| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-11页 |
| 缩略语表 | 第20-24页 |
| 1 绪论 | 第24-48页 |
| 1.1 研究背景 | 第26页 |
| 1.2 5G通信技术概况 | 第26-33页 |
| 1.2.1 应用场景 | 第27-28页 |
| 1.2.2 关键能力 | 第28-30页 |
| 1.2.3 技术挑战 | 第30页 |
| 1.2.4 网络容量的提升途径 | 第30-32页 |
| 1.2.5 免授权频段的LTE-LTE-U | 第32-33页 |
| 1.3 研究意义和内容 | 第33-42页 |
| 1.3.1 随机接入的机制、协议与性能 | 第35-38页 |
| 1.3.2 性能最优的数据传输 | 第38-41页 |
| 1.3.3 面向大量小数据包业务的接入和传输 | 第41-42页 |
| 1.4 论文的主要贡献和结构安排 | 第42-48页 |
| 2 LTE-U与Wi-Fi的共存及有效信道设计 | 第48-58页 |
| 2.1 传统LTE和Wi-Fi的技术对比 | 第48-49页 |
| 2.2 LTE-U和Wi-Fi的共存机制 | 第49-51页 |
| 2.3 LTE-U与Wi-Fi的共存性能 | 第51-55页 |
| 2.3.1 信道接入概率和数据冲突概率 | 第51-53页 |
| 2.3.2 信道占空比 | 第53-54页 |
| 2.3.3 数值计算结果及分析 | 第54-55页 |
| 2.4 有效信道 | 第55-56页 |
| 2.5 本章小结 | 第56-58页 |
| 3 基于用户分组和有效窗长的随机接入 | 第58-88页 |
| 3.1 系统模型 | 第58-61页 |
| 3.1.1 LTE-U系统和Wi-Fi系统共存 | 第59页 |
| 3.1.2 用户分组 | 第59-61页 |
| 3.1.3 组内用户分散 | 第61页 |
| 3.2 随机接入协议 | 第61-66页 |
| 3.2.1 协议设计 | 第61-63页 |
| 3.2.2 相邻RA尝试间的时长 | 第63-65页 |
| 3.2.3 与传统LTE系统随机接入协议比较 | 第65-66页 |
| 3.3 随机接入性能分析 | 第66-73页 |
| 3.3.1 性能指标 | 第66-68页 |
| 3.3.2 一个组激活周期内的RA时隙数 | 第68-69页 |
| 3.3.3 随机接入成功用户数 | 第69-71页 |
| 3.3.4 随机接入掉线用户数 | 第71-72页 |
| 3.3.5 随机接入成功用户的平均时延 | 第72-73页 |
| 3.4 最优承载RA时隙数 | 第73-76页 |
| 3.4.1 优化问题建模 | 第73-74页 |
| 3.4.2 最优承载RA时隙数的推导 | 第74-76页 |
| 3.5 数值和仿真结果 | 第76-87页 |
| 3.5.1 参数设置 | 第77-79页 |
| 3.5.2 最优承载RA时隙数 | 第79-81页 |
| 3.5.3 随机接入成功率和掉线率、成功用户数和时延 | 第81-85页 |
| 3.5.4 preamble码传输次数的CDF | 第85-87页 |
| 3.6 本章小结 | 第87-88页 |
| 4 兼顾用户满意度和信道利用率的数据传输 | 第88-114页 |
| 4.1 系统模型 | 第88-92页 |
| 4.1.1 帧结构和子载波分配 | 第89-90页 |
| 4.1.2 信道利用率 | 第90-91页 |
| 4.1.3 用户满意度 | 第91-92页 |
| 4.1.4 用户满意度和信道利用率的讨论 | 第92页 |
| 4.2 最优时频资源管理 | 第92-100页 |
| 4.2.1 问题建模 | 第93-94页 |
| 4.2.2 单子帧的时频资源管理 | 第94-98页 |
| 4.2.3 求解单子帧的优化问题 | 第98-100页 |
| 4.3 仿真结果 | 第100-111页 |
| 4.3.1 场景和系统参数 | 第100-102页 |
| 4.3.2 子载波分配对LTE-U系统性能的影响 | 第102-103页 |
| 4.3.3 时频联合优化对LTE-U系统性能的影响 | 第103-107页 |
| 4.3.4 算法参数对LTE-U系统性能的影响 | 第107-109页 |
| 4.3.5 LTE-U和Wi-Fi系统的占空比 | 第109-111页 |
| 4.4 本章小结 | 第111-114页 |
| 5 面向大量小数据包业务的接入和传输 | 第114-138页 |
| 5.1 DQRA-MIMO系统设计 | 第114-120页 |
| 5.1.1 子帧结构 | 第115-116页 |
| 5.1.2 接入控制和冲突解决 | 第116-117页 |
| 5.1.3 数据传输和检测 | 第117-119页 |
| 5.1.4 DQRA-MIMO系统的特点 | 第119-120页 |
| 5.2 性能分析 | 第120-125页 |
| 5.2.1 冲突解决能力 | 第120-121页 |
| 5.2.2 系统稳定性 | 第121-122页 |
| 5.2.3 吞吐量 | 第122-123页 |
| 5.2.4 时延 | 第123-125页 |
| 5.3 时延约束下使吞吐量最大的最优M值 | 第125-128页 |
| 5.3.1 问题建模 | 第125-126页 |
| 5.3.2 最优RA时隙数的推导 | 第126-128页 |
| 5.4 性能评估 | 第128-136页 |
| 5.4.1 参数设置 | 第128-129页 |
| 5.4.2 对比算法 | 第129-130页 |
| 5.4.3 最优RA时隙数 | 第130-131页 |
| 5.4.4 系统参数对最优RA时隙数的影响 | 第131-132页 |
| 5.4.5 吞吐量 | 第132-134页 |
| 5.4.6 时延 | 第134-136页 |
| 5.5 本章小结 | 第136-138页 |
| 6 总结与展望 | 第138-142页 |
| 6.1 工作总结 | 第138-139页 |
| 6.2 未来展望 | 第139-142页 |
| 附录A 基于用户分组和有效窗长的随机接入 | 第142-154页 |
| A.1 传统LTE系统的随机接入协议 | 第142-145页 |
| A.2 E[ψ_u]的推导 | 第145-146页 |
| A.3 N_s~(Det)的推导 | 第146-147页 |
| A.4 M_(n,s)的推导 | 第147-149页 |
| A.5 p_c(B_2|B_1)的推导 | 第149-152页 |
| A.6 m的区间的推导 | 第152-153页 |
| A.7 命题1的证明 | 第153-154页 |
| 附录B 用户满意度和信道利用率加权和最大的数据传输 | 第154-159页 |
| B.1 式(4.17)中不等式的推导 | 第154-156页 |
| B.2 OP2和OP3等价的证明 | 第156-158页 |
| B.3 OTFRM算法收敛性的证明 | 第158-159页 |
| 附录C 大量小数据包业务的接入和传输 | 第159-162页 |
| C.1 S_1的推导 | 第159-160页 |
| C.2 命题1的证明 | 第160-161页 |
| C.3 命题3的证明 | 第161-162页 |
| 参考文献 | 第162-172页 |
| 攻读博士学位期间参研项目和主要成果 | 第172-173页 |
