CN109862570B - 一种laa与wlan热点共站部署的资源分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，包括以下步骤：1)设LAA‑WLAN基站部署的热点数目为一个，WLAN用户的数目为n_WLAN，建立优化问题，该优化问题的优化目标为最大化LAA和WLAN共存网络中LAA***的吞吐量，该优化问题的约束条件为WLAN用户端的数据到达速率及WLAN热点的数据到达速率；2)在保证WLAN服务速率的前提下，求解步骤1)构建的优化问题，得最优LAA***的数据流数目，然后根据最优LAA***的数据流数目动态调整LAA占用的时域资源比例，完成LAA与WLAN热点共站部署的资源分配，该方法能够LAA与WLAN热点共站部署的资源分配，且公平性较好，同时不会对LAA的性能造成损失。

Description

一种LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法

技术领域

本发明属于LAA通信技术领域，涉及一种LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法。

背景技术

有限的无线网络资源是我们在提升无线网络性能时不得不面对的问题。它直接关系着运营商网络负载能力和用户体验，而现如今随着各种新应用新业务的开发，爆发式的流量增长给运营商带来了很大的压力。我国通过工信部分配给各个运营商固定的授权频谱运行蜂窝网络，与此同时，WLAN作为一种更加便利同时已经广泛部署的无线传输***越来越引起运营商的关注。如果能合理利用非授权频谱，通过卸载部分业务或者流量，将能有效缓解授权频谱上的压力，降低运营成本，提供更好的用户体验。在用户对无线通信需求不断增加的今天，蜂窝网和WLAN两大主流无线通信技术将会有越来越多的交集，处理好两者的关系，不仅有利于运营商的网络部署和业务开发，对于各自产业也会有十分深刻的影响。

目前，在3GPP R15版本中，提出了针对授权辅助接入技术(LAA)的信道接入方案。LAA在非授权频段上运行蜂窝网的空口协议。和已有的使用LTE-WLAN聚合技术(LWA)卸载蜂窝流量相比，LAA技术由于运行的时蜂窝网的空口协议，不仅可以更加强健，而且可以提供更好的QoS保障。但是，LAA技术面临着和WLAN***在非授权频段共存的问题，目前受到认可的共存技术主要有载波感应自适应传输(CSAT)和先听后发(LBT)，前者在保证公平性上受到很多质疑，而后者虽然能保证公平性，但是会在LAA的性能上造成损失。如何在保持公平性的前提下，提高性能，提高利用率，是LAA技术需要面对的关键问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，该方法能够LAA与WLAN热点共站部署的资源分配，且公平性较好，同时不会对LAA的性能造成损失。

为达到上述目的，本发明所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法包括以下步骤：

1)设LAA-WLAN基站部署的热点数目为一个，WLAN用户的数目为n_WLAN，建立优化问题，该优化问题的优化目标为最大化LAA和WLAN共存网络中LAA***的吞吐量，该优化问题的约束条件为WLAN用户端的数据到达速率及WLAN热点的数据到达速率；

2)网络中n_WLAN个WLAN用户产生n_WLAN条数据流，数据帧的到达率为λ，同时，LAA-WLAN热点中还包括n_LAA条LAA***的数据流，该n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，设网络状态通过二元组(n_WLAN，n_LAA)进行表示，在保证WLAN服务速率的前提下，求解步骤1)构建的优化问题，得最优LAA***的数据流数目，然后根据最优LAA***的数据流数目动态调整LAA占用的时域资源比例，完成LAA与WLAN热点共站部署的资源分配。

LAA-WLAN基站中，基于802.11DCF的MAC协议，LAA-WLAN基站和用户在接入信道方面具有相同的优先级，设上行数据流传输用户的数据帧的服务速率为μ_UE，将该数据流中待发送的数据帧视为队列，则该队列的利用率ρ＝λ/μ_UE，设用户的队列是稳定的，即0<ρ<1,μ_UE＞λ，由于LAA-WLAN基站服务n_WLAN条WLAN会话下行数据流和n_LAA条LAA非授权频段数据流，为保证公平性，在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流看成一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，则依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，从LAA-WLAN基站的角度出发，将待发送的数据帧作为一条队列，由于LAA***时刻想获得时域资源，则该队列的非空的概率为1，设队列中数据帧的服务速率为μ_LAA-WLAN；

