CN118075760B - 基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** - Google Patents
基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN118075760B CN118075760B CN202410496441.9A CN202410496441A CN118075760B CN 118075760 B CN118075760 B CN 118075760B CN 202410496441 A CN202410496441 A CN 202410496441A CN 118075760 B CN118075760 B CN 118075760B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base station
- user
- primary
- optimal
- transmission power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 62
- 230000008447 perception Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 40
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 6
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 5
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 5
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 9
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 8
- 238000012549 training Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N geranyl diphosphate Chemical compound CC(C)=CCC\C(C)=C\CO[P@](O)(=O)OP(O)(O)=O GVVPGTZRZFNKDS-JXMROGBWSA-N 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及信号传输技术领域,尤其涉及一种基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及***,该方法包括以下步骤:S1,主要用户进行波束扫描以获取主要基站的最佳通信方向,次要用户进行波束扫描以获取次要基站的最佳通信方向;S2,主要用户和次要用户分别在各自的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给基站,以便于基站将感知结果传输给数据中心;S3,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略。该***包括主要用户、主要基站、次要用户、次要基站、数据中心,主要基站和次要基站均与数据中心通讯连接。本发明可以有效解决频谱感知结果误报、漏报的问题。
Description
技术领域
本发明涉及信号传输技术领域,具体涉及一种基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及***。
背景技术
随着无线终端和高数据流量服务的急剧增加,对频谱资源的需求也在增长。为了满足用户需求,未授权频谱成为了一个潜在有效的解决方案,尤其是未授权的毫米波频谱,它提供了大量的连续带宽。从第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化的角度来看,NR-u(NewRadio-unlicensed)在7 GHz以下运行已经由3GPP标准化,而NR-u在毫米波带宽的频谱接入标准将在后续版本中解决,即NR Rel-17及以上版本。然而,在这些频段中已有一些无线电接入技术(RAT)运行,如在2.4GHz工作的802.11b/g/n,在5GHz工作的802.11n/ac,以及在60GHz工作的802.11ad/ay(也称为WiGig)。允许蜂窝网络在未授权频谱中运行的最关键问题之一是确保与在未授权频段中运行的其他***公平和谐地共存。为了公平共存,任何希望使用未授权频谱的无线接入终端(例如使用未授权频谱的5G网络)必须根据各自频段的要求和标准进行设计。因此,提出了占空比机制和Listen BeforeTalk(LBT)接入机制来解决共存问题。LBT是一种频谱共享机制,在接入未授权频谱之前,设备通过这种机制感知频谱使用情况。通过比较接收到的干扰与能量检测阈值,来确定信道的繁忙或空闲状态。
然而,与LTE-U/WiFi共存相比,NR-u/WiFi共存不能采用传统的LBT频谱感知机制,主要有以下3个原因:(a) 毫米波通信的一个显著特点是基于波束的传输,它允许通过波束指向来促进主要和次要***之间的频谱共享,传统的LBT依赖于基站通过全向或定向感知干扰,这在毫米波通信中不再有效。(b) 传统的LBT容易导致误报和漏检问题。(c) 当主要基站、主要用户、次要基站和次要用户基本上在一条直线上时,主要用户和次要用户传输方向相同时传统的LBT技术完全失败,由于相互干扰而不能共存,导致资源浪费和感知失败。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及***,以改善传统LBT容易出现误报、漏检的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,包括以下步骤:
