本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種信道接入方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

LAA(License Assisted Access)，指的是：授權(quán)頻譜輔助接入，是LTE(Long Term Evolution)網(wǎng)絡(luò)用于非授權(quán)頻段的技術(shù)，該技術(shù)是在載波聚合的基礎(chǔ)上，將授權(quán)頻段配置為主小區(qū)，非授權(quán)頻段配置為副小區(qū)。其中非授權(quán)頻段只用作數(shù)據(jù)傳輸，不承載任何信令信息，由授權(quán)頻段的下行控制信道進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度。部署在非授權(quán)頻段的LTE系統(tǒng)不能獨(dú)立于授權(quán)頻段的系統(tǒng)而工作，即輔小區(qū)不能脫離主小區(qū)單獨(dú)工作。這種利用非授權(quán)頻段的方式不需要對(duì)LTE的空口結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，運(yùn)營資本較低，可以獲得很大的容量增益。LAA技術(shù)的最大問題是與WLAN系統(tǒng)的共存。在不采用任何共存機(jī)制和干擾避免機(jī)制下，LTE會(huì)占據(jù)大部分非授權(quán)頻段，造成WLAN性能的大幅度下降。

現(xiàn)有的LTE系統(tǒng)非授權(quán)頻段接入過程，主要采用簡單的先聽后說(Listen-before-talk，LBT)機(jī)制，LTE系統(tǒng)在接入非授權(quán)頻段前先進(jìn)行載波監(jiān)聽，當(dāng)載波空閑一定時(shí)間長度之后再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。但是由于WLAN系統(tǒng)的MAC層協(xié)議是基于帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問(CSMA/CA)，在與LTE爭搶非授權(quán)頻段資源時(shí)，如果遇到信道沖突會(huì)頻繁的進(jìn)行退避，造成WLAN網(wǎng)絡(luò)吞吐量大幅度下降。由于LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)對(duì)非授權(quán)頻段爭搶資源的能力不同，導(dǎo)致非授權(quán)頻段的非公平劃分。

綜上所述，目前基于簡單先聽后說的LAA接入機(jī)制，并沒有很好地考慮與非授權(quán)頻段其他已部署網(wǎng)絡(luò)，尤其是WLAN系統(tǒng)的共存問題，會(huì)造成其他系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)吞吐量的大幅度下降。同時(shí)缺乏合理的LAA接入?yún)?shù)設(shè)置策略，不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能最優(yōu)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種信道接入方法及系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性接入。具體技術(shù)方案如下：

第一種技術(shù)方案：一種信道接入方法，包括，

A、根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

其中，所述LTE系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l；

所述WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w；

B、根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用隨機(jī)退避方法或者二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

C、從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

優(yōu)選的，所述步驟A包括：

根據(jù)非授權(quán)頻段共存場景下的，LTE系統(tǒng)的沖突概率p_l與LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l和WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w之間的關(guān)系、以及WLAN系統(tǒng)的沖突概率p_w與LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l和WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w之間的關(guān)系的公式：

其中N_w表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，N_l表示LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量；

和網(wǎng)絡(luò)吞吐量的公式：

其中，

其中，S表示網(wǎng)絡(luò)吞吐量，S_W表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)的吞吐量，S_L表示LTE系統(tǒng)的吞吐量，P_trl表示至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕剩琍_sl表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率，E_l[P]表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度，T_sl表示LTE表示系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度，T_cl表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度，σ_l表示LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度，P_trw表示至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕?，P_sw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率，E_w[P]表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度，T_sw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度，T_cw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度，σ_w表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度；

令τ_l＝τ_w，得出：

單一系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量表示為：

求單一系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大值等價(jià)于求下列函數(shù)的最大值：

對(duì)F(τ)求導(dǎo)并使導(dǎo)數(shù)等于0得：(1-τ)ⁿ(σ-T_c)-T_c(nτ-1)＝0，由泰勒公式得最佳信道接入概率為：

據(jù)上述計(jì)算，在LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的場景下，LTE系統(tǒng)單一網(wǎng)絡(luò)吞吐量S_l、WLAN系統(tǒng)單一網(wǎng)絡(luò)吞吐量S_w最大時(shí)分別對(duì)應(yīng)的最佳接入概率τ_l0、τ_w0為：

使F_l(τ_l)最大化的τ_l^*<τ_l0，同理使F_w(τ_l)最大化的τ_l^*<τ_w0，最大化共存場景下的兩個(gè)系統(tǒng)吞吐量，則LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*的范圍為：τ_l^*∈(0,min(τ_l0,τ_w0))。

