CN106817206B - 用于多跳网络的干扰规避方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于多跳网络的干扰规避方法及系统。该干扰规避方法包括：接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；对所述CQI顺序排序；依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。本发明实施例的技术方案解决了通信频带上因存在强干扰而导致多跳网络无法正常工作的技术问题。

Description

用于多跳网络的干扰规避方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于多跳网络的干扰规避方法及系统。
背景技术
多跳网络提供了一种节点间自组织、自协调的对等通信方式。多跳网络中的每个节点都具有转发功能，可以实现节点之间的多跳传输，因此，多跳网络具有扁平化和传输距离比较大的特点。在军队、机场或公安系统等专网系统应用场景中，如果存在蜂窝网络工作失效的情况，此时须借助非蜂窝网络，例如无线多跳自组织网络的通信手段进行通信，以保证执行任务的多个参与方能有效协作。无线多跳自组织网络通过节点间相互协调，中继转发，能实现节点互联，从而保证节点间的正常通信。
在公网系统中，例如传统蜂窝网络，无线网络的频段通常是专用的，所以系统外的干扰比较少，干扰主要来自系统内的干扰。但是，对于专网系统，例如应用在军队、机场或公安系统中的无线多跳自组织网络来说，无线网络的频段有可能不是预先规划好的，所以在节点通信过程中可能会出现比较强的系统外干扰。而系统外的强干扰对整个无线多跳自组织网络的性能影响非常大，即使只有部分带宽上受到系统外的干扰，在极端情况下，也有可能导致无线多跳自组织网络无法正常工作。现有技术中，抗干扰的方式有采用扰码的扩频通信，但该方式在干扰强度比较大的情况下，抗干扰性能不高；抗干扰的方式还有重新进行频点选择，即在不同的频点上进行扫频，选择干扰较小的频点用于节点间通信，但是该方式算法复杂度较高，且不一定能够选择到干净的频段。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种用于多跳网络的干扰规避方法及系统，以解决通信频带上因存在强干扰而导致多跳网络无法正常工作的技术问题。
本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种用于多跳网络的干扰规避方法，包括：接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；对所述CQI顺序排序；依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。
第二方面，提供一种用于多跳网络的干扰规避系统，包括：接收单元，设置为接收N个子带的CQI，其中N为大于等于1的自然数；排序单元，设置为对所述CQI顺序排序；拟合计算单元，设置为依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；最佳子带数目计算单元，设置为根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。
综上所述，本发明技术方案先通过接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；然后对所述CQI顺序排序；再依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；最后根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。本发明的干扰规避技术方案只需在媒体接入控制(Medium Access Control，MAC)层和物理层对子带信息进行统计和测量，不需要高层的信息反馈，有较强的干扰适应性；通过对子带的CQI进行顺序排序能避开高干扰的频带，使多跳网络能自适应地在无干扰或较低干扰的频带上工作；通过对子带的CQI进行拟合，能找出节点通信的最佳子带数目，从而提高了多跳网络的频谱效率。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种用于多跳网络的干扰规避方法的流程图。
图2A是本发明实施例二提供的接收子带CQI的方法流程图。
图2B是本发明实施例二提供的拟合计算最大比特数目的方法流程图。
图2C是本发明实施例二提供的计算最佳子带数目的方法流程图。
图3是本发明实施例三提供的一种用于多跳网络的干扰规避系统的结构图。
图4A是本发明实施例四提供的接收单元的结构图。
图4B是本发明实施例四提供的拟合计算单元的结构图。
图4C是本发明实施例四提供的最佳子带数目计算单元的结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明具体实施例作详细的描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
