI時(shí)長(zhǎng)為周期配置子幀且每次配置10個(gè)子幀。為此，根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻上下行業(yè)務(wù)量比例M設(shè)計(jì)了總共11種動(dòng)態(tài)子幀窗口配比 情 況 ， 分 別 為 [DDDDDDDDDD]、[DDDDDDDDDU]、[DDDDDDDDUU]、 [DDDDDDDUUU]、 [DDDDDDUUUU]、[DDDDDUUUUU]、 [DDDDUUUUUU]、 [DDDUUUUUUU]、[DDUUUUUUUU]、[DUUUUUUUUU]、[UUUUUUUUUU]。具體過(guò)程如下。在TTI=1時(shí)刻，初始化DL幀為默認(rèn)子幀。之后每隔10個(gè)TTI時(shí)刻分別統(tǒng)計(jì)各LAA基站下所有附著的UE在上下行緩存中的待傳總比特?cái)?shù)，得到上下行業(yè)務(wù)量比例M，然后從11種動(dòng)態(tài)子幀窗口配比中選擇上下行子幀比例最接近M的子幀窗口配比來(lái)配置4個(gè)TTI之后的10個(gè)子幀（例如：當(dāng)前TTI=2時(shí)的上下行待傳比特?cái)?shù)比值為2/3，則將第 6～15個(gè)子幀配置為[DDDDDDUUUU]，之后在12TTI時(shí)刻根據(jù)當(dāng)前的上下行總比特?cái)?shù)比值配置第16～25個(gè)子幀，依次類推）。流程如圖4所示。11種新的子幀選擇配置過(guò)程如下所述。

圖4 周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法流程

算法1 子幀選擇配置算法

輸入 LAA基站數(shù)目N，上行待傳業(yè)務(wù)占比M

輸出 LAA基站的子幀配置

for i=1:N

獲得基站LAA(i)的上行待傳業(yè)務(wù)量占比M(i)；

if M(i)大于或等于0并且小于或等于1/20

基站LAA(i)的子幀配置為配置一

[DDDDDDDDDD]；

else if M(i)大于或等于1/20并且小于或等于3/20

基站LAA(i)的子幀配置為配置二

[DDDDDDDDDU]；

else if M(i)大于或等于3/20并且小于或等于5/20

基站LAA(i)的子幀配置為配置三

[DDDDDDDDUU]；

…

else if M(i)大于或等于17/20并且小于或等于19/20

基站LAA(i)的子幀配置為配置十

[DUUUUUUUUU]；

else

基站LAA(i)的子幀配置為配置十一

[UUUUUUUUUU]；

end if

end for

兩種動(dòng)態(tài)子幀配置算法的最大不同點(diǎn)是兩者的子幀重配周期和子幀配置窗口大小，連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法中每個(gè)TTI時(shí)刻都會(huì)對(duì)之后的子幀進(jìn)行重配且每次只配置一個(gè)子幀，而周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法以10TTI時(shí)長(zhǎng)為周期配置子幀且每次配置10個(gè)子幀。相比于連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法，周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法可以有效減少數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中連續(xù)UL幀或連續(xù)DL幀的情況。與傳統(tǒng)的靜態(tài)子幀配置相比，這兩種動(dòng)態(tài)子幀配置算法的子幀配置更加靈活，更加匹配當(dāng)前信道的上下行業(yè)務(wù)量情況，但是因?yàn)樽訋渲米兓l繁，導(dǎo)致信令開(kāi)銷增大，而且對(duì)于新的子幀配置，需要對(duì)HARQ時(shí)序進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。而靜態(tài)子幀配置在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)子幀配置都保持不變，信令開(kāi)銷小，但是不能適應(yīng)多變的上下行業(yè)務(wù)量情況。

4 仿真分析

根據(jù)3GPP研究報(bào)告 TR36.889中的仿真要求和參數(shù)[10]，搭建了一個(gè)基于MATLAB平臺(tái)的不同運(yùn)營(yíng)商在非授權(quán)頻段以LAA方式共存的系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)。仿真平臺(tái)的模塊包括參數(shù)初始化、網(wǎng)絡(luò)生成、信道初始化、路徑損耗 計(jì) 算[11]、小區(qū)選擇、業(yè)務(wù)生成、信道檢測(cè)、CQI（channel quality indicator，信道質(zhì)量指示）反饋、調(diào)度、數(shù)據(jù)發(fā)送與接收和仿真結(jié)果輸出等。平臺(tái)采用時(shí)間驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)仿真機(jī)制，按照固定的時(shí)隙工作，更新用戶的信道衰落、干擾水平，對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度。給出了針對(duì)非授權(quán)頻譜下TDD動(dòng)態(tài)子幀配置模型的仿真參數(shù)和仿真方法，并仿真評(píng)估兩種動(dòng)態(tài)子幀配置算法的性能。

