CN110087199A - 基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种毫米波系统下行链路的用户服务系统及方法，具体的说是基站在接到新用户的服务请求后，根据新用户所处的用户群，分配服务该新用户的中继以及中继‑用户通信的频段。然后，基站将数据和频段信息以波束的形式发送给新用户附近的中继。中继接收数据后，利用单天线将该数据转发给新用户。本发明充分挖掘中继‑用户之间的空间和频率资源，在不降低每个用户的可用带宽情况下，满足用户群里每个用户的数据服务需求。

Description

基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统及 方法

技术领域

本发明型涉及属于无线通信中的用户调度技术领域，具体来讲是一种为毫米波系统下行链路的用户群提供数据服务的系统及方法。

背景技术

5G时代将大量使用毫米波频段的频率资源。当基站工作在毫米波频段时，最有效的通信方式是利用波束服务用户。若用户之间相距很近，基于波束的通信方式将无法提供有效的服务。传统的解决方法是将基站的频率资源划分，给不同的用户分配不同的频率资源。这样的做法会降低每个用户的可用带宽，从而降低每个用户的可达速率。与传统做法不同，本发明借助中继，在不降低每个用户的可用带宽情况下，满足毫米波系统下行链路中用户群的数据服务需求。

发明内容

因此，为了解决上述不足，本发明在此提供一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统及方法；本发明基于中继，将基站-用户群的通信方式转变成基站-中继-用户的通信方式，充分挖掘中继-用户之间的空间和频率资源，从而满足毫米波系统下行链路中用户群的数据服务需求。

本发明是这样实现的，构造一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：该系统包括基站、中继和用户，基站接到用户的服务请求后，基站先与中继通信，中继再与用户通信；用户群里的新用户通过低频电磁波向基站发送服务请求；基站接到该服务请求后，先要估计出新用户所处的用户群；然后，根据所处用户群，基站给该用户分配中继和中继-用户通信的频段资源。

根据本发明所述的基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：基站与中继之间通过波束通信，中继与用户之间通过电磁波通信。

根据本发明所述的基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：基站-中继通信的频段与中继-用户通信的频段不同，且基站用不同的波束服务不同的中继。

一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、每个波束覆盖下的所有用户都属于同一个用户群，基站对中继-用户通信可使用的频率资源进行划分和编号，并将其记录在特定存储器中，该频率资源在选取时，需要满足三个条件：一是路径损耗大，二是开放的，三是和基站-中继通信所使用的频率资源没有重叠，此外，基站需要将服务区中所有中继的负载情况记录在存储器中；

步骤二、新用户利用低频段的电磁波向基站发送数据服务请求，基站根据来波方向，判断新用户所处的用户群，然后根据用户群附近中继的负载情况，选出服务新用户的中继，从存储器中找出未被其它用户占用的中继-用户通信频率资源的编号，并将该编号分别发送给新用户和服务它的中继；

步骤三、服务中继和新用户接到基站发送的信息后，分别将射频链路调整到可用频段上，基站通过波束将新用户需要的数据信息发送给服务中继，服务

中继接到该信息后转发给新用户，从而完成一次数据服务；

步骤四、若新用户无其它服务需求，则通过服务中继向基站发送服务完成的信息，基站在接到该信息后，释放被新用户占用的频率资源和服务中继，若新用户还需要其它服务，则通过服务中继向基站发送服务请求的信息，基站在接到该信息后，继续通过服务中继向新用户提供服务。

本发明具有如下优点：本发明型涉及一种毫米波系统下行链路的用户服务系统及方法，具体的说是基站在接到新用户的服务请求后，根据新用户所处的用户群，分配服务该新用户的中继以及中继-用户通信的频段。然后，基站将数据和频段信息以波束的形式发送给新用户附近的中继。中继接收数据后，利用单天线将该数据转发给新用户。本发明充分挖掘中继-用户之间的空间和频率资源，在不降低每个用户的可用带宽情况下，满足用户群里每个用户的数据服务需求。

附图说明

图1为本发明服务系统的示意图；

图2为本发明方法对应的步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图1-图2对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明通过改进在此提供一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，基于中继，将基站-用户群的通信方式转变成基站-中继-用户的通信方式，充分挖掘中继-用户之间的空间和频率资源，从而满足毫米波系统下行链路中用户群的数据服务需求。