实施例一
如图1所示，其是本发明实施例提供的一种用于多跳网络的干扰规避方法，本实施例的技术方案适用于一跳或多跳网络，可以由一跳或多跳网络中的通信节点来执行，具体可由配置在节点中的软件程序来实施。该方法可以包括以下步骤：
S110、接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数。
示例性的，以一个一跳网络为例，节点1给节点2发送数据，此时，可定义节点1为源节点，节点2为目的节点。由于节点1与节点2通信频带上存在不同程度的干扰，该通信频带可划分成N个子带，其中，N为大于等于1的自然数。为此，节点1向节点2发出资源申请，节点2进行资源授权。在授权之后，节点1开始进行资源调度，节点2在对接收数据结果进行反馈的时候，将N个子带的信道质量指示(Channel Quality Indication，CQI)上报给节点1。节点1接收N个子带的CQI的接收规则，可以是对N个子带的CQI同时接收，也可以是按时分的方式进行多次接收。本实施例对接收规则的具体实施方式不作任何限制，但本发明实施例二提供了优选的实施方式。需要说明的是，本实施例中，可将上述一跳网络扩展为多跳网络的场景。
S120、对所述CQI顺序排序。
如步骤S110，源节点可定义为节点1，节点1在接收到N个子带的CQI后，在每个时隙调度过程中，可将N个子带的CQI按预设顺序进行排序，例如，可以从大到小进行排序，记为队列SeqCqi；也可以从小到大进行排序。需要说明的是，本实施例对CQI顺序排序的具体实施方式不作任何限制。
S130、依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N。
如步骤S120，对N个子带的CQI从大到小进行排序，得到队列SeqCqi后，可按照该排列顺序从最大CQI对应的子带，即第一个子带开始，依次对N个子带进行遍历，按拟合规则和映射规则计算出N个子带可提供的最大比特数目。例如，拟合规则可以是对i个子带的CQI求其算术平均值、几何平均值、调和平均值或平方平均值等，映射规则可以是根据该平均值、i个子带可提供的资源粒子(Resource Element，RE)个数和节点1的调制编码方式(Modulation coding scheme，MCS)等，进一步采用直接乘法运算或加权平均运算得出N个子带可提供的最大比特数目。本实施例对拟合规则和映射规则的具体实施方式不作任何限制，但本发明实施例二提供了优选的实施方式。
S140、根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。
本步骤可根据步骤S130计算得到的最大比特数目，例如，确定该最大比特数目所对应的子带数目为K，则可进一步根据节点1的待调度缓冲器大小L，得到最佳子带数目，最佳子带数目可以是L与K之间的任意一个数。本实施例对计算最佳子带数目的具体实施方式不作任何限制，但本发明实施例二提供了优选的实施方式。
需要说明的是，本实施例以一跳网络为例对本发明技术方案的具体实施方式进行说明，多跳网络的干扰规避方法可在本实施例的一跳网络基础上进行扩展，多跳网络中的每个节点既可以是目的节点，也可以是源节点，多跳网络中的每个节点所执行的步骤或实现的功能，与本实施例中节点1和/或节点2所执行的步骤或实现的功能实质上是相同的。
综上所述，本实施例提供的技术方案先通过接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；然后对所述CQI顺序排序；再依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；最后根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。本发明的干扰规避技术方案只需在MAC层和物理层对子带信息进行统计和测量，不需要高层的信息反馈，有较强的干扰适应性；通过对子带的CQI进行顺序排序能避开高干扰的频带，使多跳网络能自适应地在无干扰或较低干扰的频带上工作；通过对子带的CQI进行拟合，能找出节点通信的最佳子带数目，从而提高了多跳网络的频谱效率。
实施例二
在本发明实施例一的基础上，本发明实施例进一步提供了接收子带CQI、拟合计算最大比特数目以及计算最佳子带数目的优选实施方式。
参考本发明实施例一，定义节点1为源节点，节点2为目的节点；如图2A所示，节点1接收节点2上报的N个子带的CQI，具体可包括以下步骤：
S111、将通信频带划分为所述N个子带。
本步骤中，节点1与节点2之间的通信频带可均分为N个子带。
S112、对所述N个子带的CQI进行至少两次接收，每次接收至少一个子带的CQI。
如步骤S111所示，节点2可将授权给节点1的通信频带均分为N个子带，为了达到干扰规避的目的，需要将N个子带的CQI上报，为了减小上报信息的比特数，N个子带的CQI可分多次上报，每次上报至少一个子带的CQI，此时，节点1对N个子带的CQI进行至少两次接收，每次接收至少一个子带的CQI，节点2对N个子带的CQI上报时，可指出上报子带的CQI所对应的子带标示。
