[发明专利]一种基于频域调度的双工通信方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种基于频域调度的双工通信方法。 

背景技术

无线通信系统的一项基本任务是建立和保持收发节点间的通信链路，实现通信数据的双向传输。 

传统的频分双工通信系统，采用不同的频率进行收发，因而收发信道间是频分正交的。一般地，在一个频段内，信道又被划分为若干个子频段，每个子频段或者为发射频段、或者为接收频段。 

一个传统的频分双工通信系统的频率分配的示例如图1所示。在该例子中，信道被分为6个子频段，其中前3个子频段用于通信装置(通信网络的中心节点，如蜂窝网络中的基站、无线局域网中的接入点等)向终端设备(通信网络的终端节点，如手机等)发射信号，后3个子频段用于通信装置从终端设备接收信号。因为传统的频分双工通信系统中，每一个子频段中信号只能单向传输，所以资源利用率较低。而且，如图1所示，每个子频段的双工模式是设定的，或者发射或者接收。 

近年来，有研究者提出了同频同时收发的概念，该方法利用干扰消除可以在所有同频率同时间的信道上实现接收和发射，但是收发之间的干扰是影响该系统性能的重要因素。在干扰理想消除的情况下，同频同时收发系统的容量大于传统频分双工通信系统；但是，在干扰无法完全消除的情况下，两者容量的比较取决于干扰消除的能力，而干扰消除的能力与很多因素有关，在实际系统中可能是动态变化的。 

发明内容

本发明提出一种基于频域调度的双工通信方法，结合了传统的频分双工和同频同时双工的优点，以提高资源利用率，并且利用干扰消除能力等信息进行动态调度，以有效降低同频同时双工下收发之间干扰的影响。 

本发明的目的在于提出一种基于频域调度的双工通信方法。 

本发明的基于频域调度的双工通信方法包括： 

每个子频段的双工模式有三种选择：①通信装置向终端设备发射信号，②通信装置从终 端设备接收信号，③通信装置向终端设备发射信号又同时在该子频段上从终端设备接收信号，即同频同时的双工模式； 

系统根据通信装置获知的各个设备的传输请求、服务质量等级、数据块的大小、信道质量等信息以及干扰水平和通信装置自身的干扰消除能力，频域调度动态地分配每个子频段的双工模式和所分配的同频同时工作的终端设备。 

由于通信装置的发射天线和接收天线可能同频同时工作，因此，通信装置的发射信号会对其自身的接收信号造成较强的干扰，频域调度需要考虑干扰水平以及通信装置自身的干扰消除能力等信息，在提高资源利用率的同时，也有效地降低通信装置发射天线对接收天线的干扰。 

本发明的双工通信方法中的频域调度的方法包括以下步骤： 

1)在每一调度周期开始时，系统将所有需要通信装置发射信号的终端设备初始化为待发射设备集合，待发射设备包括设备1至设备N，并将所有需要通信装置接收信号的终端设备初始化为待接收设备集合，待接收设备包括设备N+1至设备M，其中N和M为自然数，且M＞N； 

2)通信装置将待发射设备和待接收设备的总数与该调度周期内的当前的可用子频段的总数相比较： 

(a)如果待发射设备和待接收设备的总数不大于该调度周期内的当前的可用子频段的总数，则此时的调度方法和传统的频分双工通信系统的调度方法相同，所有的终端设备被分配在不同的子频段上，采用传统的频分双工通信系统的调度方法之后，本次调度结束， 

(b)如果待发射设备和待接收设备的总数大于该调度周期内的当前的可用子频段的总数，则进入步骤3)； 

3)从待发射设备集合中选取设备j(j取值从1到N)，并从待接收设备集合中选取设备k(k取值从N+1至M)，通信装置的接收信号经过干扰消除后的信干噪比与预先设定的阈值相比较，阈值由待接收设备的接收灵敏度以及待接收设备要求的服务质量决定： 

(i)如果设备k和待发射设备j组对之后，通信装置接收信号经过干扰消除后的信干噪比大于预先设定的阈值，则设备j和设备k组对成功，可以作为同频同时收发的一对终端设备，则进入步骤4)， 

(ii)如果没有待接收设备和设备j组对后满足接收信干噪比要求，即组对失败，则选择待发射设备集合中的下一个设备，即设备j+1，重复步骤3)，直到存在一待发射设备和一待接收设备组对成功，进入步骤4)， 

(iii)如果遍历所有待发射设备集合后，没有待发射设备和待接收设备组对成功，则说明不能应用同频同时的双工模式，此时调度方法与传统的频分双工通信系统相同，采用传统的调度方法之后，本次调度结束；