CN104918279A - 一种共享式全双工大规模天线移动通信系统及其调度方法 - Google Patents

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翟超
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Abstract

本发明涉及一种共享式全双工大规模天线多用户移动通信系统及其调度方法，该系统由基站(BS)和移动终端(MS)组成，其中基站侧有一副大规模天线阵，移动终端侧各终端均有一副小规模天线或天线阵。基站侧使用环行器(Circulator)实现同一副天线阵的射频信号收发共享，移动终端同样采用环行器，实现同一副天线或天线阵的射频信号收发共享。其中移动终端通过汇报周围同一时间和频率上的干扰情况，并根据系统指令进行全双工和时分双工工作模式的转换，控制和调节系统下行链路中的自干扰程度，从而维持系统较好的通信质量。

Description

一种共享式全双工大规模天线移动通信系统及其调度方法
技术领域
本发明公开了一种共享式全双工大规模天线移动通信系统及其调度方法，属于无线通信、信号处理技术领域。
背景技术
大规模天线多输入多输出(large-scale antenna，massive MIMO)技术和全双工(Full-duplex)技术能够充分地提高频谱利用率、提高用户的传输速率和系统的吞吐量。共享式全双工大规模天线系统能够利用大规模天线信号处理技术抑制全双工系统中的自干扰(self-interference)，同时又具备时分双工(TDD)系统的上下行信道互易特性，所以是一种能够很好的满足人们将来需求的通信技术。
然而全双工技术的最大问题在于自干扰对有用信号的影响。因为全双工是指系统发送和接收信号在同一频率同一时刻进行，因此，系统在发送数据的同时，往往会对接收信号造成很强的干扰。而且，在多用户移动通信系统中，随着用户数量的增加，使用同一时间和频率资源的用户间的干扰会变得越来越严重，并且由于终端用户的位置随机移动，使得终端间的自干扰比基站侧的自干扰更加难以控制。所以，如何减小和规避来自同一时间频率资源的其他用户的干扰，是保证全双工大规模天线多用户移动通信系统正常通信的非常重要的技术。
目前对减小全双工通信系统自干扰的研究，多集中于用户收发天线间干扰的隔离和抵消，还没有采用调度方式来减少系统自干扰的方法。
发明内容
本发明则提供了一种全新的针对全双工通信系统采用终端双工工作模式调度来规避下行链路中自干扰的方法。相对于已有的隔离和抵消方法，该方法不需要底层物理设备的改变，配置灵活简便；并且系统还可以根据自干扰程度，灵活进行自适应调度处理，维持系统较高的用户容量和吞吐量。
本发明目的在于提供一种共享式全双工大规模天线移动通信系统及其终端双工模式的调度方法，通过对用户终端的双工工作模式的调度，有效避开同一时间频率资源上的用户间的干扰，保证系统的正常运行。
本发明的技术解决方案如下：
一种共享式全双工大规模天线移动通信系统，该系统由基站和移动终端组成，其中基站侧有一副大规模天线阵，移动终端侧各个终端有一副小规模天线或天线阵；基站侧使用环行器实现同一副天线阵的射频信号收发共享，移动终端同样采用环行器，实现同一副天线或天线阵的射频信号收发共享；移动终端通过汇报周围同一时间和频率上的干扰情况，并根据系统指令进行全双工和时分双工工作模式转换；基站始终工作在全双工模式下，用以维持系统较高的吞吐量。
基于上述共享式全双工大规模天线移动通信系统，本发明还提出了一种终端双工模式的调度方法，所述调度方法包括如下操作步骤：
步骤一：移动终端检测周围其他同频率同时间用户对自身的干扰，并向基站汇报自身受周围干扰情况；
步骤二：基站或系统根据移动终端汇报的干扰情况，按信干噪比分类排序；
步骤三：如果有终端信干噪比低于阈值，则系统检测该终端是否工作于FD模式，如果是，则通知该移动终端转换到TDD模式，如果不是，则该终端维持原工作模式；
步骤四：如果有终端信干噪比高于阈值，则系统检测该终端是否工作于TDD模式，如果是，则通知该终端返回到FD模式，如果不是，则该终端维持原工作模式；
步骤五：返回步骤一，重复进行。
由于信干噪比低于阈值的终端从FD模式转换到TDD传统模式，该终端对其他终端的干扰就会减小，从系统整体角度来看，该终端受的干扰也会降低。因此，通过调度移动终端的双工模式，就可以控制和调节系统中的自干扰程度，从而维持系统较好的通信质量。同样地，随着终端的移动或系统负载的降低，终端受到的干扰降低到一定程度，终端又会从TDD传统模式转换到FD模式，从而维持用户较高的吞吐量。
附图说明
图1：本发明的工作方式示意图；
图2：本方法的工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明进行进一步的说明，但不限于此例。
本发明的实施方式涉及一种共享式全双工大规模天线多用户移动通信系统，该系统由基站(BS)和移动终端(MS)组成，其中基站侧有一副大规模天线阵，移动终端侧各终端均有一副小规模天线或天线阵。如图1所示。基站侧使用环行器(Circulator)实现同一副天线阵的射频信号收发共享，移动终端同样采用环行器，实现同一副天线或天线阵的射频信号收发共享。
当工作在FD模式下的移动终端相互靠近时，它们间的相互干扰就会越来越大。当终端的信干噪比低于一个阈值时，系统就会通知它们转到TDD传统模式下，进行自干扰规避。工作在TDD半双工模式下的移动终端，相互间没有发射对接收的干扰。从系统角度看，系统内部的干扰也会降低。反之，当系统干扰减小到一定程度，则两个移动终端会从TDD半双工模式恢复到FD全双工模式。
本发明的实施方式还涉及一种共享式全双工大规模天线移动通信系统的终端双工模式的调度方法，如图2，包括如下操作步骤：
步骤一：移动终端初始化，并工作于TDD传统模式。终端检测周围其他同频率同时间用户对自身的干扰，并向基站汇报自身受周围干扰情况。
步骤二：基站(或系统)根据移动终端汇报的干扰情况，并按信干燥比分类排序。
步骤三：如果有终端信干噪比低于阈值，比如10dB，则系统检测该终端是否工作于FD模式。如果是，则通知该移动终端转换到TDD模式。如果不是，则该终端维持原工作模式。
步骤四：如果有终端信干噪比高于阈值，比如15dB，则系统检测该终端是否工作于TDD模式。如果是，则通知该终端返回到FD模式。如果不是，则该终端维持原工作模式。
步骤五：返回步骤一，重复进行。