S1,主要用户进行波束扫描以获取主要基站的最佳通信方向,次要用户进行波束扫描以获取次要基站的最佳通信方向;
S2,主要用户在主要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给主要基站,以便于主要基站将感知结果传输给数据中心;次要用户在次要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给次要基站,以便于次要基站将感知结果传输给数据中心;
S3,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略。
所述S3中,当主要用户和次要用户的感知结果均为空闲时,制定的接入策略为:主要用户和次要用户均以正常功率传输数据。
所述S3中,当主要用户和次要用户的感知结果均为忙碌时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者,主要用户增加功率传输数据,而次要用户减少功率传输数据。
所述S3中,当主要用户的感知结果为空闲,次要用户的感知结果为忙碌时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者主要用户以正常功率传输数据,次要用户增加功率传输数据。
所述S3中,当主要用户的感知结果为忙碌,次要用户的感知结果为空闲时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者主要用户增加功率传输数据,次要用户减少功率传输数据。
当主要用户的感知结果为空闲时,主要基站以正常功率发送RTS;当主要用户的感知结果为忙碌时,主要基站提高功率发送RTS。
当次要用户的感知结果为空闲时,次要基站以正常功率发送RTS;当次要用户的感知结果为忙碌时,次要基站降低或提高功率发送RTS。
在S3之后还包括步骤:基于Dinkelbach算法确定次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值。
基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入***,包括主要用户、主要基站、次要用户、次要基站、数据中心,主要基站和次要基站均与数据中心通讯连接;其中,
主要用户与主要基站之间进行波束扫描,以获取主要基站的最佳通信方向;次要用户与次要基站之间进行波束扫描,以获取次要基站的最佳通信方向;
主要用户在主要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给主要基站,同时次要用户在次要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给次要基站,主要基站和次要基站分别将感知结果传输给数据中心,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略。
数据中心还基于Dinkelbach算法确定次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1)通过先进行波束扫描获取基站的最佳通信方向,然后在最佳方向上进行频谱感知,这样可以避免全方位感知而产生的虚报现象。
2)在用户端进行感知,相比于在基站端进行感知,可以避免在基站端感知到了其他用户正在使用该频率但由于通信方向不同,对与自己通信的用户并不产生干扰而导致的虚报现象。
3)主要用户和次要用户协同感知,主要用户可以确定频率是否正在被其他用户使用且干扰到了自身的通信,次要用户也可以感知频率是否被其他用户使用且干扰到了自身的通信,通过主要用户和次要用户协同感知,避免了只是单一的主要用户或次要用户感知而导致的漏报现象。
附图说明
图1为实施例中提供的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法的流程图。
图2为实施例中频谱感知的流程图。
图3为实施例中不同接入策略下用户WUE接收到的平均功率的仿真验证图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本实施例提供的一种基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,依赖基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入***实现。图2为频谱感知的流程图,还可以理解为基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入***的场景图。请参考图2,***中包括主要用户、主要基站、次要用户、次要基站、数据中心,主要基站和次要基站均与数据中心通讯连接。在NR-u/WiGig共存场景中,主要用户指的是WiFi原始用户即WiGig用户,用WUE表示,而次要用户指的是新一代无线电用户NR-u,用UE表示。容易理解的,虽然行业中使用用户这样的术语,但是在硬件***中其实质是指位于用户侧的终端设备,终端设备接入通讯频段进行数据传输。
请参阅图1,基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法包括以下步骤:
S1,主要用户进行波束扫描以获取主要基站的最佳通信方向,次要用户进行波束扫描以获取次要基站的最佳通信方向。
具体实现时,可以在360度范围内设置多个方向波束成型向量(试验例中设置为10个,每个角度为36度),在多个方向利用波束成型向量发射信号,利用收集到的数据分析不同方向上的信号强度,信号强度最大时的天线朝向即为基站的最佳通信方向。
S2,主要用户和次要用户分别在各自的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并分别将各自的感知结果反馈给对应的基站,以便于基站将感知结果传输给数据中心。