如图2B所示，拟合计算N个子带可提供的最大比特数目，具体可包括以下步骤：
S131、遍历所述N个子带的前i个子带，按拟合规则，拟合出所述前i个子带的综合CQI。
如实施例一步骤S120所示，节点1将N个子带的CQI从大到小进行排序，得到队列SeqCqi。此时，示例性的，可由节点1从队列SeqCqi的第一个子带开始依次遍历N个子带，不失一般性，若当前遍历到第i个子带，则可拟合出前i个子带的综合CQI，综合CQI可记为MeanCqi，拟合规则优选为对前i个子带的CQI进行加权平均计算算术平均值，从而拟合出MeanCqi。
S132、根据所述综合CQI，按映射规则，计算出所述前i个子带可提供的比特数目。
本步骤中，映射规则可表示为下式(1)：
BitNumi＝g(MeanCqi)×ReNumi×SEMeanCqi 式(1)
式(1)中，BitNumi表示为前i个子带可提供的比特数目，g(MeanCqi)可表示为节点1根据MeanCqi，选择的调度MCS值所承载的比特数目，ReNumi可表示为前i个子带上提供的RE个数，SEMeanCqi表示为MeanCqi对应的频谱效率(Spectral Efficiency，SE)。
具体地，节点1可对前i个子带的CQI求平均得到调度的内环MCS值，记为MeanMcs，加上外环MCS值DeltaMcs，可得到调度的MCS值为MeanMcs+DeltaMcs，然后查找传输块大小(Transport Block List，TbSize)表，得到前i个子带对应的TbSize，记录为前i个子带可提供的比特数目BitNumi。
S133、确定所述N个子带遍历完成后，由所述比特数目计算出所述N个子带可提供的最大比特数目。
当N个子带的最后一个子带遍历完成时，查找TbSize记录，找出N个子带比特数目BitNumi集合中的最大值，为N个子带可提供的最大比特数目。
如图2C所示，计算最佳子带数目，具体可包括以下步骤：
S141、确定所述最大比特数目对应的子带数目K，其中，1≤K≤N。
如上述步骤S133所示，可找出N个子带比特数目BitNumi集合中的最大值，不妨记为BitNumimax，BitNumimax即为最大比特数目，imax即为本步骤的子带数目K，K＝imax。
S142、根据待调度缓冲器的大小L，计算出所述最佳子带数目iopt。
源节点可将调度时使用的最大子带数目限制为N个子带的前K个子带，然后根据待调度缓冲器的大小L，从1～K个子带中查找最接近待调度缓冲器大小L的子带数目，作为最终调度的最佳子带数目iopt，子带位置则对应为队列SeqCqi中最前面的iopt个子带，最佳子带数目iopt的计算过程可由下式(2)表示：
Figure BDA0000859672900000061
式(2)
其中，式(2)中，(iopt-L)≥0。
本实施例中，通过对子带的CQI进行拟合，按照映射规则找到最大比特数目，再根据节点待调度缓冲器的大小确定节点通信的最佳子带数目，使得多跳网络的频谱效率达到最高。
综上所述，本发明实施例先通过接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；然后对所述CQI顺序排序；再依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；最后根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。本发明的干扰规避技术方案只需在MAC层和物理层对子带信息进行统计和测量，不需要高层的信息反馈，有较强的干扰适应性；通过对子带的CQI进行顺序排序能避开高干扰的频带，使多跳网络能自适应地在无干扰或较低干扰的频带上工作；通过对子带的CQI进行拟合，能找出节点通信的最佳子带数目，从而提高了多跳网络的频谱效率。
以下内容为本发明实施例提供的一种用于多跳网络的干扰规避系统的实施例。该干扰规避系统的实施例与上述干扰规避方法的实施例属于同一构思，该干扰规避系统的实施例未详细说明的内容可参考上述干扰规避方法的实施例所记载的内容。
实施例三
在本发明任意实施例技术方案的基础上，如图3所示，其是本发明实施例提供的一种用于多跳网络的干扰规避系统300。系统300包括接收单元310，排序单元320，拟合计算单元330和最佳子带数目计算单元340。
其中，接收单元310，设置为接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；排序单元320，设置为对所述CQI顺序排序；拟合计算单元330，设置为依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；最佳子带数目计算单元340，设置为根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。
本实施例中，通过对子带的CQI顺序排序能避开高干扰的频带，使多跳网络能自适应地在无干扰或低干扰的频带上工作，通过对子带的CQI进行拟合，能找出节点通信的最佳子带数目，提高了多跳网络的频谱效率。