如图所示，按照如下方式予以实施；该系统包括基站、中继和用户，基站接到用户的服务请求后，基站先与中继通信，中继再与用户通信；用户群里的新用户通过低频电磁波向基站发送服务请求；基站接到该服务请求后，先要估计出新用户所处的用户群；然后，根据所处用户群，基站给该用户分配中继和中继-用户通信的频段资源。

其中，基站与中继之间通过波束通信，中继与用户之间通过电磁波通信。

其中，基站-中继通信的频段与中继-用户通信的频段不同，且基站用不同的波束服务不同的中继。

下面本对发明的方法流程作进一步描述：

如图1所示，新用户加入的用户群已经有三个用户，该用户群附近有三个中继（分别是中继1#，2#和3#），且每个中继都有一个波束为其提供服务。假设中继-用户通信的可用频率资源被划分成10部分，且中继2#的负载量最小。

在图1的基础上，结合流程图2，具体实施方式的所有步骤如下所示：

步骤一、基站将中继-用户通信的10部分频率资源的使用情况记录在特定存储器中，并将中继1#，2#和3#的负载情况记录在存储器中；

步骤二、基站接到新用户发送的下行数据服务请求之后，利用波达方向估计算法（如MUSIC算法），估计出新用户所处的用户群。由于中继2#的负载量最小，选择中继2#作为服务中继，并及时更新中继2#的负载情况。从存储的10部分频率资源中，找出未被其它用户占用的频率资源，并将该频率资源的编号分别发送给新用户和中继2#；

步骤三、中继2#和新用户接到基站发送的信息后，分别将射频链路调整到可用频段上。基站通过波束将新用户需要的数据信息发送给中继2#。中继2#接到该信息后转发给新用户，从而完成一次数据服务；

步骤四、若新用户无其它服务需求，则通过中继2#向基站发送服务完成的信息。基站在接到该信息后，更新10部分频率资源的使用情况和中继2#的负载情况。若新用户还需要其它服务，则通过中继2#向基站发送服务请求的信息；

基站在接到该信息后，继续通过中继2#向新用户提供服务。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范。

Claims (4)

1.一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：该系统包括基站、中继和用户，基站接到用户的服务请求后，基站先与中继通信，中继再与用户通信；用户群里的新用户通过低频电磁波向基站发送服务请求；基站接到该服务请求后，先要估计出新用户所处的用户群；然后，根据所处用户群，基站给该用户分配中继和中继-用户通信的频段资源。

2.根据权利要求1所述的基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：基站与中继之间通过波束通信，中继与用户之间通过电磁波通信。

3.根据权利要求1所述的基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务系统，其特征在于：基站-中继通信的频段与中继-用户通信的频段不同，且基站用不同的波束服务不同的中继。

4.一种基于中继的毫米波系统下行链路的用户群数据服务方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一、每个波束覆盖下的所有用户都属于同一个用户群，基站对中继-用户通信可使用的频率资源进行划分和编号，并将其记录在特定存储器中，该频率资源在选取时，需要满足三个条件：一是路径损耗大，二是开放的，三是和基站-中继通信所使用的频率资源没有重叠，此外，基站需要将服务区中所有中继的负载情况记录在存储器中；

步骤二、新用户利用低频段的电磁波向基站发送数据服务请求，基站根据来波方向，判断新用户所处的用户群，然后根据用户群附近中继的负载情况，选出服务新用户的中继，从存储器中找出未被其它用户占用的中继-用户通信频率资源的编号，并将该编号分别发送给新用户和服务它的中继；

步骤三、服务中继和新用户接到基站发送的信息后，分别将射频链路调整到可用频段上，基站通过波束将新用户需要的数据信息发送给服务中继，服务

中继接到该信息后转发给新用户，从而完成一次数据服务；

步骤四、若新用户无其它服务需求，则通过服务中继向基站发送服务完成的信息，基站在接到该信息后，释放被新用户占用的频率资源和服务中继，若新用户还需要其它服务，则通过服务中继向基站发送服务请求的信息，基站在接到该信息后，继续通过服务中继向新用户提供服务。