可参考图2,主要用户在主要基站的最佳通信方向上进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给主要基站,主要基站将感知结果传输给数据中心。同时,次要用户在次要基站的最佳通信方向上进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给次要基站,次要基站将感知结果传输给数据中心。
上述方法中,通过先进行波束扫描获取基站的最佳通信方向,然后在最佳方向上再进行频谱感知,这样可以避免全方位感知而产生的虚报现象。
另外,在用户端进行感知,相比于在基站端进行感知,可以避免在基站端感知到了其他用户正在使用该频率但由于通信方向性不同,对与自己通信的用户并不产生干扰而导致的虚报现象。
同时,主要用户和次要用户协同感知,主要用户可以确定频率是否正在被其他用户使用且干扰到了自身的通信,次要用户也可以感知频率是否被其他用户使用且干扰到了自身的通信,如果主要用户和次要用户都感知到频率被使用且都干扰了自身通信,则二者均不能通信;若只是其中一个用户(主要用户或次要用户)感知到了频率被使用且干扰到自身,则次要用户不能使用此频率。上述方法中通过主要用户和次要用户协同感知,避免了只是主要用户或次要用户感知而导致的漏报现象。
也就是说,通过上述频谱感知策略,可以有效避免主要用户和次要用户之间的频率使用冲突,同时解决误报、漏检的问题。
可参阅图2,基站和用户执行波束扫描对齐,以便于用户获取基站的通信方向。NR-u/WiGig共存的***中,用户UE与基站gNB之间执行波束扫描对齐,用户WUE与基站WiGig之间执行波束扫描对齐。
频谱感知时,基站向用户方向发送参考信号(RTS),请求频谱感知。用户基于从基站方向接收的信号进行能量检测,如果大于设定的阈值,则该方向存在干扰,感知结果为忙碌,否则感知结果为空闲。由于UE和WUE同时进行频谱感知,因此有四种可能的感知结果:WUE空闲UE空闲;WUE忙碌UE忙碌;WUE空闲UE忙碌;WUE忙碌UE空闲。
S3,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略。
情形1:主要用户的感知结果为空闲,次要用户的感知结果为空闲。在这种情况下,主要用户和次要用户不会互相干扰,毫米波通信中波束的定向性允许主要用户和次要用户在同一频率上同时传输,而不会相互干扰。在这种情况下,主要用户和次要用户都可以正常功率传输数据。
情形2:主要用户的感知结果为忙碌,次要用户的感知结果为忙碌。在这种情况下,主要用户和次要用户都从对方接收到干扰。这里,主要用户和次要用户有两个选择:一是主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据,以确保主要用户的优先权和接收质量;另一个选择是主要用户增加功率传输数据,而次要用户减少功率传输数据,虽然这个选项提高了频谱效率,但不保证次要用户的通信质量。这两种选择是通信***有效性和可靠性的两种体现,具体选择哪一个,由设计者是更看重频谱效率还是更看重通信质量决定。在高速率同时误码率容限比较高的场景下,可以选择第二个策略,在频谱资源相对宽松,而对通信的可靠性和误码率要求高的场景下,可以选择第一种策略。
情形3:主要用户的感知结果为空闲,次要用户的感知结果为忙碌。在这种情况下,主要用户的通信不受次要用户的通信影响,但次要用户的通信受到主要用户通信的干扰。这里,主要用户和次要用户也有两个选择:一个是主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据,意味着当受到干扰时次要用户不发送数据;另一个选择是主要用户以正常功率传输数据,而次要用户增加功率传输数据以抵抗来自主要用户通信的干扰,这个选项可以提高频谱效率,同时也可以保证次要用户的通信质量,并且主要用户完全不受干扰。这两种策略的选择标准与情形2类似。
情形4:主要用户的感知结果为忙碌,次要用户的感知结果为空闲。在这种情况下,主要用户的通信受到次要用户通信的干扰,但次要用户的通信不受主要用户的通信影响。这里,***也有两个选择:一个是主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据,以确保主要用户的优先权和通信质量;另一个选择是主要用户增加功率传输数据,次要用户减少功率传输数据,这样可以减少主要用户经历的干扰,提高通信质量,但可能会影响次要用户的通信。类似于情形1和2中两种选择的评判标准。
基于为NR-u/WiGig共存***提出的协作频谱感知协议,gNB和WiGig的框架结构分别如表1、表2所示。
表1:主要基站的框架结构
表2:次要基站的框架结构
也就是,主要基站发送RTS(Reference transmit Signal:参考发送信号),并接收反馈结果,广播非授权频段占用时长,当主要用户的感知结果为空闲时主要基站以正常功率发送RTS,当主要用户的感知结果为忙碌时主要基站提高功率发送RTS;次要基站发送RTS,并接收反馈结果,广播非授权频段占用时长,当次要用户的感知结果为空闲时次要基站以正常功率发送RTS,当次要用户的感知结果为忙碌时次要基站降低或提高功率发送RTS。
为了验证本文所提出的接入方法的有效性,将该接入方法的复杂性与现有主要频谱接入策略进行了比较,比较结果如表3所示。
表3:多种频谱感知策略的复杂性比较结果
K1表示发送端用于感知的波束向量个数,M1表示用于波束扫描的波束向量个数,K2表示接收端用于感知的波束向量个数,M2表示用于波束扫描的波束向量个数。在独立定向LBT和波束训练信道接入机制(IDL-BT)中,发送端即基站和用户端分别都要进行波束扫描,然后频谱感知。在联合定向LBT和波束训练(JOL-BT)机制中,由于联合性,波束训练的向量个数通过前一步的定向LBT,减少了超过1/3的波束对链接(BPL)数量。在本文所提的协作波束训练和LBT信道接入方案(CO-BT-LBT)中,由于只在最佳通信方向上做频谱感知,因此只有一个感知向量,大幅度减小了复杂度。