優(yōu)選的，所述的步驟B中采用隨機(jī)退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，通過如下公式計(jì)算確定：其中，τ_l^*表示LTE系統(tǒng)的最優(yōu)接入概率，q_l表示LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示LTE系統(tǒng)信道沖突概率。

優(yōu)選的，所述的公式確定過程包括：

根據(jù)馬爾科夫模型，列出穩(wěn)態(tài)方程組：

其中，π表示穩(wěn)態(tài)分布，q_l表示緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示信道沖突概率，W表示LTE系統(tǒng)競爭窗口；

由穩(wěn)態(tài)方程組得到LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值的表達(dá)式：

優(yōu)選的，所述的步驟C中LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入，采用隨機(jī)退避方法，包括：當(dāng)LTE系統(tǒng)檢測到非授權(quán)頻段信道空閑長度達(dá)到一個(gè)時(shí)隙后，將初始退避窗計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)初始退避窗計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，LTE系統(tǒng)接入非授權(quán)信道。

或者，優(yōu)選的，所述的步驟B中采用二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，通過如下公式計(jì)算確定：

其中，表示LTE系統(tǒng)的最優(yōu)接入概率，q_l表示LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示LTE系統(tǒng)信道沖突概率，m表示退避階數(shù)。

優(yōu)選的，所述的退避階數(shù)為4。

優(yōu)選的，所述的公式確定過程包括：

根據(jù)馬爾科夫模型，列出穩(wěn)態(tài)方程組：

其中，π表示穩(wěn)態(tài)分布，q_l表示緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示信道沖突概率，W表示LTE系統(tǒng)競爭窗口；

由穩(wěn)態(tài)方程組得到LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值的表達(dá)式：

優(yōu)選的，所述的步驟C中LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入，采用二進(jìn)制退避方法，包括：當(dāng)LTE系統(tǒng)檢測到非授權(quán)頻段信道空閑長度達(dá)到一個(gè)時(shí)隙后，將退避計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)退避計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，如果檢測到非授權(quán)頻段信道依然空閑，則LTE系統(tǒng)接入非授權(quán)頻段信道，如果檢測到非授權(quán)頻段信道繁忙，則將當(dāng)前退避階數(shù)加1，當(dāng)前退避窗計(jì)數(shù)器擴(kuò)大2倍。

第二種方案：一種信道接入系統(tǒng)，包括：

目標(biāo)最優(yōu)接入概率確定單元，根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

其中，所述LTE系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l；

所述WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w；

LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表獲得單元，用于根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用隨機(jī)退避方法或者二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

信道接入單元，用于從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入方法及系統(tǒng)，通過優(yōu)化LTE系統(tǒng)的接入概率及初始退避窗計(jì)數(shù)器大小，使得LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大且LTE系統(tǒng)的接入概率與WLAN系統(tǒng)的接入概率相等，可以保證非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入方法的一種流程圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例中采用的馬爾科夫模型圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入方法的另一種流程圖；

圖4為圖3所示實(shí)施例中采用的馬爾科夫模型圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

方法實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入方法的一種具體實(shí)施例，應(yīng)用于核心網(wǎng)中的某一控制設(shè)備，可以是網(wǎng)絡(luò)控制器，也可以是其他控制設(shè)備，如圖1所示，包括：

S101：根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

其中，所述LTE系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

所述WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，WLAN系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

具體的，步驟S101可以包括：

根據(jù)非授權(quán)頻段共存場景下的，LTE系統(tǒng)的沖突概率p_l與LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l和WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w之間的關(guān)系、以及WLAN系統(tǒng)的沖突概率p_w與LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l和WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w之間的關(guān)系的公式：

其中N_w表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量，N_l表示LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量；

和網(wǎng)絡(luò)吞吐量的公式：

其中，

其中，S表示網(wǎng)絡(luò)吞吐量，S_W表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)的吞吐量，S_L表示LTE系統(tǒng)的吞吐量，P_trl表示至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕?，P_sl表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率，E_l[P]表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度，T_sl表示LTE表示系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度，T_cl表示LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度，σ_l表示LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度，P_trw表示至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕?，P_sw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率，E_w[P]表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度，T_sw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度，T_cw表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度，σ_w表示W(wǎng)LAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度；

考慮到LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l和WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w之間的關(guān)系，τ_l＝ατ_w，其中α為公平系數(shù)。當(dāng)α＝1，也即是τ_l＝τ_w時(shí)，兩個(gè)系統(tǒng)可以達(dá)到完全比例公平，得出：

單一系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量表示為：

由于且隨著τ_l的增加而減少，所以求單一系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大值等價(jià)于求下列函數(shù)的最大值：

