一种应用于毫米波wpan网络的空间复用链路调度方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于毫米波WPAN网络的空间复用链路调度方法，包括以下步骤：（1）、在当前信号传输帧的时隙分配开始前设定一个定向测量干扰的信号探测广播期；（2）、建立各链路共信道相互干扰统计表；（3）、计算各链路允许的链路干扰容限值并建立链路干扰容限表；（4）、根据链路的条数将当前信号传输帧划分为与所述各链路一一对应的多个时隙，且每一条链路在与其对应的时隙中作为主链路，并通过比较链路间实际干扰值与各链路的干扰容限值的方法来逐个时隙确定除主链路之外能够允许同时传输的其他链路。本发明的链路调度方法所有链路均可以在一个传输周期内实现接入，在一定程度上保证了链路的公平性，最大化利用了空间复用增益，优先安排与主链路相互干扰小的链路进入该时隙，使得每个时隙能够尽可能容纳更多的并行链路，最大化系统吞吐量。
【专利说明】—种应用于毫米波WPAN网络的空间复用链路调度方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信领域，具体地说，是涉及一种应用于毫米波WPAN网络的空间复用链路调度方法。
【背景技术】
[0002]无线通信技术中，多采用传统的基于时分多址的中心控制网络，该种控制网络的中心式网络基站或者中心节点为网络内的唯一的数据转发者，一个传输时隙内仅允许一条链路工作(上行链路或者下行链路)，一般采用时分多址(TDMA)接入。
[0003]基于毫米波无线个域网(Wireless Personal Area Network,WPAN)系统米用中心控制，设备点到点直连的混合式网络结构，数据传输无需通过中心节点转发，中心节点只承担网络的控制和管理。同时毫米波信号在传输过程中具有较大的路径损耗，所以距离较远的两个毫米波通信设备相互之间不会产生干扰或者相互之间的干扰很小。而且大多数毫米波设备采用定向传输波束成形技术，这使得毫米波的高速数据传输通常是方向性的，这都为空间复用的实现提供了保障。此时如果再采用TDMA多址接入，将不利于WPAN网络内频谱的重复利用，网络数据传输效率低。空分时分联合多址(STDMA)能够利用网络内不同方向链路的空间特性，将互不干扰或干扰很小的链路分配到一个时隙内，使多条链路并行收发，有利于提闻晕米波WPAN网络的系统吞吐量。
[0004]假设在WPAN网络的一帧信号数据传输的时间长度为T，存在N条有通信需求的通信链路，若以传统的TDMA方式接入，每个时隙只能传输一条链路的数据，各个链路的数据需要分时隙依次进行传输，则每个时隙的持续时间为T/N。假设每条链路的带宽和高斯白噪声功率谱密度相同均为W和NO，链路i被安排到一个时隙进行传输，其接收端接收到的有用信号功率被表示为Pi，则由N条链路组成的WPAN系统的的总吞吐量为:
【权利要求】
1.一种应用于毫米波WPAN网络的空间复用链路调度方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)、在当前信号传输帧的时隙分配开始前设定一个定向测量干扰的信号探测广播期，用于测量在当前信号传输帧内进行通信的链路间的相互干扰； (2)、各链路记录其他链路信号发送端对本链路接收端的干扰值，然后WPAN网络中用于负责调度链路和分配时隙的微微网协调控制器将所有干扰信号值进行统计并建立一个共信道干扰统计表； (3)、计算各链路在满足其规定的传输速率时可以允许的链路干扰容限值，将判定多条链路能否在同一时隙中传输的条件设定为同一时隙中其他链路对本链路干扰值之和不超过本链路的链路干扰容限值； (4)、根据链路的条数将当前信号传输帧划分为与所述各链路一一对应的多个时隙，且每一条链路在与其对应的时隙中作为主链路，并逐个时隙确定除主链路之外能够允许同时传输的其他链路，让这些可以同时传输的链路在该时隙内并行传输，在第i条链路作为主链路的时隙中，该时隙中至少包括主链路，当该时隙中仅包括主链路时，判断能否允许第j条链路加入的条件是: 第j条链路对主链路的干扰值小于所述主链路的链路干扰容限值； 以及，主链路对第j条链路的干扰值小于该第j条链路的链路干扰容限值，其中，j不等于i ; 当该时隙中还包括其他链路时，判断能否允许第j条链路加入的条件是: 第j条链路和该时隙中其他链路对主链路的干扰值之和小于所述主链路的链路干扰容限值； 以及，主链路和该时隙中其他链路对第j条链路的干扰值之和小于该第j条链路的链路干扰容限值，其中，j不等于i。
2.根据权利要求1所述的空间复用链路调度方法，其特征在于，在所述步骤(I)中，在信号探测广播期中，微微网协调控制器以一定的链路顺序调度每条链路在各自传输方向上以TDMA的方式依次发送一个短的信号探测帧，所有链路在自身链路的通信方向上定向接收每个链路发送的信号探测帧。
3.根据权利要求2所述的空间复用链路调度方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，各链路的接收机依次记录所有链路信号发送端对本链路的干扰值，以及其自身链路发送端发送出的有用信号能量值，然后将所接收的干扰值以及发出的有用信号能量值发送给微微网协调控制器，所述微微网协调控制器接收到这些信息后建立一个共信道干扰统计表。
4.根据权利要求3所述的空间复用链路调度方法，其特征在于，在所述步骤(3)中，计算各链路在满足其规定的传输速率时所允许的链路干扰容限值的方法为:■S/尋)=N.二> S/NRlh(i)，其中siNRth(i)为第i H连路按规定M?传@时.所白勺最低信干噪比，Ntl为WPAN网络所处环境的单边噪声功率谱密度，W为信号带宽，Qi为第i条链路在规定的传输速率时所允许的最大链路干扰，Pi为第i条链路接收端接收到的自身链路
F^-SiNRlll(I)XN0W发出的有用信号能量，由上述公式计算出，得到每条链路可以允许
SINRlll(I)的最闻干扰容限Qi。
【文档编号】H04W72/12GK104168658SQ201410400990
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月15日 优先权日:2014年8月15日
【发明者】施威, 王景景, 张 浩, 刘云, 牛秋娜 申请人:青岛科技大学