则在任一时隙，由LAA-WLAN基站发起数据传输的概率Pr_LAA-WLAN{T}为：

Pr_LAA-WLAN{T}＝Pr_LAA-WLAN{T|QE}Pr_LAA-WLAN{QE}+Pr_LAA-WLAN{T|QNE}Pr_LAA-WLAN{QNE}(1)

其中，Pr_LAA-WLAN{QE}表示LAA-WLAN基站队列为空的概率，Pr_LAA-WLAN{QNE}表示LAA-WLAN基站队列非空的概率，由于LAA-WLAN基站队列始终非空，则Pr_LAA-WLAN{QE}＝0,Pr_LAA-WLAN{QNE}＝1，记作Pr_LAA-WLAN{T|QNE}＝τ_LAA-WLAN，则Pr_LAA-WLAN{T}＝τ_LAA-WLAN；

在任一时隙，由WLAN用户发起数据传输的概率Pr_UE{T}为：

Pr_UE{T}＝Pr_UE{T|QE}Pr_UE{QE}+Pr_UE{T|QNE}Pr_UE{QNE} (2)

其中，Pr_UE{QE}表示用户的发送队列为空的概率，Pr_UE{QNE}表示用户的发送队列非空的概率，Pr_UE{QNE}＝ρ，Pr_UE{QE}＝1-ρ，记作Pr_UE{T|QNE}＝τ_UE，则Pr_UE{T}＝ρτ_UE＝λτ_UE/μ_UE；

在任一时隙，LAA-WLAN基站进行数据传输时，LAA-WLAN基站和在同一时隙发起上行数据传输的WLAN用户碰撞的概率p_LAA-WLAN为：

在任一时隙，WLAN用户发起上行数据流传输，WLAN用户和在同一时隙发起数据流传输的WLAN用户或者LAA-WLAN基站碰撞的概率p_UE为：

在队列非空并且稳定的情况下，LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比可近似表示τ_LAA-WLAN，其中，

设m表示WLAN***的最大重传限制，m'表示WLAN***的最大退避限制，W表示WLAN***中竞争窗口的大小；

则网络的平均重传次数

为：

LAA-WLAN基站经历的退避时隙数目

为：

由式(5)及式(6)可知，

和

都是关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，即LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比τ_LAA-WLAN的表达式为：

则有用户的发送队列非空的概率τ_UE的表达式为：

LAA-WLAN基站中一个数据帧从发送到该数据帧被成功传输的时间为1/μ_LAA-WLAN，1/μ_LAA-WLAN为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN个WLAN用户传输数据帧的时间之和n_WLANT_Sλ/μ_LAA-WLAN、LAA-WLAN基站的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和；

设

表示一个WLAN用户在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，

表示LAA-WLAN基站在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，即：

T_C为数据帧发生碰撞时，信道忙碌的持续时间；

T_slot为WLAN中一个时隙的长度，其中，T_slot的表达式为：

及

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

为关于p_UE的函数，μ_LAA-WLAN为关于p_LAA-WLAN及p_UE的函数；

同理，1/μ_UE为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN-1个WLAN用户以及LAA-WLAN基站传输数据帧的时间之和、(n_WLAN-1)T_Sλ/μ_UE+μ_LAA-WLANT_S/μ_UE、该用户的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和，其中，

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

和

为关于p_UE的函数，μ_UE为关于p_LAA-WLAN和p_UE的函数。

当确定n_WLAN的值时，则可以构架关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，然后求解该关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，得队列中数据帧的服务速率μ_LAA-WLAN及上行数据流传输用户的数据帧的服务速率μ_UE。

在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流作为一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，μ_d为WLAN下行数据帧的处理速率，λ'为WLAN下行数据帧的到达速率，则队列中有数据帧发送的概率

由于LAA***时刻想要获取时域资源，则LAA数据流总有数据帧等待发送，即队列中有数据帧发送的概率为1；

组建如下方程组：

求解式(16)及(17)，得μ_UE和μ_d的值，由于用户的队列是稳定的，0<ρ<1，0<ρ'<1，即μ_UE＞λ，μ_d＞λ'，得满足LAA***的状态集合N为：

N＝{n_LAA|μ_UE≥λ,μ_d≥λ'} (18)

LAA***的吞吐量R为：

R＝n_LAAμ_LAAT_sS (19)

