認知無線電中同頻同時全雙工次用戶數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括：同頻同時全雙工次用戶感知到主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸時，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。本發(fā)明引入全雙工技術，通過同頻同時全雙工次用戶對主用戶的傳送數(shù)據(jù)進行轉發(fā)，能夠提升主用戶的傳輸效率，對次用戶本身吞吐量也不會造成損失。
【專利說明】認知無線電中同頻同時全雙工次用戶數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其是一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法及裝置。
【背景技術】
[0002]認知無線電系統(tǒng)(Cognitive Radio,縮寫CR)中，次用戶能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環(huán)境，探測合法的授權用戶(主用戶)的出現(xiàn)，能自適應地占用即時可用的本地頻譜，同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。無線電環(huán)境中的無線信道和干擾是隨時間變化的，這就需要CR具有較高的靈活性。
[0003]綜上可知，目前的認知無線電系統(tǒng)中，次用戶盡可能不對主用戶進行干擾，但次用戶的存在對主用戶完全沒有任何增益。當主用戶進行數(shù)據(jù)傳輸時，次用戶只是不斷地進行探測和等待，主用戶的數(shù)據(jù)傳輸效率無法進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發(fā)明的目的是，提供一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法以及數(shù)據(jù)傳輸裝置，從而實現(xiàn)在主用戶傳送數(shù)據(jù)時主動進行轉發(fā)，能夠提升主用戶的傳輸效率，對次用戶本身吞吐量也不會造成損失。
[0006](二)技術方案
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明結合全雙工技術，提供一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法，引入收發(fā)信機在相同的時頻資源上進行上下行信號的同時傳輸全雙工次用戶節(jié)點，可以在接受數(shù)據(jù)同時進行轉發(fā)，使次用戶為主用戶帶來增益，與主用戶節(jié)點在頻譜利用上實現(xiàn)雙贏成為了可能。所謂全雙工，其頻譜效率是單工和半雙工的兩倍。根據(jù)上行鏈路和下行鏈路在時頻資源上不同的劃分方式，將半雙工劃分為時分雙工(Time Division Duplexing,以下簡稱:TDD)和頻分雙工(Frequency DivisionDuplexing，以下簡稱:FDD)。其中，TDD采用不同的時隙來區(qū)分上下行鏈路，比如在長期演進(Long Term Evolution,以下簡稱:LTE)系統(tǒng)中，將一個巾貞分為上行子巾貞和下行子巾貞分別用于上下行傳輸；而FDD則是指采用不同的頻譜區(qū)分上下行鏈路。真正的全雙工節(jié)點的引入使次用戶節(jié)點，可以在接受數(shù)據(jù)同時進行轉發(fā)，使次用戶為主用戶帶來增益，與主用戶節(jié)點在頻譜利用上實現(xiàn)雙贏成為了可能。
[0008]具體的，本發(fā)明提供的認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法包括:
[0009]感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0010]若感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。
[0011]可選的，將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)包括:接收包含轉發(fā)方式的控制信號，并通過相應的轉發(fā)方式轉發(fā)所述待傳輸數(shù)據(jù)。
[0012]可選，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
[0013]可選的，所述將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)包括:
[0014]對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)；
[0015]轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
[0016]可選的，若感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸和接收到所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)之間還包括:
[0017]判斷是否轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)；
[0018]若是，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)；若否，則繼續(xù)檢測主用戶的存在。
[0019]為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括:
[0020]感知單元，用于感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0021]轉發(fā)單元，用于在感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。
[0022]可選的，所述轉發(fā)單元包括:
[0023]轉發(fā)子單元，用于接收包含轉發(fā)方式的控制信號，并通過相應的轉發(fā)方式轉發(fā)所述待傳輸數(shù)據(jù)。