从表3可以看出,与独立定向LBT和波束训练信道接入机制(IDL-BT)相比,联合定向LBT和波束训练(JOL-BT)减少了超过1/3的波束对链接(BPL)数量。这表明,通过增加天线数量,本文所提出的机制的性能可以显著提高。此外,本文所提出的协作波束训练和LBT信道接入方案(CO-BT-LBT)具有最低的复杂性。所提方案在原理上利用新一代通信***的波束方向性,只在最佳通信方向上进行频谱感知,从而避免了虚警,通过主要用户和次要用户协作频谱感知,避免了漏报。同时由于只在一个方向上感知,大幅度降低了用户感知的复杂度。但由于用户只在一个通信方向上进行感知,如果感知繁忙,就不会接入,因此相对IDL-BT和JOL-BT机制来讲,不存在次优方向,即最优方向不能通信,选择次优方向进行通信,因此,接入频谱的概率相对较小,从而平均接收信号功率相对较小,但复杂度以及漏报和虚警问题却得到有效解决。不同接入策略下用户WUE接收到的平均功率的仿真验证图如图3所示。
对于gNB、UE、WiGig、WUE四者共线的场景,通过完美的波束成形(即没有边瓣或边瓣增益非常小可忽略的情形),本文提出的频谱感测策略可以准确感知信道状态(闲置或占用)。然而,对于波束成形不完美即存在强旁瓣的情况,即使gNB和WiGig***的通信方向相反,但由于强边瓣的作用,导致相互干扰超过彼此的干扰容限阈值,从而无法同时接入未授权频谱。在这种情况下,UE和WUE的信噪干扰比(SINR)可以推导出来,表达式分别为:
;;
;
;
;
。
参数P1和P2分别表示gNB和WiGig的传输功率,也称发送功率,信道参数Hbs,ue、Hbs,wue分别表示从gNB到UE的信道功率增益、从gNB到WUE的信道功率增益,Hwg,ue、Hwg,wue分别表示从WiGig到UE的信道功率增益、从WiGig到WUE的信道功率增益。Gt,bs,m、Gr,ue,m、Gt,wg,s、Gt,wg,m、Gr,wue,m、Gt,bs,s分别表示基站gNB的波束成形主瓣增益、用户UE的波束成形主瓣增益、基站WiGig端波束成形边瓣增益、基站WiGig端波束成形主瓣增益、用户WUE端波束成形主瓣增益、基站gNB端波束成形边瓣增益。
在发送端或接收端,天线增益可表示为 :
(1)
Gx,y,z表示什么天线的增益,Gele表示每一根天线的增益,N表示天线数量。后期,无
论基站还是用户的天线增益Gx,y,z都用上式(1)计算,其中。
与用户u的期望方向相差ϕ角度的天线增益损耗表示为:
(2)
ϕ表示天线与期望方向之间的角度,表示天线增益损耗。
在LBT过程中,WUE接收到的来自gNB的干扰表示为:
(3)
I表示WUE接收到的干扰,PL (d) 表示距离为d的路径损耗。
是通信中常用的数学表示形式,它与真实数值的关系是。
在具有旁瓣的情况下,且gNB和WiGig可以同时接入非授权频谱的情况下(彼此干扰没有超过各自的干扰容限阈值,体现在约束条件的C1和C2),最大化***的总数据率和传输功率的问题可以公式化为:
s.t.表示逻辑使得,C1、C2、C3、C4、C5、C6均为约束条件。、分别表示次要用
户的干扰容限阈值、主要用户的的干扰容限阈值,Pmax表示最大传输功率。
从上述问题中可以看出,由于分数形式的目标函数,是非凸的。第一个约束条件
C1保证了UE接收到的干扰低于干扰容限阈值,第二个约束条件C2保证了WUE接收到的干
扰低于干扰容限阈值,约束条件C1和C2保证了蜂窝网络和WiGig***可以同时访问未经
许可的频谱。第三约束条件C3和第四个约束条件C4确保次要基站gNB和主要基站WiGig的传
输功率在最大传输功率范围内。第五约束条件C5和第六个约束条件C6表明UE和WUE的干扰
容限阈值也限制在最大传输功率内。要解决以上优化问题,需要首先将其转化为标准的
凸问题,然后采用经典的优化工具CVX来获得最优的传输功率。
通过应用Dinkelbach方法将分数形式的优化问题转换为有理表达式,可以将
转化为:
通过分析推导,优化问题和的等价,通过以下准则实现:
准则1:最优q*等于,当且仅当
从中可以看到,目标函数和约束条件都是关于变量的线性
函数。因此,问题是凸的,可以通过CVX求解。然后,通过迭代变量q,可以得到最终的最
优解。对于中给定的q,可以通过CVX获得最优传输功率。所提出的基于迪因克尔巴赫的
迭代算法步骤如下:
(1)初始化相关参数,包括gNB和WiGig的传输功率P1、P2以及UE和WUE的干扰容限阈
值、;
(2)设置最大传输功率Pmax、信道参数,算法收敛阈值;利用CVX
解决;
(3)根据公式更新q,;
(4)如果,则算法结束,否则,赋值,继续迭代;
迭代结束后即可获得最优的功率分配和干扰容限阈值。分
别表示次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈
值、主要用户的最优干扰门限阈值、最大化总数据率。总数据率是用户UE和用户WUE的数据
率的总和。q*对应的功率值和阈值即为功率值和阈值的最优值。
通过优化次要基站、主要基站的传输功率和各自的最优干扰容限阈值,可以在不能同时接入或能同时接入的情况下,最大限度的最大化***的总数据率。因此,在更优化的方案中,前述接入方法在S3之后还可以包括步骤:基于Dinkelbach算法确定次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值,以最大化新一代无线电和WiFi共存***的总数据率。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,主要用户进行波束扫描以获取主要基站的最佳通信方向,次要用户进行波束扫描以获取次要基站的最佳通信方向;