其中，S为在一个WLAN数据帧的持续时间中，LAA***可以传输的数据量。

联合式(3)、式(4)、式(13)及式(15)，从n_LAA＝1开始逐次递增，求解式(20)其中，

得μ_LAA-WLAN，再将μ_LAA-WLAN带入式(21)中，得μ_d和μ_LAA，从而获得满足μ_UE≥λ,μ_d≥λ'条件限制的最优LAA***的数据流数目；

步骤2)中，LAA-WLAN热点中包括n_LAA条LAA***的数据流，所述n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，在一个共站部署的热点中实现两种RAT的资源分配，将LAA的资源切割成与WLAN会话相同的形式。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法在具体操作时，以最大化LAA和WLAN共存网络中LAA***的吞吐量为优化目标，以WLAN用户端的数据到达速率及WLAN热点的数据到达速率为约束条件，建立优化问题，在保证WLAN服务速率的前提下，求解该优化问题，得最优LAA***的数据流数目，并以此动态调整LAA占用的时域资源比例，从而在保证公平性的前提下避免对LAA的性能造成损失。需要说明的是，本发明与LAA基站独立部署的常规方案相比，随着***中WLAN用户的增加，本发明始终有着较高的LAA***吞吐量。由于LAA是以和WLAN相同的会话数据流的形式在LAA-WLAN热点中调度的，因此只需简单控制LAA会话数目，即可增减LAA占用信道的时间比例。另外，由于LAA和WLAN共站部署，不仅减少了接入信道时的碰撞，也能有效减少隐藏用户对于各自***的影响。

附图说明

图1为当WLAN下行数据帧到达速率λ'为0.002时，不同WLAN用户数下LAA***的时间占比与LAA会话数的关系图；

图2为当WLAN下行数据帧到达速率λ'为0.002时，不同WLAN用户数下WLAN用户的数据帧处理速率与LAA会话数的关系图；

图3为当WLAN下行数据帧到达速率λ'为0.002时，LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方案和LAA独立部署的性能比较图；

图4为WLAN下行数据帧到达速率λ'分别为0.002，0.004，0.006时LAA***的时间占比图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法包括以下步骤：

1)设LAA-WLAN基站部署的热点数目为一个，WLAN用户的数目为n_WLAN，建立优化问题，该优化问题的优化目标为最大化LAA和WLAN共存网络中LAA***的吞吐量，该优化问题的约束条件为WLAN用户端的数据到达速率及WLAN热点的数据到达速率；

2)网络中n_WLAN个WLAN用户产生n_WLAN条数据流，数据帧的到达率为λ，同时，LAA-WLAN热点中还包括n_LAA条LAA***的数据流，该n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，设网络状态通过二元组(n_WLAN，n_LAA)进行表示，在保证WLAN服务速率的前提下，求解步骤1)构建的优化问题，得最优LAA***的数据流数目，然后根据最优LAA***的数据流数目动态调整LAA占用的时域资源比例，完成LAA与WLAN热点共站部署的资源分配。

LAA-WLAN基站中，基于802.11DCF的MAC协议，LAA-WLAN基站和用户在接入信道方面具有相同的优先级，设上行数据流传输用户的数据帧的服务速率为μ_UE，将该数据流中待发送的数据帧视为队列，则该队列的利用率ρ＝λ/μ_UE，设用户的队列是稳定的，即0<ρ<1,μ_UE＞λ，由于LAA-WLAN基站服务n_WLAN条WLAN会话下行数据流和n_LAA条LAA非授权频段数据流，为保证公平性，在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流看成一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，则依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，从LAA-WLAN基站的角度出发，将待发送的数据帧作为一条队列，由于LAA***时刻想获得时域资源，则该队列的非空的概率为1，设队列中数据帧的服务速率为μ_LAA-WLAN；

则在任一时隙，由LAA-WLAN基站发起数据传输的概率Pr_LAA-WLAN{T}为：

Pr_LAA-WLAN{T}＝Pr_LAA-WLAN{T|QE}Pr_LAA-WLAN{QE}+Pr_LAA-WLAN{T|QNE}Pr_LAA-WLAN{QNE}(1)

其中，Pr_LAA-WLAN{QE}表示LAA-WLAN基站队列为空的概率，Pr_LAA-WLAN{QNE}表示LAA-WLAN基站队列非空的概率，由于LAA-WLAN基站队列始终非空，则Pr_LAA-WLAN{QE}＝0,Pr_LAA-WLAN{QNE}＝1，记作Pr_LAA-WLAN{T|QNE}＝τ_LAA-WLAN，则Pr_LAA-WLAN{T}＝τ_LAA-WLAN；