4.1 仿真場(chǎng)景

由于仿真場(chǎng)景macro（宏）小區(qū)與LAA小區(qū)是異頻組網(wǎng)，可以不用考慮宏小區(qū)對(duì)LAA系統(tǒng)的影響，因此本文生成的7個(gè)宏小區(qū)只是為了固定LAA基站的位置。所有的LAA基站只在中心的宏小區(qū)的每個(gè)扇區(qū)中以簇的形式生成，每個(gè)扇區(qū)中有一個(gè)簇，每個(gè)簇中有8個(gè)LAA基站（4個(gè)屬于運(yùn)營(yíng)商 1，4個(gè)屬于運(yùn)營(yíng)商2），如圖 5所示，允許LAA小區(qū)的覆蓋范圍出現(xiàn)部分重合，但是必須保證LAA基站之間的最小距離不小于50 m，用戶設(shè)備（UE）在簇內(nèi)均勻分布，每個(gè)簇內(nèi)有60個(gè)UE。具體的仿真參數(shù)參照第4.2節(jié)。

圖5 仿真場(chǎng)景說(shuō)明

表2 仿真參數(shù)配置

4.2 仿真假設(shè)

給出了部分仿真假設(shè)，見(jiàn)表2。

采用比例公平調(diào)度算法[13]，基本思想是在選擇用戶時(shí)考慮瞬時(shí)速率和長(zhǎng)期平均速率的比值，同時(shí)利用權(quán)重值對(duì)不同用戶進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到同時(shí)兼顧系統(tǒng)性能和用戶體驗(yàn)的目的。比例公平算法的數(shù)學(xué)表達(dá)式可以參考式（2），其中，k是被調(diào)度用戶，Ri(t)為用戶i在 t時(shí)刻請(qǐng)求的速率，Ti(t)為用戶i在t時(shí)刻的累積平均速率。

4.3 仿真結(jié)果

在仿真中，根據(jù)采用靜態(tài)子幀配置還是動(dòng)態(tài)子幀配置策略，設(shè)計(jì)以下3種仿真方案。

方案一：基礎(chǔ)方案（baseline），靜態(tài) TDD，所有的 LAA小區(qū)均采用靜態(tài)子幀配置，選擇7種傳統(tǒng)靜態(tài)子幀配置中的配置4作為基準(zhǔn)配置。

方案二：動(dòng)態(tài)TDD1，采用連續(xù)子幀動(dòng)態(tài)配置算法來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)，子幀重配周期為1 ms。

方案三：動(dòng)態(tài)TDD2，采用周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)，子幀重配周期為10 ms。

圖6是用戶的平均上下行吞吐量柱狀圖。圖7是高負(fù)載情況下用戶的上下行時(shí)延CDF曲線。由圖6容易發(fā)現(xiàn)，采用動(dòng)態(tài)子幀配置方式相對(duì)于傳統(tǒng)的靜態(tài)子幀配置方式確實(shí)可以帶來(lái)一定的吞吐量增益，特別是對(duì)于上行用戶吞吐量有很大的提升。總體來(lái)說(shuō)，在低負(fù)載的情況下，動(dòng)態(tài)子幀配置方式對(duì)上下行的用戶吞吐量都有很大的提升；但是在高負(fù)載的條件下，動(dòng)態(tài)子幀配置方式下用戶吞吐量的大小與靜態(tài)子幀配置基本相等，甚至動(dòng)態(tài)子幀配置方式下的用戶下行平均吞吐量小于靜態(tài)子幀配置條件下的用戶下行平均吞吐量。觀察圖6，可以發(fā)現(xiàn)，無(wú)論上行信道還是下行信道，隨著負(fù)載量的增加，3種子幀配置方式的用戶平均吞吐量依次下降，但是動(dòng)態(tài)子幀配置方式的用戶平均吞吐量下降的趨勢(shì)更加明顯。如果繼續(xù)提高負(fù)載量，動(dòng)態(tài)子幀配置的用戶上下行總吞吐量必會(huì)低于傳統(tǒng)的靜態(tài)子幀配置方式，這很可能是由于動(dòng)態(tài)子幀配置產(chǎn)生的交叉子幀干擾造成的。當(dāng)?shù)拓?fù)載時(shí)，處于激活狀態(tài)的基站較少，產(chǎn)生的交叉子幀干擾也不是很大；當(dāng)高負(fù)載時(shí)，處于激活狀態(tài)的基站明顯增多，就會(huì)有嚴(yán)重的交叉子幀干擾，完全抵消了動(dòng)態(tài)子幀配置算法帶來(lái)的吞吐量增益。比較圖7的用戶上下行時(shí)延CDF曲線，動(dòng)態(tài)子幀配置算法的時(shí)延比靜態(tài)子幀配置時(shí)更大，這可能是由于動(dòng)態(tài)子幀配置情況下連續(xù)DL或連續(xù)UL現(xiàn)象造成的，而動(dòng)態(tài)TDD2的時(shí)延比動(dòng)態(tài)TDD1的時(shí)延小，但是仍然比靜態(tài)子幀配置條件下的時(shí)延大，這說(shuō)明周期性子幀動(dòng)態(tài)配置算法相比于連續(xù)子幀配置算法，可以有效減少數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的連續(xù)DL幀或連續(xù)UL幀的情況，與預(yù)期相符。