S2,主要用户在主要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给主要基站,以便于主要基站将感知结果传输给数据中心;次要用户在次要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给次要基站,以便于次要基站将感知结果传输给数据中心;
S3,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略;
在S3之后还包括步骤:基于Dinkelbach算法确定次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值,包括:
在具有旁瓣的情况下,且gNB和WiGig可以同时接入非授权频谱的情况下,最大化***的总数据率和传输功率的问题可以公式化为:;
;
;
;
;
信道参数Hbs,ue、Hbs,wue分别表示从gNB到UE的信道功率增益、从gNB到WUE的信道功率增益,Hwg,ue、Hwg,wue分别表示从WiGig到UE的信道功率增益、从WiGig到WUE的信道功率增益;Gt,bs,m、Gr,ue,m、Gt,wg,s、Gt,wg,m、Gr,wue,m、Gt,bs,s分别表示基站gNB的波束成形主瓣增益、用户UE的波束成形主瓣增益、基站WiGig端波束成形边瓣增益、基站WiGig端波束成形主瓣增益、用户WUE端波束成形主瓣增益、基站gNB端波束成形边瓣增益;
P1和P2分别表示gNB和WiGig的传输功率,s.t.表示逻辑使得,C1、C2、C3、C4、C5、C6均为约束条件,、/>分别表示次要用户的干扰容限阈值、主要用户的的干扰容限阈值,Pmax表示最大传输功率;
应用Dinkelbach方法将分数形式的优化问题转换为有理表达式,为:
通过分析推导,优化问题和/>的等价,通过以下准则实现:
准则1:最优q*等于,当且仅当
;
通过迭代变量q,可以得到最终的最优解,基于迪因克尔巴赫的迭代算法步骤如下:
(1)初始化相关参数,包括gNB和WiGig的传输功率P1、P2以及UE和WUE的干扰容限阈值、/>;
(2)设置最大传输功率Pmax、信道参数,算法收敛阈值/>;利用CVX解决;
(3)根据公式更新q,;
(4)如果,则算法结束,否则,赋值/>,继续迭代;
迭代结束后即可获得,分别表示次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值、最大化总数据率。
2.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,所述S3中,当主要用户和次要用户的感知结果均为空闲时,制定的接入策略为:主要用户和次要用户均以正常功率传输数据。
3.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,所述S3中,当主要用户和次要用户的感知结果均为忙碌时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者,主要用户增加功率传输数据,而次要用户减少功率传输数据。
4.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,所述S3中,当主要用户的感知结果为空闲,次要用户的感知结果为忙碌时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者主要用户以正常功率传输数据,次要用户增加功率传输数据。
5.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,所述S3中,当主要用户的感知结果为忙碌,次要用户的感知结果为空闲时,制定的接入策略为:主要用户以正常功率传输数据,次要用户不传输数据;或者主要用户增加功率传输数据,次要用户减少功率传输数据。
6.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,当主要用户的感知结果为空闲时,主要基站以正常功率发送RTS;当主要用户的感知结果为忙碌时,主要基站以提高功率发送RTS。
7.根据权利要求1所述的基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法,其特征在于,当次要用户的感知结果为空闲时,次要基站以正常功率发送RTS;当次要用户的感知结果为忙碌时,次要基站以降低或提高功率发送RTS。
8.基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入***,其特征在于,包括主要用户、主要基站、次要用户、次要基站、数据中心,主要基站和次要基站均与数据中心通讯连接;其中,
主要用户与主要基站之间进行波束扫描,以获取主要基站的最佳通信方向;次要用户与次要基站之间进行波束扫描,以获取次要基站的最佳通信方向;
主要用户在主要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给主要基站,同时次要用户在次要基站的最佳通信方向上同时进行LBT频谱感知,并将感知结果反馈给次要基站,主要基站和次要基站分别将感知结果传输给数据中心,数据中心根据主要用户的感知结果和次要用户的感知结果制定接入策略;
数据中心还基于Dinkelbach算法确定次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值,包括:在具有旁瓣的情况下,且gNB和WiGig可以同时接入非授权频谱的情况下,最大化***的总数据率和传输功率的问题可以公式化为:
;
;
;
;
;