[0024]可選的，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
[0025]可選的，所述轉發(fā)單元包括:
[0026]放大子單元，用于對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)；
[0027]第一轉發(fā)子單元，用于轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
[0028]可選的，所述數(shù)據(jù)傳輸裝置還包括:控制單元，用于判斷是否轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)；
[0029]所述控制單元包括:
[0030]第一判定子單元，用于在判定轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)；
[0031]第二判定子單元，用于在判定不轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，控制所述感知單元繼續(xù)檢測主用戶的存在。
[0032](三)有益效果
[0033]區(qū)別于【背景技術】，本發(fā)明提供一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法，引入全雙工技術，通過同頻同時全雙工次用戶感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸，并在主用戶傳送數(shù)據(jù)時進行轉發(fā)，能夠提升主用戶的傳輸效率，對次用戶本身吞吐量也不會造成損失。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明實施例一認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實施例一認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法的具體流程示意圖；[0036]圖3是本發(fā)明實施例一認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法在一應用場景的不意圖；
[0037]圖4是本發(fā)明實施例二認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸裝置的模塊結構圖；
[0038]圖5是本發(fā)明實施例二認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸裝置的具體模塊結構圖；
[0039]圖6.a是本發(fā)明實施例二固定次用戶信噪比SNRs=16dB，在直接轉發(fā)情況下，對比有無次用戶幫助下，主用戶的頻譜效率；
[0040]圖6.b是本發(fā)明實施例二固定主用戶信噪比SNRp = 16dB，在直接轉發(fā)情況下，對比有無次用戶幫助下，主用戶的頻譜效率。
【具體實施方式】
[0041]為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0042]全雙工，是指收發(fā)信機在相同的時頻資源上進行上下行信號的同時傳輸，其頻譜效率是單工和半雙工的兩倍?，F(xiàn)有技術根據(jù)上行鏈路和下行鏈路在時頻資源上不同的劃分方式，將半雙工劃分為時分雙工(Time Division Duplexing，以下簡稱:TDD)和頻分雙工(Frequency Division Duplexing,以下簡稱:FDD)。其中，TDD采用不同的時隙來區(qū)分上下行鏈路，比如在長期演進(Long Term Evolution,以下簡稱:LTE)系統(tǒng)中，將一個巾貞分為上行子幀和下行子幀分別用于上下行傳輸；而FDD則是指采用不同的頻譜區(qū)分上下行鏈路。真正的同頻同時全雙工節(jié)點的實現(xiàn)使次用戶節(jié)點能夠在感知到主用戶進行數(shù)據(jù)傳輸時，做到接受數(shù)據(jù)同時進行轉發(fā)，使次用戶為主用戶帶來增益，與主用戶節(jié)點在頻譜利用上實現(xiàn)雙贏成為了可能。
[0043]實施例一
[0044]請參閱圖1，為本發(fā)明實施例所提供的認知無線電中同頻同時全雙工次用戶(以下簡稱次用戶)的數(shù)據(jù)傳輸方法的流程示意圖，本方法是在次用戶端執(zhí)行的，該方法起始于步驟101，感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0045]在步驟102，若感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。
[0046]本實施例通過次用戶感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸，并在主用戶傳送數(shù)據(jù)時進行轉發(fā)，能夠提升主用戶的傳輸效率，對次用戶本身吞吐量也不會造成損失。
[0047]具體的，是否進行數(shù)據(jù)轉發(fā)、放大轉發(fā)或直接轉發(fā)為同頻同時全雙工次用戶節(jié)點本身決定或認知無線電系統(tǒng)統(tǒng)一控制。為能更好地理解本技術，下面以次用戶主動直接轉發(fā)主用戶的傳輸數(shù)據(jù)為例進行解釋。對于次用戶本身決定是否進行數(shù)據(jù)轉發(fā)以及轉發(fā)方式的具體實現(xiàn)過程如下:首先在初始時，次用戶通過認知無線電系統(tǒng)的控制，被配置為進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，其轉發(fā)方式為直接轉發(fā)。網(wǎng)絡參數(shù)穩(wěn)定后，當次用戶感知到主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸時，主動接收主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并直接轉發(fā)該傳輸數(shù)據(jù)。次用戶也可以根據(jù)自己的實際情況決定是否轉發(fā)該傳輸數(shù)據(jù)，例如:假如次用戶網(wǎng)絡條件差或是電源不足的情況下，次用戶可自動退出該認知無線網(wǎng)絡，不再進行轉發(fā)數(shù)據(jù)。
