[發明專利]SDM/SDMA中心站發送通道逐包調度方法

有效

• 申請號: 202011386472.7
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112616188B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 馬逸雯;王毓晗;馬正新;李濤;楊玉琢
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京中科國信科技股份有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/12
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標代理事務所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發明公開一種SDM/SDMA中心站發送通道逐包調度方法。所述的方法為：為需要通過中心站數據包分配發送通道和發送時刻，調整天線指向至用戶站所在位置，在分配的發送時刻發送數據包。本發明使用覆蓋1個用戶所在位置的的極窄波束天線，可極大提高空分復用效率，提高系統通信容量；極窄波束天線將發射功率集中在較小區域，可節省發射功率，或提高信息速率。并且由于中心站天線指向逐包調整，因此通信信號不需要實時覆蓋全部通信區域，也能實現通信區域內任意地點用戶的實時通信。

技術領域

本發明涉及一種中心站發送通道調度方法，尤其是一種根據用戶站的空間位置，逐包調度中心站發送通道，調整發送通道點波束天線指向，實現中心站與用戶站之間點對點空分通信的方法，屬通信技術領域。

背景技術

隨著人類社會對地面移動通信、空間通信和衛星通信需求的不斷增加，無線頻率資源越來越緊張。充分利用有限的頻率資源，獲取最大的通信容量，是無線通信技術發展的方向。

近年來，隨著智能天線技術的發展，空分通信獲得越來越多的研究和應用。空分通信根據應用方式的不同，分為空分復用(Space Division Multiplexing,SDM)和空分多址(Space Division Multiple Access,SDMA)。SDM是利用空間分割構成不同信道的多路復用方式。SDMA是根據用戶的空間位置區分每個用戶的多址接入方式。SDM和SDMA可以實現處于不同位置的用戶在同一時間使用同一頻率通信而不會相互干擾，從而顯著提高通信系統的容量。

目前空分通信主要應用方式是多波束并行系統，即中心站用頻率相同的多個并行窄波束覆蓋整個用戶區，而不是傳統TDM/TDMA系統(以下簡稱TD系統)用1個寬波束覆蓋整個用戶區。

為發揮空分通信的最大潛能，實現頻率資源的充分利用，專利201610471412.2提出一種基于點波束天線指向實時調整的SDM/SDMA通信方法，特別是點波束天線指向基于用戶站位置逐包調整的SDM/SDMA通信方法，使無線通信系統的容量，得到極大的提升。

發明內容

本發明的目的是提出一種SDM/SDMA中心站發送通道逐包調度方法，它在每個數據包發送前，根據中心站各發送通道的工作狀態、用戶站的工作狀態、用戶站的地理位置，為數據包分配發送通道和發送時隙，調整發送通道天線指向，從而實現基于單個數據包和單個用戶站的空分復用點對點通信。

本發明的特征在于該方法包括初始化和運行兩個階段，運行階段又包括3個并行運行的進程，數據接收進程，通道分配進程和數據發送進程，所述各階段和進程依次具有以下步驟：

A、初始化階段：對系統運行狀態進行初始化設置；

步驟A1、關閉所有發送通道，所有發送通信天線指向調整至初始位置，所有發送通道工作狀態設置為“閑”，所有發送通道數據緩存單元清零，所有用戶站接收時隙分配表中的所有時隙都標記為“閑”。

B、系統運行階段：為數據包分配發送通道和發送時刻，調整天線指向至用戶站所在位置，在分配的發送時刻發送數據包；

B1：數據接收進程：將需要通過中心站轉發的數據包存入調度緩沖區；

步驟B1.1、中心站接收需要向用戶站轉發的數據包；

步驟B1.2、中心站根據預先設定的優先排隊策略，將數據包插入調度緩沖區的發送隊列，排隊等待接入發送通道，如果緩沖區滿或隊列長度達到最大值，就丟棄該數據包；

B2：通道分配進程：為發送隊列中的數據包逐個分配發送通道；

B2.1、查詢發送通道工作狀態，隨機選取1個狀態為“閑”的通道，如果所有通道狀態都為“忙”，則繼續查詢，直到出現狀態為“閑”的通道；

B2.2、將步驟B2.1選取的通道的狀態設置為“忙”；