信道参数Hbs,ue、Hbs,wue分别表示从gNB到UE的信道功率增益、从gNB到WUE的信道功率增益,Hwg,ue、Hwg,wue分别表示从WiGig到UE的信道功率增益、从WiGig到WUE的信道功率增益;Gt,bs,m、Gr,ue,m、Gt,wg,s、Gt,wg,m、Gr,wue,m、Gt,bs,s分别表示基站gNB的波束成形主瓣增益、用户UE的波束成形主瓣增益、基站WiGig端波束成形边瓣增益、基站WiGig端波束成形主瓣增益、用户WUE端波束成形主瓣增益、基站gNB端波束成形边瓣增益;
P1和P2分别表示gNB和WiGig的传输功率,s.t.表示逻辑使得,C1、C2、C3、C4、C5、C6均为约束条件,、/>分别表示次要用户的干扰容限阈值、主要用户的的干扰容限阈值,Pmax表示最大传输功率;
应用Dinkelbach方法将分数形式的优化问题转换为有理表达式,为:
通过分析推导,优化问题和/>的等价,通过以下准则实现:
准则1:最优q*等于,当且仅当
;
通过迭代变量q,可以得到最终的最优解,基于迪因克尔巴赫的迭代算法步骤如下:
(1)初始化相关参数,包括gNB和WiGig的传输功率P1、P2以及UE和WUE的干扰容限阈值、/>;
(2)设置最大传输功率Pmax、信道参数,算法收敛阈值/>;利用CVX解决;
(3)根据公式更新q,;
(4)如果,则算法结束,否则,赋值/>,继续迭代;
迭代结束后即可获得,分别表示次要基站的最优传输功率、主要基站的最优传输功率、次要用户的最优干扰门限阈值、主要用户的最优干扰门限阈值、最大化总数据率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410496441.9A CN118075760B (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410496441.9A CN118075760B (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118075760A CN118075760A (zh) | 2024-05-24 |
CN118075760B true CN118075760B (zh) | 2024-06-18 |
Family
ID=91109444
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410496441.9A Active CN118075760B (zh) | 2024-04-24 | 2024-04-24 | 基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118075760B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107580327A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-12 | 中山大学新华学院 | 基于最佳频段选择的认知无线网络吞吐量优化算法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10893543B2 (en) * | 2017-10-30 | 2021-01-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and apparatus for random access design of NR unlicensed |
US10912128B2 (en) * | 2018-01-23 | 2021-02-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Listen-before-talk for wideband operations of NR unlicensed spectrum |
KR102332313B1 (ko) * | 2018-05-16 | 2021-12-01 | 주식회사 케이티 | 비면허 대역의 무선 통신을 위한 LBT(Listen Before Talk)를 수행하는 방법 및 장치 |
KR102408453B1 (ko) * | 2018-08-10 | 2022-06-15 | 주식회사 케이티 | 비면허 대역에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치 |
US11109409B2 (en) * | 2018-10-10 | 2021-08-31 | Cable Television Laboratories, Inc. | Assisted random access procedure for NR-U |
US11166291B2 (en) * | 2018-12-19 | 2021-11-02 | Qualcomm Incorporated | Adaptation of channel monitoring for unlicensed frequency spectrum band operation |
CN111010743B (zh) * | 2019-12-16 | 2022-02-11 | 北京理工大学 | 非授权频谱占空比共存方式中WiFi***性能保证方法 |
CN111935826B (zh) * | 2020-06-23 | 2023-04-18 | 东南大学 | 一种面向公平性的非授权频段NR-U与WiFi共存网络载波选择方法 |
US11937102B2 (en) * | 2021-06-09 | 2024-03-19 | Ambeent Inc. | Optimizing utilization and performance of one or more unlicensed bands in a network |
CN113490226B (zh) * | 2021-07-05 | 2022-06-07 | 华中科技大学 | 5G新空口与WiFi网络在未授权频段共存优化方法及*** |