Claims (2)

1.一种共享式全双工大规模天线移动通信系统，该系统由基站和移动终端组成，其中基站侧有一副大规模天线阵，移动终端侧各个终端有一副小规模天线或天线阵；基站侧使用环行器实现同一副天线阵的射频信号收发共享，移动终端同样采用环行器，实现同一副天线或天线阵的射频信号收发共享；移动终端通过汇报周围同一时间和频率上的干扰情况，并根据系统指令进行全双工和时分双工工作模式转换；基站始终工作在全双工模式下，用以维持系统较高的吞吐量。
2.一种基于权利要求1所述共享式全双工大规模天线移动通信系统的终端双工模式的调度方法，所述调度方法包括如下操作步骤：
步骤一：移动终端检测周围其他同频率同时间用户对自身的干扰，并向基站汇报自身受周围干扰情况；
步骤二：基站或系统根据移动终端汇报的干扰情况，按信干噪比分类排序；
步骤三：如果有终端信干噪比低于阈值，则系统检测该终端是否工作于FD模式，如果是，则通知该移动终端转换到TDD模式，如果不是，则该终端维持原工作模式；
步骤四：如果有终端信干噪比高于阈值，则系统检测该终端是否工作于TDD模式，如果是，则通知该终端返回到FD模式，如果不是，则该终端维持原工作模式；
步骤五：返回步骤一，重复进行。
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