[發(fā)明專利]一種自由雙工的通信系統(tǒng)及其信道分配方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110457167.7
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103188809A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 焦秉立;馬猛;黃安鵬;李建業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大學
• 主分類號: H04W72/08
• 分類號: H04W72/08;H04W72/04
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種通信方法，具體涉及一種自由雙工的通信系統(tǒng)及其信道分配方法，屬于無線通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，無線通信中的頻譜資源變得越來越稀缺，如何有效地減少系統(tǒng)中的干擾，準確高速地傳送數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)的頻譜效率和系統(tǒng)容量，成為無線通信理論研究中的一項重要課題。目前的雙工方式主要分為頻分雙工(Frequency?Division?Duplex，F(xiàn)DD)和時分雙工(Time?Division?Duplex，TDD)。FDD在不同頻率的信道上接收和發(fā)射信號；TDD在同一頻率、不同時隙收發(fā)信號。這兩種雙工方式都需要為上行和下行分配獨立的頻譜資源。通常，上下行各占用系統(tǒng)總頻譜的一半可以滿足對稱的上下行業(yè)務(wù)需求。近年來，又有研究者提出碼分雙工(Code?Division?Duplex，CDD)的技術(shù)，該技術(shù)為上下行分配不同的碼信道進行通信，本質(zhì)上也是對頻率資源進行正交性劃分后為上下行分配信道。

圖1所示為傳統(tǒng)的時分雙工和頻分雙工的信道劃分方式。在傳統(tǒng)方式中，星型網(wǎng)絡(luò)中每個邊緣節(jié)點與中心節(jié)點的收發(fā)在不同的時間或頻率信道上進行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出了一種新的雙工通信方法以節(jié)約收發(fā)頻帶，本發(fā)明包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和信道分配方法。

本發(fā)明的基本思想是利用干擾信號消除和/或隔離技術(shù)實現(xiàn)在同一物理信道上的雙向通信，該雙工方式稱為自由雙工(Free?Duplex，F(xiàn)D)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種自由雙工(Free?Duplex，F(xiàn)D)的通信系統(tǒng)，所述通信系統(tǒng)為一個包含多用戶的星形網(wǎng)絡(luò)(如圖3所示)，所述星形網(wǎng)絡(luò)由一個中心節(jié)點和多個邊緣節(jié)點組成，其特征是，

所述邊緣節(jié)點全部為普通FDD方式的通信設(shè)備，或者全部為普通TDD方式的通信設(shè)備；

所述中心節(jié)點在同一物理信道上進行雙向收發(fā)(如圖4)；

所述中心節(jié)點包括獨立的發(fā)射機和接收機。該接收機在設(shè)備內(nèi)部通過有線連接獲得該發(fā)射機所發(fā)射的信號S，發(fā)射天線與接收天線間的信道也可以通過估計獲得；

所述中心節(jié)點還包括一個干擾消除器，用于對上述信號S進行干擾信號消除。

所述通信系統(tǒng)，其特征是，所述中心節(jié)點與邊緣節(jié)點之間通過無線方式進行通信。

所述通信系統(tǒng)，其特征是，所述中心節(jié)點的發(fā)射天線與接收天線間的信道通過估計獲得；發(fā)射天線與接收天線之間可通過擋板進行隔離，以減少發(fā)射天線對接收天線的干擾。

所述通信系統(tǒng)，其特征是，所述信道估計方法為基于導(dǎo)頻的信道估計，即發(fā)射機周期地發(fā)射導(dǎo)頻信號，接收機根據(jù)接收到的導(dǎo)頻信號進行最小均方誤差信道估計或最大似然信道估計。

所述通信系統(tǒng)，其特征是，所述接收機獲得發(fā)射機發(fā)射信號并得到信道估值后，所述干擾消除器對接收到的干擾信號進行干擾消除，并將干擾信號從接收信號中消除，干擾消除后，接收機對目標信號進行解調(diào)。

所述通信系統(tǒng)，其特征是，在射頻和數(shù)字基帶分別或聯(lián)合進行干擾消除。

所述通信系統(tǒng)的信道分配方法(如圖2)，由中心控制單元負責各個節(jié)點的接入和信道分配，再將信道分配結(jié)果通過信令信道發(fā)送給通信節(jié)點，其特征是，

當邊緣節(jié)點為傳統(tǒng)時分雙工設(shè)備時，信道保留時隙劃分方式，但是所述信道在各個時隙均可同時用于上行和下行；對于中心節(jié)點，每個時隙既有上行也有下行，上下行的用戶各不相同；

當邊緣節(jié)點為傳統(tǒng)頻分雙工設(shè)備時，信道保留頻率信道劃分方式，但是各個頻點的信道均可同時用于接收和發(fā)射；對于中心節(jié)點，每個頻率的信道既有上行也有下行，上下行的用戶各不相同。

所述的信道分配方法，其特征是，對于邊緣節(jié)點為傳統(tǒng)時分雙工設(shè)備的情況，其信道分配方法如下：

首先，為所有用戶進行下行或上行時隙分配；

然后，將所分配的下行或上行用戶時隙進行i個時隙的循環(huán)移位就得到了上行或下行時隙分配的結(jié)果。

所述的信道分配方法，其特征是，對于邊緣節(jié)點為傳統(tǒng)頻分雙工設(shè)備的情況，其信道分配方法如下：

首先，為所有用戶進行下行或上行信道分配；

然后，將所分配的下行或上行用戶頻率信道進行i個頻點的循環(huán)移位就得到了上行或下行信道頻率分配的結(jié)果。

所述的信道分配方法，其特征是，所述為所有用戶進行第一步的下行或上行信道分配的方法為輪詢的信道分配方法。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法可以大量減少為支持雙向通信而分別分配給收發(fā)通信的物理信道所帶來的頻譜消耗。

附圖說明