圖6 用戶上下行平均吞吐量

圖7 高負(fù)載時(shí)上下行時(shí)延

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了兩種非授權(quán)頻段上LAA基站的動(dòng)態(tài)子幀配置算法。兩種算法可以根據(jù)當(dāng)前信道的瞬時(shí)業(yè)務(wù)量情況來(lái)動(dòng)態(tài)配置上下行子幀，與傳統(tǒng)的靜態(tài)子幀配置相比較，可以有效提升系統(tǒng)性能。仿真結(jié)果顯示，動(dòng)態(tài)子幀配置策略對(duì)上行吞吐量有明顯增益，在低負(fù)載的情況下，對(duì)上下行的總吞吐量也有明顯增益，但是在高負(fù)載的情況下，嚴(yán)重的交叉子幀干擾完全抵消了動(dòng)態(tài)子幀配置算法帶來(lái)的吞吐量增益。所以接下來(lái)非授權(quán)頻段上動(dòng)態(tài)TDD技術(shù)的研究重點(diǎn)會(huì)放在減小高負(fù)載條件下交叉子幀干擾對(duì)LAA系統(tǒng)的影響上。

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LAA system dynamic sub-frame configuration strategy in unlicensed bands

JIANG Wei1,2,LIU Shixiao1,2,HU Heng1,2,ZHANG Chenlu2
1.School of Communication and Information Engineering,Chongqing University of Posts and Telecommunications,Chongqing 400065,China
2.Yulong Computer Communication Technology Co.,Ltd.,Shenzhen 518057,China

The use of dynamic TDD technology in heterogeneous network can effectively increase the system throughput and improve the performance of the system.Due to the limitation of signaling control and other issues,there is usually a dynamic switching between the traditional seven fixed sub-frame ratios in the licensed bands.But as a complement to the LTE system worked in the licensed bands,the unlicensed bands can achieve a more flexible and complete dynamic sub-frame configuration without considering signaling control and other issues.Two new dynamic sub-frame configuration algorithms in unlicensed bands were proposed and compared with traditional static sub-frame configuration,then the impact of dynamic sub-frame allocation algorithms on system performance was verified by LAA system level simulation platform.The results show that the proposed dynamic sub-frame configuration strategies can effectively improve the resource utilization and the overall system throughput.

dynamic sub-frame configuration,licensed-assisted access,unlicensed band,system level simulation

TN929.5

A

10.11959/j.issn.1000-0801.2016193

2016-04-19；

2016-07-10

姜 煒 （1992-），男 ，重 慶 郵 電 大 學(xué) 通 信 與 信息工程學(xué)院碩士生，主要研究方向?yàn)長(zhǎng)TE-Advanced pro(4.5G)/5G LAA技術(shù)、干擾協(xié)調(diào)技術(shù)。

劉是梟（1992-），男，重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院碩士生，主要研究方向?yàn)長(zhǎng)TE-Advanced pro(4.5G)/5G LAA技術(shù)、HARQ技術(shù)。

胡恒（1992-），男，重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院碩士生，主要研究方向?yàn)?G移動(dòng)通信技術(shù)中的V2X技術(shù)、D2D技術(shù)。

張晨璐（1982-），男，宇龍計(jì)算機(jī)通信科技（深圳）有限公司高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)長(zhǎng)TE-Advanced pro(4.5G)/5G標(biāo)準(zhǔn)化研究、車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、D2D技術(shù)等。