在任一时隙，由WLAN用户发起数据传输的概率Pr_UE{T}为：

Pr_UE{T}＝Pr_UE{T|QE}Pr_UE{QE}+Pr_UE{T|QNE}Pr_UE{QNE} (2)

其中，Pr_UE{QE}表示用户的发送队列为空的概率，Pr_UE{QNE}表示用户的发送队列非空的概率，Pr_UE{QNE}＝ρ，Pr_UE{QE}＝1-ρ，记作Pr_UE{T|QNE}＝τ_UE，则Pr_UE{T}＝ρτ_UE＝λτ_UE/μ_UE；

在任一时隙，LAA-WLAN基站进行数据传输时，LAA-WLAN基站和在同一时隙发起上行数据传输的WLAN用户碰撞的概率p_LAA-WLAN为：

在任一时隙，WLAN用户发起上行数据流传输，WLAN用户和在同一时隙发起数据流传输的WLAN用户或者LAA-WLAN基站碰撞的概率p_UE为：

在队列非空并且稳定的情况下，LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比可近似表示τ_LAA-WLAN，其中，

设m表示WLAN***的最大重传限制，m'表示WLAN***的最大退避限制，W表示WLAN***中竞争窗口的大小；

则网络的平均重传次数

为：

LAA-WLAN基站经历的退避时隙数目

为：

由式(5)及式(6)可知，

和

都是关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，即LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比τ_LAA-WLAN的表达式为：

则有用户的发送队列非空的概率τ_UE的表达式为：

LAA-WLAN基站中一个数据帧从发送到该数据帧被成功传输的时间为1/μ_LAA-WLAN，1/μ_LAA-WLAN为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN个WLAN用户传输数据帧的时间之和n_WLANT_Sλ/μ_LAA-WLAN、LAA-WLAN基站的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和；

设

表示一个WLAN用户在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，

表示LAA-WLAN基站在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，即：

T_C为数据帧发生碰撞时，信道忙碌的持续时间；

T_slot为WLAN中一个时隙的长度，其中，T_slot的表达式为：

及

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

为关于p_UE的函数，μ_LAA-WLAN为关于p_LAA-WLAN及p_UE的函数；

同理，1/μ_UE为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN-1个WLAN用户以及LAA-WLAN基站传输数据帧的时间之和、(n_WLAN-1)T_Sλ/μ_UE+μ_LAA-WLANT_S/μ_UE、该用户的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和，其中，

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

和

为关于p_UE的函数，μ_UE为关于p_LAA-WLAN和p_UE的函数。

当确定n_WLAN的值时，则可以构架关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，然后求解该关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，得队列中数据帧的服务速率μ_LAA-WLAN及上行数据流传输用户的数据帧的服务速率μ_UE。

在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流作为一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，μ_d为WLAN下行数据帧的处理速率，λ'为WLAN下行数据帧的到达速率，则队列中有数据帧发送的概率

由于LAA***时刻想要获取时域资源，则LAA数据流总有数据帧等待发送，即队列中有数据帧发送的概率为1；

组建如下方程组：

求解式(16)及(17)，得μ_UE和μ_d的值，由于用户的队列是稳定的，0<ρ<1，0<ρ'<1，即μ_UE＞λ，μ_d＞λ'，得满足LAA***的状态集合N为：

N＝{n_LAA|μ_UE≥λ,μ_d≥λ'} (18)

LAA***的吞吐量R为：

R＝n_LAAμ_LAAT_sS (19)

其中，S为在一个WLAN数据帧的持续时间中，LAA***可以传输的数据量。

联合式(3)、式(4)、式(13)及式(15)，从n_LAA＝1开始逐次递增，求解式(20)其中，

得μ_LAA-WLAN，再将μ_LAA-WLAN带入式(21)中，得μ_d和μ_LAA，从而获得满足μ_UE≥λ,μ_d≥λ'条件限制的最优LAA***的数据流数目；

步骤2)中，LAA-WLAN热点中包括n_LAA条LAA***的数据流，所述n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，在一个共站部署的热点中实现两种RAT的资源分配，将LAA的资源切割成与WLAN会话相同的形式。

参考图1，随着LAA-WLAN共站部署的热点中LAA会话数的增加，LAA***在整个***中的时间占比不断提高。本发明的目的在于寻找能够保证WLAN数据帧处理速率的LAA会话数，最大化这个占比，WLAN用户数越多，LAA的占比越低，与实际情况相符。