[0048]對于次用戶主動放大轉發(fā)主用戶的傳輸數(shù)據(jù)的實現(xiàn)過程，如下所示:首先在初始化時，次用戶通過認知無線電系統(tǒng)的控制，被配置為進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，其轉發(fā)方式為放大轉發(fā)。網(wǎng)絡參數(shù)穩(wěn)定后，當次用戶感知到主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸時，主動接收主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并對該傳輸數(shù)據(jù)進行放大數(shù)據(jù)，然后次用戶再轉發(fā)放大處理后的數(shù)據(jù)。
[0049]具體的，對于次用戶在傳輸過程中被認知無線電系統(tǒng)控制的數(shù)據(jù)傳輸方法，其實現(xiàn)過程如下。如圖2所示，步驟102具體通過步驟1021-1026完成，各步驟具體如下。
[0050]在步驟1021，感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸。
[0051]在步驟1022，判斷是否轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)。
[0052]若是，則執(zhí)行步驟1023 ;若否，則返回步驟101，繼續(xù)檢測主用戶的存在。
[0053]在步驟1023，接收認知無線電系統(tǒng)發(fā)送的包含轉發(fā)方式的控制信號，確定所述傳輸數(shù)據(jù)的轉發(fā)方式；其中，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
[0054]在步驟1024，確定轉發(fā)方式為直接轉發(fā)，次用戶直接轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)。
[0055]在步驟1025，確定轉發(fā)方式為放大轉發(fā)，次用戶對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)。
[0056]在步驟1026，次用轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
[0057]如圖3所示，本實施例提供一種應用于認知無線電中同頻同時全雙工節(jié)點利用無線中繼輔助的數(shù)據(jù)傳輸方法，引入全雙工技術，在同頻同時全雙工的傳輸網(wǎng)絡中，次用戶節(jié)點在其可傳輸數(shù)據(jù)的時間段中感知到主用戶進行數(shù)據(jù)傳輸時，主動轉發(fā)主用戶數(shù)據(jù)。次用戶節(jié)點對于主用戶的數(shù)據(jù)轉發(fā)方式為直接轉發(fā)或放大轉發(fā)。
[0058]實施例二
[0059]請參閱圖4，為本發(fā)明實施例提供的一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括:
[0060]感知單元401，用于感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸；
[0061]控制單元402，用于在感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，判斷是否轉發(fā)主用戶的傳輸數(shù)據(jù)。具體的，控制單元402如圖5所示，包括:
[0062]第一判定子單元4021，用于在判定為轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)；控制單元402發(fā)出控制信號控制轉發(fā)單元403轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)。
[0063]第二判定子單元4022，用于在判定為不轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，控制所述感知單元繼續(xù)檢測主用戶的存在。
[0064]轉發(fā)單元403，用于在控制單元402判定轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)?？蛇x的，如圖5所示，所述轉發(fā)單元403包括:
[0065]轉發(fā)子單元4031，用于接收包含轉發(fā)方式的控制信號，并通過相應的轉發(fā)方式轉發(fā)所述待傳輸數(shù)據(jù)。其中，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
[0066]放大子單元4032，用于在轉發(fā)子單元4031判定轉發(fā)方式為放大轉發(fā)的情況下，對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)；
[0067]第一轉發(fā)子單元4033，用于轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
[0068]第二轉發(fā)子單元4034，用于在轉發(fā)子單元4031判定轉發(fā)方式為直接轉發(fā)的情況下，直接轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)。[0069]圖6.a、圖6.b為分別固定次、主用戶信噪比為16dB，在次用戶進行直接轉發(fā)情況下，對有無次用戶幫助下，主用戶的頻譜效率進行對比。可以清晰看到，無論主、次用戶信噪比如何變動，增加了次用戶的轉發(fā)輔助，可以穩(wěn)定地提升主用戶的頻譜效率。
[0070]上述實施例為傳輸數(shù)據(jù)過程中本裝置被認知無線電系統(tǒng)控制的實施例，對于本裝置可自身決定是否轉發(fā)或轉發(fā)方式的實現(xiàn)方案，其具體實現(xiàn)如下。