实施例四
在本发明实施例三技术方案的基础上，本发明实施例进一步提供接收单元310、拟合计算单元330和最佳子带数目计算单元340的优选实施方式。
如图4A所示，接收单元310包括子带划分模块311以及接收模块312。其中，子带划分模块311，设置为将通信频带划分为所述N个子带；接收模块312，设置为对所述N个子带的CQI进行至少两次接收，每次接收至少一个子带的CQI。
如图4B所示，拟合计算单元330包括拟合模块331，比特数目计算模块332，和最大比特数目计算模块333。其中，拟合模块331，设置为遍历所述N个子带的前i个子带，按拟合规则拟合出所述前i个子带的综合CQI；比特数目计算模块332，设置为根据所述综合CQI，按映射规则计算出所述前i个子带可提供的比特数目；最大比特数目计算模块333，设置为确定所述N个子带遍历完成后，由所述比特数目计算出所述N个子带可提供的最大比特数目。
如图4C所示，最佳子带数目计算单元340包括子带数目计算模块341以及最佳子带 数目计算模块342。其中，子带数目计算模块341，设置为确定所述最大比特数目对应的子带 数目K，其中，1≤K≤N；最佳子带数目计算模块342，设置为根据待调度缓冲器的大小L，计算 出所述最佳子带数目iopt，其中，
Figure BDA0000859672900000081
其中，(iopt-L)≥0。
本实施例中，通过对子带的CQI进行拟合，按照映射规则找到最大比特数目，再根据节点待调度缓冲器的大小确定节点通信的最佳子带数目，使得多跳网络的频谱效率达到最高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明在具体实施方式上可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、明显变型等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于多跳网络的干扰规避方法，包括：
接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；
对所述CQI顺序排序；
根据拟合规则依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N，具体为：遍历所述N个子带的前i个子带，按拟合规则，拟合出所述前i个子带的综合CQI；根据所述综合CQI，按映射规则，计算出所述前i个子带可提供的比特数目；确定所述N个子带遍历完成后，由所述比特数目计算出所述N个子带可提供的最大比特数目；
根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目。
2.如权利要求1所述的干扰规避方法，其中，所述根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目，具体包括：
确定所述最大比特数目对应的子带数目K，其中，1≤K≤N；
根据待调度缓冲器的大小L，计算出所述最佳子带数目iopt，其中：
Figure FDA0002179852040000011
其中，(iopt-L)≥0。
3.如权利要求1或2所述的干扰规避方法，其中，所述接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数，具体包括：
将通信频带划分为所述N个子带；
对所述N个子带的CQI进行一次或者分多次接收，每次接收至少一个子带的CQI。
4.一种用于多跳网络的干扰规避系统，包括：
接收单元，设置为接收N个子带的CQI，其中，N为大于等于1的自然数；
排序单元，设置为对所述CQI顺序排序；
拟合计算单元，设置为根据拟合规则依次拟合前i个子带的综合CQI，计算出所述N个子带可提供的最大比特数目，其中，1≤i≤N；
最佳子带数目计算单元，设置为根据所述最大比特数目，计算出节点通信的最佳子带数目；
所述拟合计算单元，具体包括：
拟合模块，设置为遍历所述N个子带的前i个子带，按拟合规则，拟合出所述前i个子带的综合CQI；
比特数目计算模块，设置为根据所述综合CQI，按映射规则，计算出所述前i个子带可提供的比特数目；以及
最大比特数目计算模块，设置为确定所述N个子带遍历完成后，由所述比特数目计算出所述N个子带可提供的最大比特数目。
5.如权利要求4所述的干扰规避系统，其中，所述最佳子带数目计算单元，具体包括：
子带数目计算模块，设置为确定所述最大比特数目对应的子带数目K，其中，1≤K≤N；以及
最佳子带数目计算模块，设置为根据待调度缓冲器的大小L，计算出所述最佳子带数目iopt，其中，
Figure FDA0002179852040000021
其中，(iopt-L)≥0。
6.如权利要求4或5所述的干扰规避系统，其中，所述接收单元，具体包括：
子带划分模块，设置为将通信频带划分为所述N个子带；以及
接收模块，设置为对所述N个子带的CQI进行一次或者分多次接收，每次接收至少一个子带的CQI。
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