参考图2，图2中设置的下行数据帧到达速率λ'＝2×10^-4frame/slot。随着LAA会话数的增加，LAA-WLAN共站部署的热点中WLAN下行数据帧处理速率不断降低，本发明旨在找到高于能使WLAN数据帧处理速率μ_d高于λ'的LAA会话数的临界值。

参考图3，随着***内WLAN用户数的增加，LAA***的时间占比不断减少，WLAN下行数据帧到达速率越高，此占比越小，LAA需要在保障WLAN服务的前提下，最大化LAA***的时间占比。

参考图4，对比方案中，LAA基站独立部署，见缝插针式地从WLAN***中获得时域资源。本发明与之相比能有2％至3％的性能提升。在WLAN用户数少的时候优势不明显，但是当***中用户数较多时，本发明可以为LAA***提供较多的时域资源，直接原因是由于本发明有效降低LAA基站独立部署时带来的数据帧碰撞，提高资源利用率。

因此综上可知，本发明相较于原始的LAA独立分布方案，能提高时域资源利用率，在LAA-WLAN共站部署的热点中利用队列来实现资源分配容易部署，方便实现。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设LAA-WLAN基站部署的热点数目为一个，WLAN用户的数目为n_WLAN，建立优化问题，该优化问题的优化目标为最大化LAA和WLAN共存网络中LAA***的吞吐量，该优化问题的约束条件为WLAN用户端的数据到达速率及WLAN热点的数据到达速率；

2)网络中n_WLAN个WLAN用户产生n_WLAN条数据流，数据帧的到达率为λ，同时，LAA-WLAN热点中还包括n_LAA条LAA***的数据流，该n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，设网络状态通过二元组(n_WLAN，n_LAA)进行表示，在保证WLAN服务速率的前提下，求解步骤1)构建的优化问题，得最优LAA***的数据流数目，然后根据最优LAA***的数据流数目动态调整LAA占用的时域资源比例，完成LAA与WLAN热点共站部署的资源分配；

LAA-WLAN基站中，LAA-WLAN基站和用户在接入信道方面具有相同的优先级，设上行数据流传输用户的数据帧的服务速率为μ_UE，将该数据流中待发送的数据帧视为队列，则该队列的利用率ρ＝λ/μ_UE，设用户的队列是稳定的，即0<ρ<1，μ_UE>λ，由于LAA-WLAN基站服务n_WLAN条WLAN会话下行数据流和n_LAA条LAA非授权频段数据流，为保证公平性，在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流看成一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，则依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，从LAA-WLAN基站的角度出发，将待发送的数据帧作为一条队列，由于LAA***时刻想获得时域资源，则该队列的非空的概率为1，设队列中数据帧的服务速率为μ_LAA-WLAN；

则在任一时隙，由LAA-WLAN基站发起数据传输的概率Pr_LAA-WLAN{T}为：

Pr_LAA-WLAN{T}＝Pr_LAA-WLAN{T|QE}Pr_LAA-WLAN{QE}+Pr_LAA-WLAN{T|QNE}Pr_LAA-WLAN{QNE} (1)

其中，Pr_LAA-WLAN{QE}表示LAA-WLAN基站队列为空的概率，Pr_LAA-WLAN{QNE}表示LAA-WLAN基站队列非空的概率，由于LAA-WLAN基站队列始终非空，则Pr_LAA-WLAN{QE}＝0,Pr_LAA-WLAN{QNE}＝1，记作Pr_LAA-WLAN{T|QNE}＝τ_LAA-WLAN，则Pr_LAA-WLAN{T}＝τ_LAA-WLAN；

在任一时隙，由WLAN用户发起数据传输的概率Pr_UE{T}为：

Pr_UE{T}＝Pr_UE{T|QE}Pr_UE{QE}+Pr_UE{T|QNE}Pr_UE{QNE} (2)

其中，Pr_UE{QE}表示用户的发送队列为空的概率，Pr_UE{QNE}表示用户的发送队列非空的概率，Pr_UE{QNE}＝ρ，Pr_UE{QE}＝1-ρ，由于队列为空时不进行数据传输，所以Pr_UE{T|QE}＝0，记作Pr_UE{T|QNE}＝τ_UE，则Pr_UE{T}＝ρτ_UE＝λτ_UE/μ_UE；

