随着无线和移动技术的迅猛发展,无线网络流量呈指数级增长,因此,为了满足日益增长的流量需求,业界开始探讨将LTE技术部署于非授权频段,这引发了对LTE和WiFi共存问题的关注。LTE长期被设计在控制环境中使用,几乎没有干扰,且没有机制去避免干扰。而WiFi主要用在无需许可的ISM频段,设备可以无须许可地使用,因此WiFi使用载波侦听多路访问(CSMA)技术来避免干扰。但是,如果LTE和WiFi在相同的频谱内同时使用,很可能LTE会占据主导地位,因为LTE系统在设计时没有考虑与其他系统的共存问题,也没有机制来适应非授权频谱的开放特性,这将对WiFi的正常运行造成影响。 为了解决LTE和WiFi的共存问题,本文提出了一种新的系统,使它们能够在共享频段的同时传输数据,并成功解码受到干扰的信号。该系统利用智能手机上已经存在的LTE和WiFi天线,不仅能够让LTE和WiFi同时传输,还能够处理来自不同技术的干扰信号。该系统具有几个明显的优势:(i)即使干扰信号具有相似的功率和占据相似的频率,它也能够解码所有干扰信号;(ii)不需要来自WiFi或LTE传输的清洁参考信号;(iii)能够解码干扰WiFi MIMO和LTE传输;(iv)它具有一个简单但有效的载波侦听机制,使WiFi在干扰LTE信号的同时访问介质,同时避免其他WiFi传输。 在研究中,本文使用了通用软件无线电外设(USRP)的实施和实验来展示该系统的有效性。文章进一步指出,为了在非授权频谱中部署LTE,3GPP目前正在为LTE在未授权的5GHz频段制定标准。部署LTE在非授权频谱意味着LTE将与广泛使用的WiFi共享相同的频谱,这一举措将对WiFi的干扰问题提出了挑战,因为WiFi系统主要在ISM频段使用,设备可以无须许可地使用该频段,而使用CSMA技术来避免干扰。在这种情况下,为实现两个系统的良好共存,需要开发新的技术或策略。 针对如何实现LTE和WiFi的共存,研究提出了几种可能的解决方案。例如,可以利用频谱感知技术,使WiFi能够检测到LTE信号的存在,并在信号较弱时进行数据传输,以此来避免冲突。此外,还可以考虑LTE的授权辅助接入(LAA)技术,它允许LTE设备在未授权频段进行操作,同时采用某些机制减少对WiFi的干扰。 LAA技术的引入对于解决LTE与WiFi共存问题具有重要的意义。通过LAA,LTE能够采用一种类似于WiFi的CSMA方式接入未授权频段,同时遵循特定的规则来降低对WiFi的影响。在技术实现上,LAA可能会结合一些新的或改进的无线协议,比如改进的功率控制、动态频率选择以及载波感知能力等,以确保在保证LTE性能的同时,尽量减少对WiFi的影响。 在研究中,通过使用USRP等设备进行实验证明了提出的共存机制的有效性,证明了利用现有的智能手机天线,可以实现LTE和WiFi的有效共存,解决了两者在共享频段时可能出现的干扰问题。通过实际的实验和仿真,验证了该系统确实能够在干扰的环境下,尤其是在WiFi和LTE共享相同频段时,依然保持各自的有效性和可靠性。 总而言之,文章研究的结论对于未来无线通信领域的发展具有指导意义。随着无线通信技术的进一步演进,预计会出现更多不同种类的无线网络共存情况,因此,如何设计出高效且兼容性强的共存策略,将成为一个需要持续关注和研究的课题。
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