對(duì)F(τ)求導(dǎo)并使導(dǎo)數(shù)等于0得：(1-τ)ⁿ(σ-T_c)-T_c(nτ-1)＝0。因?yàn)棣?lt;<1，由泰勒公式得最佳信道接入概率為：

據(jù)上述計(jì)算，在LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的場景下，LTE系統(tǒng)單一網(wǎng)絡(luò)吞吐量S_l、WLAN系統(tǒng)單一網(wǎng)絡(luò)吞吐量S_w最大時(shí)分別對(duì)應(yīng)的最佳接入概率τ_l0、τ_w0為：

使F_l(τ_l)最大化的τ_l^*<τ_l0，同理使F_w(τ_l)最大化的τ_l^*<τ_w0。因此，最大化共存場景下的兩個(gè)系統(tǒng)吞吐量，則對(duì)應(yīng)的LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*的范圍為：τ_l^*∈(0,min(τ_l0,τ_w0))。

S102：根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用隨機(jī)退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

具體的，采用隨機(jī)退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，通過如下公式計(jì)算確定：其中，τ_l^*表示LTE系統(tǒng)的最優(yōu)接入概率，q_l表示LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示LTE系統(tǒng)信道沖突概率。

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述公式中的：LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率q_l及LTE系統(tǒng)信道沖突概率p_l，是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

進(jìn)一步的，上述公式是通過建立隨機(jī)退避馬爾可夫模型獲得的，如圖2所示，馬爾科夫模型由idle空閑狀態(tài)I和退避狀態(tài)i組成，根據(jù)馬爾可夫模型，列出穩(wěn)態(tài)方程組：

其中，π表示穩(wěn)態(tài)分布，q_l表示緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示信道沖突概率，W表示LTE系統(tǒng)競爭窗口；

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述公式中的：緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率q_l及信道沖突概率p_l，是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

由穩(wěn)態(tài)方程組得到LTE系統(tǒng)接入概率為：

進(jìn)而推導(dǎo)出LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值的表達(dá)式為：

S103：從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

具體的，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入，采用的是隨機(jī)退避的方法，具體為：當(dāng)LTE系統(tǒng)檢測到非授權(quán)頻段信道空閑長度達(dá)到一個(gè)時(shí)隙后，將初始退避窗計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)初始退避窗計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，LTE系統(tǒng)接入非授權(quán)信道。

應(yīng)當(dāng)說明的是，當(dāng)LTE系統(tǒng)完成一次接入非授權(quán)信道后，核心網(wǎng)中的控制設(shè)備從步驟S101開始重新計(jì)算，進(jìn)行新的一次信道接入。

本發(fā)明方法實(shí)施例一，通過計(jì)算使得所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率，從而得到LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，采用隨機(jī)退避方法進(jìn)行信道接入，該方案使得LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大，可以保證非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性。

方法實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入方法的另一種具體實(shí)施例，應(yīng)用于核心網(wǎng)中的某一控制設(shè)備，可以是網(wǎng)絡(luò)控制器，也可以是其他控制設(shè)備，如圖3所示，包括：

S301：根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

本步驟與圖1所示實(shí)施例中的步驟S101可以完全相同，這里不再重復(fù)說明。

S302：根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

具體的，采用二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，通過如下公式計(jì)算確定：

其中，表示LTE系統(tǒng)的最優(yōu)接入概率，q_l表示LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示LTE系統(tǒng)信道沖突概率，m表示退避階數(shù)。

優(yōu)選的，所述的退避階數(shù)為4。

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述公式中的：LTE系統(tǒng)緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率q_l及LTE系統(tǒng)信道沖突概率p_l，是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。進(jìn)一步的，上述公式是通過建立二進(jìn)制退避馬爾可夫模型獲得的，如圖4所示，根據(jù)馬爾可夫模型，列出穩(wěn)態(tài)方程組：

其中，π表示穩(wěn)態(tài)分布，q_l表示緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率，p_l表示信道沖突概率，W表示LTE系統(tǒng)競爭窗口；

應(yīng)當(dāng)說明的是，上述公式中的：緩存中存在數(shù)據(jù)包需要發(fā)送的概率q_l及信道沖突概率p_l，是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