在任一时隙，LAA-WLAN基站进行数据传输时，LAA-WLAN基站和在同一时隙发起上行数据传输的WLAN用户碰撞的概率p_LAA-WLAN为：

在任一时隙，WLAN用户发起上行数据流传输，WLAN用户和在同一时隙发起数据流传输的WLAN用户或者LAA-WLAN基站碰撞的概率p_UE为：

在队列非空并且稳定的情况下，LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比可近似表示τ_LAA-WLAN，其中，

设m表示WLAN***的最大重传限制，m'表示WLAN***的最大退避限制，W表示WLAN***中竞争窗口的大小；

则网络的平均重传次数

为：

LAA-WLAN基站经历的退避时隙数目

为：

由式(5)及式(6)可知，

和

都是关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，即LAA-WLAN基站成功传输一个数据帧所花费的平均重传次数与平均退避时隙数之比τ_LAA-WLAN的表达式为：

则有用户的发送队列非空的概率τ_UE的表达式为：

其中，

为用户发送队列经历的退避时隙数目。

2.根据权利要求1所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，其特征在于，

LAA-WLAN基站中一个数据帧从发送到该数据帧被成功传输的时间为1/μ_LAA-WLAN，1/μ_LAA-WLAN为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN个WLAN用户传输数据帧的时间之和n_WLANT_Sλ/μ_LAA-WLAN、LAA-WLAN基站的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和；

设

表示一个WLAN用户在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，

表示LAA-WLAN基站在发送一个数据帧时，该数据帧发生碰撞而导致信道忙碌的平均时间，即：

T_C为数据帧发生碰撞时，信道忙碌的持续时间；

T_slot为WLAN中一个时隙的长度，其中，T_slot的表达式为：

及

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

为关于p_UE的函数，μ_LAA-WLAN为关于p_LAA-WLAN及p_UE的函数；

同理，1/μ_UE为传输数据帧所用的时间T_S与n_WLAN-1个WLAN用户以及LAA-WLAN基站传输数据帧的时间之和、(n_WLAN-1)T_Sλ/μ_UE+μ_LAA-WLANT_S/μ_UE、该用户的平均退避时间

及由于数据帧发生碰撞而导致的信道忙碌时间

之和，其中，

为关于碰撞概率p_LAA-WLAN的函数，

和

为关于p_UE的函数，μ_UE为关于p_LAA-WLAN和p_UE的函数；

当确定n_WLAN的值时，则可以构架关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，然后求解该关于p_LAA-WLAN、p_UE、μ_LAA-WLAN及μ_UE的方程组，得队列中数据帧的服务速率μ_LAA-WLAN及上行数据流传输用户的数据帧的服务速率μ_UE。

3.根据权利要求1所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，其特征在于，在LAA-WLAN基站处采用轮询的调度方法，将每一条数据流作为一个队列，LAA-WLAN基站每次发送完成一个数据帧后，依照下行会话到达的先后顺序依次发送下一条下行数据流，μ_d为WLAN下行数据帧的处理速率，λ'为WLAN下行数据帧的到达速率，则队列中有数据帧发送的概率

由于LAA***时刻想要获取时域资源，则LAA数据流总有数据帧等待发送，即队列中有数据帧发送的概率为1；

组建如下方程组：

求解式(16)及(17)，得μ_UE和μ_d的值，由于用户的队列是稳定的，0<ρ<1，0<ρ'<1，即μ_UE>λ，μ_d>λ'，得满足LAA***的状态集合N为：

N＝{n_LAA|μ_UE≥λ,μ_d≥λ'} (18)

LAA***的吞吐量R为：

R＝n_LAAμ_LAAT_sS (19)

其中，S为在一个WLAN数据帧的持续时间中，LAA***可以传输的数据量。

4.根据权利要求2所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，其特征在于，

联合式(3)、式(4)、式(13)及式(15)，从n_LAA＝1开始逐次递增，求解式(20)其中，

得μ_LAA-WLAN，再将μ_LAA-WLAN带入式(21)中，得μ_d和μ_LAA，从而获得满足μ_UE≥λ,μ_d≥λ'条件限制的最优LAA***的数据流数目；

5.根据权利要求1所述的LAA与WLAN热点共站部署的资源分配方法，其特征在于，步骤2)中，LAA-WLAN热点中包括n_LAA条LAA***的数据流，所述n_LAA条LAA***的数据流与n_WLAN条WLAN数据流共同调度，在一个共站部署的热点中实现两种RAT的资源分配，将LAA的资源切割成与WLAN会话相同的形式。

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