CN106572490A - 一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法 - Google Patents

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唐玮俊
冯穗力
张远见
胡应添
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Abstract

本发明公开了一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法，该方法基于网络中各基站和用户测量到的信号和干扰强度，利用优化算法计算不同基站的双工选择功率阈值，然后根据双工选择功率阈值，各基站独立地为其所服务的用户选择双工方式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式。本发明具有信息交互量少，系统容量大等优点。

Description

一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法
技术领域
本发明涉及无线通信中用户终端双工方式选择的技术领域，尤其是指一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法。
背景技术
传统移动通信的双工方式一般基于时分复用(time division duplexing,TDD)和频分复用(frequency division duplexing,FDD)。这种双工方式将通信资源分为相互正交的两部分，分别用于信号的发送和接收。这种半双工(half duplex)通信方式会约束通信资源的利用效率，限制系统性能。为此，同时同频全双工技术(full duplex)被提出并获得了大量的研究。已有研究表明，利用日趋成熟的自干扰抑制技术(self‐interferencecancellation)，全双工通信技术可望成倍地提高无线通信系统的传输速率。然而，全双工技术在蜂窝通信系统中的应用会导致复杂的信号干扰问题，主要体现为多用户多基站上下行信号间的相互干扰。这种干扰模式是传统半双工通信系统中不存在的。如何充分利用全双工技术和半双工技术各自的优点，用简便有效的方式，最大化蜂窝通信系统性能，是本专利拟解决的问题。
目前，蜂窝通信系统中常用的双工选择方式大致分为两种。一种是基于全网用户的实时信道状况进行统一的双工方式调度；一种是基于概率调度基站的双工方式。第一种方法需要一个强大的调度中心，成本较高。而且调度中心需要获得所有用户的实时信道状况，这在实际系统中实施难度较高。第二种方法不考虑信道状况，且服务于相同基站的用户均采用相同的双工模式，这种方式不考虑不同用户的信道状况，难以达到较理想的系统性能。本发明针对以上两种方式的不足，提出了一种简单有效的基于接收功率的双工选择方案。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种简单有效的蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法，以提高蜂窝系统性能。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法，所述的蜂窝通信系统包括具备同时同频全双工通信能力的基站和用户设备；该系统的双工方式选择方法是基于网络中各基站和用户测量到的信号和干扰强度，利用优化算法计算不同基站的双工选择功率阈值，然后根据双工选择功率阈值，各基站独立地为其所服务的用户选择双工方式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式；其具体包括以下步骤：
1)各用户测量来自服务基站的信号强度，并反馈给算法中心；
2)各用户测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号强度，包括基站干扰和用户干扰，并将测量结果反馈给算法中心；
3)各基站测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号强度，包括基站干扰和用户干扰，并将测量结果反馈给算法中心；
4)算法中心根据用户和基站反馈的信号强度，计算各基站的双工选择功率阈值，并传输给各基站；
5)各基站根据算法中心返回的双工选择功率阈值，独立地调度用户的双工模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、各基站根据双工选择功率阈值独立调度用户传输模式，不需要强大的实时调度中心，双工选择功率阈值所需的更新频率远低于实时调度所需的更新频率，能有效降低系统中的交互信息量，节省资源。
2、服务于同一基站的不同用户可使用不同的双工传输模式，系统性能有明显提高。
附图说明
图1为本发明的蜂窝通信系统示意图。
图2为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，本实施例的蜂窝通信系统包括具备同时同频全双工通信能力的基站和用户设备。该系统的双工方式选择方法是基于网络中各基站和用户测量到的信号和干扰强度，利用优化算法计算不同基站的双工选择功率阈值，然后根据双工选择功率阈值，各基站独立地为其所服务的用户选择双工方式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式；其具体步骤过程如下：
1)各用户测量来自服务基站的信号强度，并反馈给算法中心；
2)各用户测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号(包括基站干扰和用户干扰)强度，并将测量结果反馈给算法中心；
3)各基站测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号(包括基站干扰和用户干扰)强度，并将测量结果反馈给算法中心；
4)算法中心根据用户和基站反馈的信号强度，计算各基站的双工选择功率阈值，并传输给各基站；
5)各基站根据算法中心返回的双工选择功率阈值，独立地调度用户的双工模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式。
本实施例上述的双工方式选择方法可以简化为如图2所示的步骤：
步骤S101:算法中心与各基站进行准备信令交互；
步骤S102:基站与小区内用户进行准备信令交互；
步骤S103:用户测量接收到的服务基站信号强度和干扰信号强度，并将测量结果上报服务基站；
步骤S104:基站测量接收到的干扰信号强度；
步骤S105:基站将所有测量结果(含用户测量结果)上报算法中心；
步骤S106:算法中心根据基站上报的测量数据，计算各基站的双工选择功率阈值，并将结果返回各基站；
步骤S107:基站根据算法中心返回的双工选择功率阈值调度用户。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种蜂窝通信系统基于接收功率的双工方式选择方法，其特征在于：所述的蜂窝通信系统包括具备同时同频全双工通信能力的基站和用户设备；该系统的双工方式选择方法是基于网络中各基站和用户测量到的信号和干扰强度，利用优化算法计算不同基站的双工选择功率阈值，然后根据双工选择功率阈值，各基站独立地为其所服务的用户选择双工方式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式；其具体包括以下步骤：
1)各用户测量来自服务基站的信号强度，并反馈给算法中心；
2)各用户测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号强度，包括基站干扰和用户干扰，并将测量结果反馈给算法中心；
3)各基站测量接收到的来自其他邻近小区的干扰信号强度，包括基站干扰和用户干扰，并将测量结果反馈给算法中心；
4)算法中心根据用户和基站反馈的信号强度，计算各基站的双工选择功率阈值，并传输给各基站；
5)各基站根据算法中心返回的双工选择功率阈值，独立地调度用户的双工模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度高于阈值，则该用户使用全双工传输模式，若用户接收到的来自服务基站的信号强度低于阈值，则该用户使用半双工传输模式。
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