[0071]對于本裝置主動直接轉發(fā)主用戶的傳輸數(shù)的具體實現(xiàn)過程如下:首先在初始時，次用戶通過認知無線電系統(tǒng)的控制，被配置為進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，其轉發(fā)方式為直接轉發(fā)。網(wǎng)絡參數(shù)穩(wěn)定后，當次用戶感知到主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸時，主動接收主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并直接轉發(fā)該傳輸數(shù)據(jù)。次用戶也可以根據(jù)自己的實際情況決定是否轉發(fā)該傳輸數(shù)據(jù)，例如:假如次用戶網(wǎng)絡條件差或是電源不足的情況下，次用戶可自動退出該認知無線網(wǎng)絡，不再進行轉發(fā)數(shù)據(jù)。
[0072]對于本裝置主動放大轉發(fā)主用戶的傳輸數(shù)據(jù)的實現(xiàn)過程，如下所示:首先在初始化時，次用戶通過認知無線電系統(tǒng)的控制，被配置為進行數(shù)據(jù)轉發(fā)，其轉發(fā)方式為放大轉發(fā)。網(wǎng)絡參數(shù)穩(wěn)定后，當次用戶感知到主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸時，主動接收主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并對該傳輸數(shù)據(jù)進行放大數(shù)據(jù)，然后次用戶再轉發(fā)放大處理后的數(shù)據(jù)。
[0073]由此可知，本發(fā)明實施例弓I入全雙工技術，通過同頻同時全雙工次用戶利用感知單元主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸，并在主用戶傳送數(shù)據(jù)時利用轉發(fā)單元進行轉發(fā)，能夠提升主用戶的傳輸效率，對次用戶本身吞吐量也不會造成損失。
[0074]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，包括: 同頻同時全雙工次用戶感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸；感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)包括:接收包含轉發(fā)方式的控制信號，并通過相應的轉發(fā)方式轉發(fā)所述待傳輸數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
4.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，所述將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)包括: 對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)； 轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)據(jù)傳輸方法，其特征在于，若感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸和接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)之間還包括: 判斷是否轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)； 若是，則接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)；若否，則繼續(xù)檢測主用戶的存在。
6.一種認知無線電中同頻同時全雙工次用戶的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，包括: 感知單元，用于感知主用戶是否在進行數(shù)據(jù)傳輸； 轉發(fā)單元，用于在感知到所述主用戶在進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r下，接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)。
7.根據(jù)權利要求6所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述轉發(fā)單元包括: 轉發(fā)子單元，用于接收包含轉發(fā)方式的控制信號，并通過相應的轉發(fā)方式轉發(fā)所述待傳輸數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求7所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述轉發(fā)方式包括放大轉發(fā)和直接轉發(fā)。
9.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，所述轉發(fā)單元包括: 放大子單元，用于對所述傳輸數(shù)據(jù)進行放大處理，得到放大數(shù)據(jù)； 第一轉發(fā)子單元，用于轉發(fā)所述放大數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權利要求6所述的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其特征在于，還包括:控制單元，用于判斷是否轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)； 所述控制單元包括: 第一判定子單元，用于在判定為轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，接收所述主用戶的傳輸數(shù)據(jù)并將所述傳輸數(shù)據(jù)轉發(fā)； 第二判定子單元，用于在判定為不轉發(fā)所述傳輸數(shù)據(jù)的情況下，控制所述感知單元繼續(xù)檢測主用戶的存在。
【文檔編號】H04L5/00GK103746788SQ201410020519
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】李云洲, 朱銳, 扈俊剛, 許希斌, 王京, 肖立民, 張艷 申請人:清華大學