CN116248208A (zh) * | 2023-01-03 | 2023-06-09 | 中国人民解放***箭军工程大学 | 一种基于协同感知动态频谱切换的干扰规避方法及*** |
-
2024
- 2024-04-24 CN CN202410496441.9A patent/CN118075760B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107580327A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-12 | 中山大学新华学院 | 基于最佳频段选择的认知无线网络吞吐量优化算法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
InterDigital Inc.. "R1-1802651 Discussion on LBT in Unlicensed Higher Frequency Bands".3GPP tsg_ran\WG1_RL1.2018,全文. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118075760A (zh) | 2024-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220078156A1 (en) | Device, Network, and Method for Communications with Spatial-specific Sensing | |
CN108964736B (zh) | 一种基于毫米波***中用户发现阶段波束优化方法 | |
TWI387368B (zh) | 共享一通訊通道之方法及無線通訊系統 | |
US10624128B2 (en) | Methods for random access in radio nodes and user equipment | |
US11665678B2 (en) | Antenna configuration in a communication network | |
CN106411381B (zh) | 数据传输方法和装置 | |
US10680770B2 (en) | Inter-cell beam coordination scheduling method and related device | |
KR20160140350A (ko) | 빔 스케줄링 방법 및 장치 | |
Zhou et al. | Multi-beam transmission and dual-band cooperation for control/data plane decoupled WLANs | |
Shen et al. | Design and analysis of multi-user association and beam training schemes for millimeter wave based WLANs | |
Zhou et al. | Performance analysis of millimeter wave NOMA networks with beam misalignment | |
CN118075760B (zh) | 基于新一代无线电和WiFi共存的非授权频谱接入方法及*** | |
US20200229003A1 (en) | Access Point Device and Communication Method | |
Mbengue et al. | Performance analysis of LAA/Wi-Fi coexistence: Stochastic geometry model | |
Yin et al. | Joint radio resources allocation in the coexisting NR-U and Wi-Fi networks | |
US11252759B2 (en) | Reconfiguration of listen-after-talk procedure | |
Ghadikolaei | MAC aspects of millimeter-wave cellular networks | |
US20240196421A1 (en) | Cloud-Based Radio Resource Management | |
WO2023097693A1 (zh) | 无线通信方法、终端设备和网络设备 | |
US20240090026A1 (en) | Methods and apparatus for directional channel sensing for beamformed transmissions | |
Maham | Outage Probability of Opportunistic Self-Backhauled Millimeter Wave Mobile Networks | |
CN114696974A (zh) | 一种通信装置及通信方法 | |
CN117792455A (zh) | 反射装置、通信设备和*** | |
Thornburg | Analysis of millimeter wave ad hoc networks | |
Hartmann | Capacity formulas for smart antenna systems with spatial filtering for interference reduction |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |