本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法。

背景技術(shù)：

隨著無線服務(wù)的用戶數(shù)量不斷增多和對高數(shù)據(jù)速率的需求不斷增長，如何更有效地利用有限的無線資源一直是人們追求的目標(biāo)。當(dāng)前大量的通信設(shè)備在實現(xiàn)全雙工通信時或者是采用時分復(fù)用的方式，或者是采用頻分復(fù)用的方式。這兩種方式對于某個特定的時頻資源塊來說，實際上還是半雙工的方式。即一個時頻資源塊，不是用于上行，就是用于下行。尋求在同一時頻資源塊上實現(xiàn)同時同頻的全雙工傳輸，可使得頻譜資源的利用率提高1倍，這一直是人們努力追求的目標(biāo)。有研究表明的自干擾抑制能力已經(jīng)可以達(dá)到100dB以上，自干擾抑制技術(shù)的提高，使得同時同頻全雙工的技術(shù)和有關(guān)的實現(xiàn)方案成為研究的熱點。但目前大發(fā)射功率情況下的高性能的自干擾抑制并非一項容易實現(xiàn)的技術(shù)，用戶正常接收信號，最弱時有可能達(dá)到-90dBm，即10^-9mW。而基站的發(fā)射功率有可能達(dá)到幾十W。發(fā)射和接收信號的差異將達(dá)到10個數(shù)量級以上，自干擾抑制成為一個非常困難的問題。因此，目前來說高性能的自干擾抑制是一項復(fù)雜的技術(shù)，只有在具有強大信號處理能力和能夠承受較高昂設(shè)備成本的基站側(cè)，才可能有效地實現(xiàn)同時同頻的全雙工通信，而在用戶一側(cè)，則一般采用半雙工的工作模式，兩個不同的用戶一收一發(fā)，此時全雙工主要是指在基站側(cè)實現(xiàn)全雙工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點與不足，本發(fā)明提供一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法，本方法不但了提高系統(tǒng)的傳輸容量，而且降低了對基站和用戶終端的自干擾抑制能力的要求和處理復(fù)雜度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法，所述多射頻單元基站系統(tǒng)包括基站收發(fā)信號的處理系統(tǒng)和分布在小區(qū)內(nèi)的多個射頻單元，所述每個射頻單元在基站收發(fā)信號的處理系統(tǒng)的控制下獨立發(fā)送和接收信號，所述射頻單元與用戶終端進(jìn)行通信連接；

所述全雙工傳輸方法包括以下步驟：

S1、基站根據(jù)用戶終端在小區(qū)范圍內(nèi)的位置，選擇適合的射頻單元與其實現(xiàn)同時同頻的全雙工通信；

S2、基站在全雙工的通信情況下，基站選擇一個或者多個射頻單元作為下行信號的發(fā)送單元，另外，基站選擇一個或者多個射頻單元作為上行信號的接收單元；

S3、用戶終端接收基站發(fā)送的信號或者給基站發(fā)送信號，若用戶終端沒有自干擾抑制能力，則采用半雙工工作方式，此時，基站收發(fā)信號的處理系統(tǒng)通過一部分射頻單元向用戶終端發(fā)送下行的信號，另一部分射頻單元接收用戶終端的上行信號，實現(xiàn)同時同頻的全雙工通信方法。

進(jìn)一步地，所述步驟S3中用戶終端接收基站發(fā)送的信號或者給基站發(fā)送信號，基站根據(jù)分布在不同位置的各個射頻單元所接收或發(fā)送信號的強弱，通過優(yōu)化策略，確定為用戶終端服務(wù)的發(fā)送和接收的射頻單元；所述優(yōu)化策略，包括：大尺度衰落最小準(zhǔn)則，系統(tǒng)容量最大化準(zhǔn)則，能效最高等準(zhǔn)則，或者發(fā)射和接收射頻干擾盡可能小準(zhǔn)則。

進(jìn)一步地，所述步驟S3中基站的每個射頻單元，對一個時頻資源塊，作為一個發(fā)射單元，而對另一個不同的時頻資源塊，作為一個接收單元，基站選擇不同的射頻單元，分別用于發(fā)送下行的信號和接收上行的信號；其中，所述時頻資源塊指由一定寬帶寬度的頻譜和一定長度的時間構(gòu)成的傳輸資源單元，所述頻譜的寬度和時間長短根據(jù)內(nèi)在要求動態(tài)調(diào)整，單個射頻單元為一個時頻資源塊服務(wù)，或者多個射頻單元為一個時頻資源服務(wù)。

進(jìn)一步地，在多個射頻單元覆蓋的小區(qū)內(nèi)，同一時刻下，基站為不同用戶終端動態(tài)分配不同的時頻資源塊或者相同的時頻資源塊；在不同的用戶使用相同的時頻資源塊時使用預(yù)編碼技術(shù)消除相互間的干擾，或者當(dāng)兩用戶相距較遠(yuǎn)，使用不同的射頻單元時相互間的干擾影響較小，此時不需采用預(yù)編碼技術(shù)消除措施。

進(jìn)一步地，所述射頻單元作為信號的發(fā)射單元或者作為信號的接收單元，所述多射頻單元基站系統(tǒng)至少包括2個射頻單元，用于完成全雙工工作方式。

進(jìn)一步地，所述多個射頻單元構(gòu)成射頻單元組，所述射頻單元組用于接收信號和發(fā)射信號的射頻單元數(shù)量相等或者不相等；所述射頻單元組用于發(fā)射同一信號時，每一個射頻單元的發(fā)射功率相同或者不相同。

進(jìn)一步地，所述射頻單元包括至少一個的天線，所述天線用于接收信號或者發(fā)射信號。

進(jìn)一步地，所述射頻單元的工作方式包括半雙工和全雙工，所述用戶終端的工作方式包括半雙工和全雙工，所述基站的工作方式包括半雙工和全雙工；當(dāng)基站使用全雙工的工作方式情況下，用戶終端可使用全雙工或者半雙工的工作方式；當(dāng)用戶終端使用半雙工的工作方式而對應(yīng)基站使用全雙工的工作方式情況下，一個用戶終端處于接收狀態(tài)，另一個用戶終端處于發(fā)送狀態(tài)，兩個用戶終端之間可關(guān)聯(lián)或者沒有關(guān)聯(lián)。

進(jìn)一步地，所述多射頻單元基站系統(tǒng)與現(xiàn)有的普通多射頻單元的時分或頻分基站系統(tǒng)進(jìn)行混合工作，根據(jù)信道、用戶分布和終端自干擾抑制能力情況，實現(xiàn)在射頻單元與用戶終端之間，選擇是以半雙工還是以全雙工的工作方式。

采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明至少具有如下有益效果：

1、本發(fā)明在基站同時同頻工作的射頻單元，處于分布式天線系統(tǒng)的不同位置，具有較大的間隔，信號相應(yīng)地有較大的大尺度衰減，因此對自干擾的抑制能力的要求大大降低，從而易于實現(xiàn)全雙工的功能；

2、本發(fā)明對于用戶終端來說，當(dāng)其采用全雙工工作方式時，可充分利用基站的分布式射頻單元陣列的分集接收功能：因為基站可以采用多根天線通過分集的方式接收用戶終端的信號，對同樣的基站接收信噪比，用戶終端的發(fā)射功率可以較小，使得大大降低了用戶終端全雙工工作時所需的自干擾抑制能力要求，從而實現(xiàn)更確切意義上的收發(fā)全雙工。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法的步驟流程圖；

圖2為本發(fā)明一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法的基站和用戶終端均全雙工工作場景示意圖；

圖3為本發(fā)明一種多射頻單元基站系統(tǒng)的全雙工傳輸方法的基站全雙工工作、用戶終端半雙工工作場景示意圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互結(jié)合，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本申請作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

在一個具體的多射頻單元的基站系統(tǒng)中，各射頻單元通過有線的方式連接到基站的控制和信號處理中心，用戶終端的接入過程與普通的移動通信系統(tǒng)接入過程基本一樣。用戶終端可以通過基站定期發(fā)布的導(dǎo)頻信號確定服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的存在，假定是由用戶終端發(fā)起呼叫，如圖1所述，具體工作步驟和過程可以歸納如下：

1、基站可以根據(jù)用戶終端發(fā)送的信號，判斷基站系統(tǒng)中分布在不同位置的各個射頻單元所接收信號的強弱；

2、通過某種優(yōu)化的策略，如大尺度衰落最小、系統(tǒng)容量最大化或者能效最高等準(zhǔn)則，確定為該用戶終端服務(wù)的射頻單元組；

3、并根據(jù)發(fā)射和接收射頻干擾盡可能小的原則，確定為該用戶終端的服務(wù)的發(fā)射單元和接收單元；

4、用戶終端根據(jù)接收基站信號的特性，以及自身的自干擾抑制能力等，與基站間協(xié)商：用戶終端是采用全雙工工作方式，或者采用半雙工的各種方式；

5、基站根據(jù)用戶終端的傳輸需求和小區(qū)系統(tǒng)可用資源的狀況，為用戶終端動態(tài)分配時頻資源塊，進(jìn)入正常的通信工作狀態(tài)。

另外，用戶終端作為被叫時的工作情形跟上述步驟基本一致。

在運用本發(fā)明時，可以具有多種不同的方式：

(1)一個射頻單元，其作為發(fā)送單元或者接收單元，是針對某個時頻單元塊來說的。這里的時頻資源塊，是指由一定寬帶寬度的頻譜和一定長度的時間構(gòu)成的傳輸資源單元，頻譜的寬度和時間長短可根據(jù)要求動態(tài)調(diào)整。例如，對于一個以正交頻分多址(OFDMA)的通信系統(tǒng)來說，時頻資源塊可以是由若干子載波和若干符號周期組成的傳輸資源單元。對某個時頻資源塊來說，一個射頻單元是發(fā)射單元，對另外一個時頻資源塊來說，它可以是接收單元。因為不同的時頻資源塊具有正交性，發(fā)送與接收間不會有相互干擾。

(2)在基站以全雙工方式工作時，在發(fā)送或接收過程中，可以單個射頻單元為一個時頻資源塊服務(wù)；也可以是多個射頻單元為一個時頻資源服務(wù)。當(dāng)用多個射頻單元構(gòu)成一個時頻資源塊的發(fā)送和接收系統(tǒng)時，發(fā)送射頻單元的個數(shù)與接收射頻單元的個數(shù)可以是相等的，也可以是不等的。

(3)多個發(fā)射單元發(fā)射同一個時頻單元的信號時，發(fā)射的功率可以是相同的，也可以是不同的。也就是說，可以根據(jù)不同的優(yōu)化算法來分配功率，提高系統(tǒng)的能效。

(4)在每個射頻單元上的天線數(shù)量，可以是一個，也可以是多個。也就是說，在每個射頻單元中，可以采用集中式的多天線的模式更好的實現(xiàn)波束賦形。

(5)用戶終端的射頻單元可以采用全雙工的工作方式，也可以采用半雙工的工作方式。即在基站以全雙工工作的過程中，用戶終端可以視其能力，與基站協(xié)商，采用以全雙工的工作方式，或采用半雙工的工作方式。

(6)當(dāng)在用戶終端以半雙工方式時，對應(yīng)基站的全雙工工作方式，一個用戶終端處于接收狀態(tài)，另外一個用戶終端處于發(fā)送狀態(tài)。

(7)在本發(fā)明的實施過程中，對用戶終端射頻單元上的天線數(shù)目沒有限制。天線可以是一個，也可以是多個。當(dāng)用戶終端以全雙工方式工作時，可以是部分天線用于接收，部分天線用于發(fā)送；也可以是所有的天線均同時用于接收和發(fā)送。充分發(fā)揮多天線的增益。

(8)在本發(fā)明的實施過程中，不同的用戶終端可以使用不同的時頻資源塊，此時各個用戶終端間的信號正交，不會產(chǎn)生相互間的干擾。因為在分布式的天線系統(tǒng)中，通常為用戶終端選擇距離較短，或大尺度衰落較小的射頻單元為其服務(wù)。當(dāng)兩個或多個用戶終端有較大的間隔，或者相互間的干擾可以衰減到一定程度時，在小區(qū)內(nèi)相同的時頻資源塊也可以重復(fù)使用。

本發(fā)明因為發(fā)送單元和接收單元分布在不同的位置，彼此有一定的距離，因此可以使得發(fā)送射頻單元發(fā)送的信號，對處于同頻工作中的接收射頻單元接收信號干擾的影響大大地降低。此外，利用基站系統(tǒng)能夠通過多個接收射頻單元實現(xiàn)信號接收分集的特點，用戶終端只需要較小的發(fā)送功率。因為發(fā)送功率小，移動用戶設(shè)備只需要較低的自干擾抑制能力，就能夠?qū)崿F(xiàn)同時同頻全雙工的功能。

如圖2所示，基站和用戶終端均全雙工工作場景，在同一多射頻單元基站系統(tǒng)下，用戶終端使用全雙工的工作方式，一些射頻單元發(fā)射信號給用戶終端，另一些射頻單元接收用戶終端的信號。

如圖3所示，基站全雙工工作、用戶終端半雙工工作場景，在同一多射頻單元基站系統(tǒng)下，一個用戶終端接收一些射頻單元發(fā)射的信號，另一個用戶終端發(fā)射信號給其他射頻單元。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解的是，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種等效的變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同范圍限定。