[發明專利]一種基于時域調度的雙工通信方法

有效

• 申請號: 201210016791.8
• 申請日: 2012-01-18
• 公開（公告）號: CN102612156A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 焦秉立;馬猛;崔宏宇;段曉輝;宋令陽
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04W72/12
• 分類號: H04W72/12
• 代理公司: 北京萬象新悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11360
• 代理人: 賈曉玲

技術領域

本發明屬于無線通信領域，具體涉及一種基于時域調度的雙工通信方法。

背景技術

無線通信系統的一項基本任務是建立和保持收發節點間的通信鏈路，實現通信數據的雙向傳輸。

傳統的時分雙工通信系統，采用不同的時間進行收發，因而收發信道間是時分正交的。一般地，在一個幀或子幀內，信道又被劃分為若干個時隙，每個激活的時隙或者為發射時隙、或者為接收時隙。

一個傳統的時分雙工通信系統的幀的結構如圖1所示。在該例子中，每一個幀被分為八個時隙，其中前四個時隙用于通信裝置(通信網絡的中心節點，如蜂窩網絡中的基站、無線局域網中的接入點等)向終端設備(通信網絡的終端節點，如手機等)發射信號，后四個時隙用于通信裝置從終端設備接收信號。因為傳統的時分雙工通信系統中，每一個時隙中信號只能單向傳輸，所以資源利用率較低。而且，如圖1所示，每個時隙的雙工模式是設定的，或者發射或者接收。

近年來，有研究者提出了同頻同時收發的概念，該方法利用干擾消除可以在所有同頻率同時間的信道上實現接收和發射，但是收發之間的干擾是影響該系統性能的重要因素。在干擾理想消除的情況下，同頻同時收發系統的容量大于傳統時分雙工通信系統；但是，在干擾無法完全消除的情況下，兩者容量的比較取決于干擾消除的能力，而干擾消除的能力與很多因素有關，在實際系統中可能是動態變化的。

發明內容

本發明提出一種基于時域調度的雙工通信方法，結合了傳統時分雙工和同頻同時雙工的優點，以提高資源利用率，并且利用干擾消除能力等信息進行動態調度，以有效降低同頻同時雙工下收發之間干擾的影響。

本發明的目的在于提出一種基于時域調度的雙工通信方法。

本發明的基于時域調度的雙工通信方法包括：

每個時隙的雙工模式有三種選擇：①通信裝置向終端設備發射信號，②通信裝置從終端設備接收信號，③通信裝置向終端設備發射信號又同時在該時隙上從終端設備接收信號，即同頻同時的雙工模式；

系統根據通信裝置獲知的各個設備的傳輸請求、服務質量等級、數據塊的大小、信道質量等信息以及干擾水平和通信裝置自身的干擾消除能力，時域調度動態地分配每個時隙的雙工模式和所分配的同頻同時工作的終端設備。

由于通信裝置的發射天線和接收天線可能同頻同時工作，因此，通信裝置的發射信號會對其自身的接收信號造成較強的干擾，時域調度需要考慮干擾水平以及通信裝置自身的干擾消除能力等信息，在提高資源利用率的同時，也有效地降低通信裝置發射天線對接收天線的干擾。

本發明的雙工通信方法中的時域調度是每一幀進行一次調度，時域調度的方法包括以下步驟：

1)在每一調度周期開始時，系統將所有需要通信裝置發射信號的終端設備初始化為待發射設備集合，待發射設備包括設備1至設備N，并將所有需要通信裝置接收信號的終端設備初始化為待接收設備集合，待接收設備包括設備N+1至設備M，其中N和M為自然數，且M＞N；

2)通信裝置將待發射設備和待接收設備的總數與該調度周期內的當前的可用時隙的總數相比較：

(a)如果待發射設備和待接收設備的總數不大于該調度周期內的當前的可用時隙的總數，則此時的調度方法和傳統的時分雙工通信系統的調度方法相同，所有的終端設備被分配在不同的時隙上，采用傳統的時分雙工通信系統的調度方法之后，本次調度結束，

(b)如果待發射設備和待接收設備的總數大于該調度周期內的當前的可用時隙的總數，則進入步驟3)；

3)從待發射設備集合中選取設備j(j取值從1到N)，并從待接收設備集合中選取設備k(k取值從N+1至M)，通信裝置的接收信號經過干擾消除后的信干噪比與預先設定的閾值相比較，閾值由待接收設備的接收靈敏度以及待接收設備要求的服務質量決定：

(i)如果設備k和待發射設備j組對之后，通信裝置接收信號經過干擾消除后的信干噪比大于預先設定的閾值，則設備j和設備k組對成功，可以作為同頻同時收發的一對終端設備，則進入步驟4)，

(ii)如果沒有待接收設備和設備j組對后滿足接收信干噪比要求，即組對失敗，則選擇待發射設備集合中的下一個設備，即設備j+1，重復步驟3)，直到存在一待發射設備和一待接收設備組對成功，進入步驟4)，

(iii)如果遍歷所有待發射設備集合后，沒有待發射設備和待接收設備組對成功，則說明不能應用同頻同時的雙工模式，此時調度方法與傳統的時分雙工通信系統相同，采用傳統的調度方法之后，本次調度結束；