[發(fā)明專(zhuān)利]一種面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611193037.6
• 申請(qǐng)日: 2016-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106603141B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉芳;胡潔;劉元安
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/155
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/155;H04L5/14
• 代理公司: 11403 北京風(fēng)雅頌專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 李陽(yáng);李浩

本發(fā)明公開(kāi)了一種面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法，包括：計(jì)算中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的信干噪比，并從中選出最小的信干噪比作為中繼節(jié)點(diǎn)的有效信干噪比；篩選出最大有效信干噪比對(duì)應(yīng)的中繼節(jié)點(diǎn)，并將該中繼節(jié)點(diǎn)作為最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)；計(jì)算得到兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)基于不同天線(xiàn)配置模式的信干噪比，然后篩選出兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)與最優(yōu)中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同天線(xiàn)配置模式的信干噪比的最大值；將上述信干噪比最大值對(duì)應(yīng)的天線(xiàn)配置模式設(shè)定為最優(yōu)天線(xiàn)配置模式。所述面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法基于最優(yōu)中繼與最優(yōu)天線(xiàn)配置模式的聯(lián)合選擇，實(shí)現(xiàn)了通信系統(tǒng)鏈路性能的優(yōu)化，提高了通信系統(tǒng)的可達(dá)速率和頻譜效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法。

背景技術(shù)

無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)量的爆炸式增長(zhǎng)與頻譜資源短缺之間的外在矛盾，驅(qū)動(dòng)著無(wú)線(xiàn)通信理論與技術(shù)的內(nèi)在變革，傳統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)多工作在傳統(tǒng)的半雙工模式下，一般分為時(shí)分雙工(TDD)和頻分雙工(FDD)兩種工作模式，這兩種工作模式分別將時(shí)域和頻域資源劃分為相互獨(dú)立的正交資源，以此來(lái)隔離收發(fā)信號(hào)，進(jìn)而避免信號(hào)的相互干擾。TDD是指通信系統(tǒng)收發(fā)端使用相同頻率在不同時(shí)間段交替發(fā)送信號(hào)的雙工模式；FDD是指系統(tǒng)收發(fā)端使用不同頻段同時(shí)發(fā)送信號(hào)的雙工模式。然而這兩種相對(duì)固定的時(shí)頻資源分配方式在無(wú)線(xiàn)通信業(yè)務(wù)量劇增的形勢(shì)下其劣勢(shì)性已顯露無(wú)疑，因此提升FDD與TDD的頻譜效率，并消除其對(duì)頻譜資源使用和管理方式的差異性，已成為未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)革新的目標(biāo)之一。而基于自干擾抑制理論和技術(shù)的全雙工技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的潛在解決方案，全雙工技術(shù)是指在相同的時(shí)間和頻率資源上同時(shí)接收和發(fā)送信號(hào)。從設(shè)備層面，全雙工的核心問(wèn)題是本地設(shè)備發(fā)射的同時(shí)同頻信號(hào)(即自干擾)如何在本地接收機(jī)中進(jìn)行有效抑制，目前已形成空域、射頻域、數(shù)字域聯(lián)合的自干擾抑制路線(xiàn)，在一定程度上對(duì)自干擾產(chǎn)生了較好的抑制作用。另外，在無(wú)線(xiàn)通信場(chǎng)景中，中繼作為網(wǎng)絡(luò)物理層的連接設(shè)備，主要功能是通過(guò)對(duì)信號(hào)的重新發(fā)送和轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)木嚯x，可極大提高系統(tǒng)覆蓋范圍、提升系統(tǒng)效率，因而被廣泛應(yīng)用于協(xié)作通信系統(tǒng)中。

針對(duì)全雙工中繼系統(tǒng)，一般可分為單向通信方式和雙向通信方式。全雙工單向通信中，同一時(shí)隙內(nèi)一個(gè)或多個(gè)半雙工節(jié)點(diǎn)在全雙工中繼的協(xié)作轉(zhuǎn)發(fā)下向一個(gè)或多個(gè)半雙工目的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)消息，而雙向中繼通信方案相當(dāng)于在同一個(gè)物理信道中支持了兩個(gè)單向信道，實(shí)現(xiàn)了更高的系統(tǒng)速率。因此，全雙工雙向中繼系統(tǒng)可彌補(bǔ)單向中繼系統(tǒng)頻譜低下的缺點(diǎn)，提高系統(tǒng)吞吐量，其為高效數(shù)據(jù)通信提供了一種有效的技術(shù)手段，因而得到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視。對(duì)于多中繼的全雙工雙向中繼系統(tǒng)，鏈路選擇是一種可極大地提升系統(tǒng)性能的有效手段。但是，現(xiàn)有的全雙工雙向中繼系統(tǒng)的鏈路選擇技術(shù)方案中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)處可通過(guò)一根收發(fā)共享式天線(xiàn)或者預(yù)定義收發(fā)功能的兩根分離式天線(xiàn)的模式實(shí)現(xiàn)信號(hào)的同時(shí)同頻收發(fā)，使得天線(xiàn)選擇技術(shù)僅局限于天線(xiàn)數(shù)量的選擇，不僅無(wú)法充分發(fā)揮鏈路選擇技術(shù)的優(yōu)勢(shì)性，選擇的靈活性降低，而且當(dāng)從源節(jié)點(diǎn)到中繼接收天線(xiàn)或從中繼發(fā)送天線(xiàn)到目的節(jié)點(diǎn)的信道鏈路陷入深度衰落時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。

因此，在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺陷：現(xiàn)有全雙工雙向中繼系統(tǒng)中的鏈路性能和頻譜效率有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法，能夠優(yōu)化系統(tǒng)中的鏈路性能和可達(dá)速率，進(jìn)而提高系統(tǒng)的頻譜效率。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種面向全雙工雙向中繼系統(tǒng)的中繼與天線(xiàn)聯(lián)合選擇方法，包括：

在全雙工雙向中繼系統(tǒng)中，基于不同中繼節(jié)點(diǎn)，計(jì)算得到每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)的信干噪比，并且從這兩個(gè)信干噪比中選出最小的信干噪比作為每個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)源節(jié)點(diǎn)的有效信干噪比；其中，所述全雙工雙向中繼系統(tǒng)中包括兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)以及多個(gè)用于信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的中繼節(jié)點(diǎn)且兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)之間只通過(guò)一個(gè)中繼進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)；所述兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)分別為第一源節(jié)點(diǎn)和第二源節(jié)點(diǎn)；