由穩(wěn)態(tài)方程組得到LTE系統(tǒng)接入概率為：

進(jìn)而推導(dǎo)出LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值的表達(dá)式為：

S303：從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

具體的，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入，采用的是二進(jìn)制退避的方法，具體為：當(dāng)LTE系統(tǒng)檢測到非授權(quán)頻段信道空閑長度達(dá)到一個(gè)時(shí)隙后，將退避計(jì)數(shù)器減1，當(dāng)退避計(jì)數(shù)器減為0時(shí)，如果檢測到非授權(quán)頻段信道依然空閑，則LTE系統(tǒng)接入非授權(quán)頻段信道，如果檢測到非授權(quán)頻段信道繁忙，則將當(dāng)前退避階數(shù)加1，當(dāng)前退避窗計(jì)數(shù)器擴(kuò)大2倍。

應(yīng)當(dāng)說明的是，當(dāng)LTE系統(tǒng)完成一次接入非授權(quán)信道后，核心網(wǎng)中的控制設(shè)備從步驟S301開始重新計(jì)算，進(jìn)行新的一次信道接入。

本發(fā)明方法實(shí)施例二，通過計(jì)算使得所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率，從而得到LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，采用二進(jìn)制退避方法進(jìn)行信道接入，該方案使得LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大，可以保證非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性。

系統(tǒng)實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入系統(tǒng)的一種具體實(shí)施例，與圖1所示方法對(duì)應(yīng)，如圖5所示，包括：

目標(biāo)最優(yōu)接入概率確定單元501，用于根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

其中，所述LTE系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

所述WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，WLAN系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

具體過程參見方法實(shí)施例一中S101的描述，這里不再重復(fù)說明。

隨機(jī)退避LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表獲得單元502，用于根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用隨機(jī)退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

具體過程參見方法實(shí)施例一中S102的描述，這里不再重復(fù)說明。

信道接入單元503，用于從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

具體過程參見方法實(shí)施例一中S103的描述，這里不再重復(fù)說明。

本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例一，通過計(jì)算使得所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率，從而得到LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，采用隨機(jī)退避方法進(jìn)行信道接入，該方案使得LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大，可以保證非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性。

本發(fā)明實(shí)施例提供的信道接入系統(tǒng)的另一種具體實(shí)施例，與圖3所示方法對(duì)應(yīng)，如圖6所示，包括：

目標(biāo)最優(yōu)接入概率確定單元601，用于根據(jù)LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)，計(jì)算使得網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，和WLAN系統(tǒng)的第二目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_w^*，τ_l^*＝τ_w^*；

其中，所述LTE系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)LTE系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_l[P]、LTE系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sl、LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cl、LTE系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_l是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，LTE系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

所述WLAN系統(tǒng)的接入相關(guān)參數(shù)包括：

至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w；

應(yīng)當(dāng)說明的是，所述的：至少一個(gè)WLAN系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)母怕蔖_trw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包傳輸成功的概率P_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)包長度E_w[P]、WLAN系統(tǒng)成功傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間長度T_sw、WLAN系統(tǒng)數(shù)據(jù)沖突的時(shí)間長度T_cw、WLAN系統(tǒng)一個(gè)時(shí)隙的長度σ_w是控制設(shè)備采集當(dāng)前時(shí)間節(jié)點(diǎn)之前，WLAN系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中的數(shù)據(jù)，是本領(lǐng)域人員通過現(xiàn)有技術(shù)可以獲得的參數(shù)。

具體過程參見方法實(shí)施例一中S101的描述，這里不再重復(fù)說明。

二進(jìn)制退避LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表獲得單元602，用于根據(jù)所述第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率τ_l^*，采用二進(jìn)制退避方法，確定LTE系統(tǒng)競爭窗口的最大值，取從0到競爭窗口的最大值之間的正整數(shù)構(gòu)成LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表；

具體過程參見方法實(shí)施例二中S302的描述，這里不再重復(fù)說明。

信道接入單元603，從LTE系統(tǒng)最優(yōu)競爭窗口列表中確定一個(gè)正整數(shù)作為LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，進(jìn)行信道接入。

具體過程參見方法實(shí)施例二中S303的描述，這里不再重復(fù)說明。

本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例二，通過計(jì)算使得所述網(wǎng)絡(luò)吞吐量達(dá)到最大值且LTE系統(tǒng)的接入概率τ_l與WLAN系統(tǒng)的接入概率τ_w相等的條件下，LTE系統(tǒng)的第一目標(biāo)最優(yōu)接入概率，從而得到LTE系統(tǒng)的初始退避窗計(jì)數(shù)器，LTE系統(tǒng)根據(jù)初始退避窗計(jì)數(shù)器，采用二進(jìn)制退避方法進(jìn)行信道接入，該方案使得LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)共存的網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大，可以保證非授權(quán)頻段下LTE系統(tǒng)和WLAN系統(tǒng)之間的公平性。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其，對(duì)于系統(tǒng)實(shí)施例而言，由于其基本相似于方法實(shí)施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。