一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法技术

本发明专利技术涉及一种基于Lyapunov的多运营商LTE‑U双频段资源配置方法，属于无线通信技术领域。为保障WiFi网络的系统性能，本发明专利技术采用先听后发机制检测WiFi信号。同时为协调各运营商基站，本发明专利技术提出一种竞价拍卖机制保证多运营商基站有效接入非授权频段。基于全双工传输模式下，同一资源块能同时用于上下行链路，但同时会受到自干扰的影响。基于半双工传输模式下，同一资源块不会受到自干扰影响，但是只能用于上行或下行单一链路。本发明专利技术基于用户缓存区累计的数据包数量，采用Lyapunov优化方法，保证其队列稳定性，同时最大化利用非授权频段的系统增益，提升整个网络的总效益。

A multi carrier LTE-U dual band resource allocation method based on Lyapunov

The invention relates to a Lyapunov-based multi-carrier LTE_U dual-band resource allocation method, belonging to the field of wireless communication technology. In order to guarantee the performance of the WiFi network, the invention first detects the WiFi signal by listening and sending back mechanism. At the same time, in order to coordinate the base stations of each operator, the invention proposes a bidding auction mechanism to ensure that the base stations of multiple operators can effectively access the unauthorized frequency band. Based on full duplex transmission mode, the same resource block can be used in both uplink and downlink, but it will be affected by self-interference. Based on half-duplex transmission mode, the same resource block is not affected by self-interference, but can only be used in uplink or downlink single link. The method adopts Lyapunov optimization method based on the accumulative number of packets in the user buffer to ensure the queue stability, maximize the system gain in the unauthorized frequency band and improve the overall benefit of the whole network.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法
本专利技术属于无线通信
，涉及一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法。
技术介绍
随着无线数据前所未有的增长，无线运营商急切的需要更多的频段资源去提供更高的数据速率，以及更好的服务质量(QualityofService，QoS)。面对快要到来的1000倍的移动数据量的挑战，由3GPP组织提出的将长期演进(LongTermEvolution，LTE)技术扩展到非授权频段不失为一种有效的解决方法，即LTE-U。然而LTE-U的发展却面临两个难题：(1)非授权频段已经被许多现存无线网络占用，如WiFi网络。所以最基本的问题是确保LTE-U与现存非授权用户和谐共存，即避免对现存非授权用户产生严重的性能干扰，同时使LTE-U获得较大的性能增益。(2)多个LTE-U接入非授权频段，其受到的干扰是不可预测的，进而严重损害LTE-U用户的性能。因此，有效的管理多LTE-U间的干扰是十分重要的。对于问题(1)，WiFi用户采用载波感知多路访问(CarrierSensingMultipleAccess，CAMA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Lyapunov的多运营商LTE‑U双频段资源配置方法，其特征在于：该方法包括包括以下步骤：S1：各运营商LTE‑U基站根据先听后发(Listen Before Talk，LBT)机制检测判断WiFi是否占用非授权频段；若检测存在WiFi占用非授权频段，则不接入并继续检测；若检测不存在WiFi占用非授权频段，则进入竞价拍卖阶段；各LTE‑U基站的竞价拍卖阶段开始于LBT机制之后；S2：各LTE‑U基站评估空闲的非授权频段的信道价值；S3：各LTE‑U基站根据其评估的信道价值进行出价；S4：各LTE‑U基站的出价提交给决策中心进行竞价，并决策出竞价的赢家，即竞价胜出的LTE‑U基站；...

【技术特征摘要】
1.一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法，其特征在于：该方法包括包括以下步骤：S1：各运营商LTE-U基站根据先听后发(ListenBeforeTalk，LBT)机制检测判断WiFi是否占用非授权频段；若检测存在WiFi占用非授权频段，则不接入并继续检测；若检测不存在WiFi占用非授权频段，则进入竞价拍卖阶段；各LTE-U基站的竞价拍卖阶段开始于LBT机制之后；S2：各LTE-U基站评估空闲的非授权频段的信道价值；S3：各LTE-U基站根据其评估的信道价值进行出价；S4：各LTE-U基站的出价提交给决策中心进行竞价，并决策出竞价的赢家，即竞价胜出的LTE-U基站；S5：竞价胜出的LTE-U基站接入非授权频段，利用载波聚合技术同时使用授权和非授权频段资源；S6：根据用户缓存区实时的数据包队列情况，判断数据队列是否违反时延要求，对于违反时延要求的进行丢包；S7：根据资源块RB的信道状态，以及用户选择全双工(Full-Duplex，FD)与半双工(Half-Duplex，HD)模式的传输性能，利用资源调度方法为用户进行资源配置。2.根据权利要求1所述的一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法，其特征在于：在所述步骤S1中，若非授权频段已经被WiFi网络占用，多运营商间协调有效共享非授权频段资源，就要保证WiFi网络的系统性能，提出使用空闲信道评估(ClearChannelAssessment，CCA)和LBT机制，即在接入非授权频段之前先进行CCA，其信道检测至少为20；各LTE-U基站根据LBT机制检测判断WiFi是否占用非授权频段，其检测判定依据为信道能量检测，若检测的信道能量大于预设的阈值，则判定WiFi占用非授权频段；反之，则判定WiFi未占用非授权频段；若检测WiFi没有占用非授权频段，则进入竞价拍卖阶段，各LTE-U基站的竞价拍卖阶段开始于LBT机制之后，根据LBT机制对非授权频段进行信道评估CCA之后，若信道空闲，为防止多运营商之间的干扰，各LTE-U基站不能立即接入信道传输；根据竞价拍卖机制，在CCA时隙之后设置一个竞价窗口，在竞价窗口内所有参与竞价的LTE-U基站开始竞价，竞价胜出的LTE-U基站接入信道传输。3.根据权利要求1所述的一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：LTE-U基站根据其所服务用户当时的队列状态，以及非授权频段的信道质量，计算得出其接入信道后所能得到的系统增益，并得到其评估的信道价值。4.根据权利要求1所述的一种基于Lyapunov的多运营商LTE-U双频段资源配置方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：对于运营商LTE-U基站混合部署场景，均致力于竞价胜出后接入非授...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓舸，李扬扬，汤涉，陈前斌，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50