本發明涉及通(tong)信技術(shu)領域(yu)，具體地(di)說，涉及一種針對混合全雙工半雙工網絡的用戶接(jie)入控(kong)制(zhi)方法與用戶接(jie)入控(kong)制(zhi)裝置。

背景技術：

隨著無線(xian)設(she)備的(de)增加(jia)和無線(xian)業務的(de)迅(xun)猛發展，未來無線(xian)網絡需要容納更多(duo)的(de)移動終(zhong)端和支持更高數據(ju)速率(lv)的(de)業務。在頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)資源(yuan)有(you)限(xian)的(de)情況下(xia)(xia)(xia)，采用頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)效率(lv)更高的(de)技(ji)(ji)術(shu)是必然要求。同(tong)頻(pin)(pin)同(tong)時(shi)全(quan)雙工(gong)以其(qi)較高的(de)頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)效率(lv)提(ti)升能力成為了一(yi)項十(shi)分(fen)有(you)潛力的(de)技(ji)(ji)術(shu)。與(yu)傳統(tong)的(de)在兩(liang)個(ge)(ge)(ge)時(shi)隙或(huo)兩(liang)個(ge)(ge)(ge)信道進(jin)行(xing)上行(xing)和下(xia)(xia)(xia)行(xing)的(de)時(shi)分(fen)雙工(gong)或(huo)頻(pin)(pin)分(fen)雙工(gong)技(ji)(ji)術(shu)相(xiang)比(bi)，全(quan)雙工(gong)技(ji)(ji)術(shu)能夠使上行(xing)和下(xia)(xia)(xia)行(xing)在同(tong)一(yi)個(ge)(ge)(ge)頻(pin)(pin)段同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)，即頻(pin)(pin)譜(pu)(pu)效率(lv)翻倍。因(yin)此，全(quan)雙工(gong)技(ji)(ji)術(shu)成為了第五代移動通信系統(tong)(5g)的(de)關鍵技(ji)(ji)術(shu)之一(yi)。

但是全雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)技術(shu)(shu)存在(zai)自干擾(rao)問(wen)題，雖然(ran)最新自干擾(rao)消(xiao)除技術(shu)(shu)能將自干擾(rao)降至-110db，以使其能夠現實應用(yong)，從而(er)在(zai)信道資源有限的(de)(de)條件下能夠容納更(geng)多的(de)(de)用(yong)戶(hu)數量，但是其性能劣于半雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)網(wang)(wang)絡，因此，能同(tong)時(shi)(shi)開啟全雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)模式與半雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)模式的(de)(de)混合(he)全雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)半雙(shuang)(shuang)工(gong)(gong)網(wang)(wang)絡成為能同(tong)時(shi)(shi)兼顧接(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)數與網(wang)(wang)絡性能的(de)(de)最好(hao)選擇(ze)，但是在(zai)這種模式下，很難實現用(yong)戶(hu)接(jie)入(ru)與功率控制的(de)(de)同(tong)時(shi)(shi)優(you)化。

技術實現要素：

本發明的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是(shi)提供(gong)一種(zhong)混合全雙工半雙工網絡的(de)(de)用戶接入控制方法，以同時優化(hua)網絡的(de)(de)用戶接入與(yu)總發射功率；

本(ben)發(fa)明的(de)(de)另一(yi)目的(de)(de)是提(ti)供一(yi)種混合全雙(shuang)工(gong)半雙(shuang)工(gong)網絡的(de)(de)用戶(hu)接入(ru)控制(zhi)裝置，以同時(shi)優化網絡的(de)(de)用戶(hu)接入(ru)與總發(fa)射功率(lv)。

為了(le)實(shi)現上述的(de)目(mu)的(de)，本發明(ming)提供的(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)接(jie)(jie)入控(kong)制方法包(bao)括(kuo)初(chu)始化步(bu)(bu)驟、信(xin)(xin)道(dao)(dao)預分(fen)配步(bu)(bu)驟、可(ke)行(xing)性檢(jian)查步(bu)(bu)驟及信(xin)(xin)道(dao)(dao)再次(ci)分(fen)配步(bu)(bu)驟；其(qi)中，初(chu)始化步(bu)(bu)驟包(bao)括(kuo)在具有n個(ge)信(xin)(xin)道(dao)(dao)、k個(ge)真(zhen)(zhen)實(shi)上行(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)及m個(ge)真(zhen)(zhen)實(shi)下(xia)行(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)網絡中增加(jia)(n-k)個(ge)虛(xu)擬(ni)上行(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)與(yu)(n-m)個(ge)虛(xu)擬(ni)下(xia)行(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)；信(xin)(xin)道(dao)(dao)預分(fen)配步(bu)(bu)驟包(bao)括(kuo)構(gou)(gou)(gou)建n×n矩陣{pi,j}，pi,j為一(yi)(yi)對(dui)(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(i,j)的(de)發射功(gong)(gong)率(lv)之和，若一(yi)(yi)對(dui)(dui)(dui)真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)對(dui)(dui)(dui)不滿(man)足qos限制條件(jian)，則pi,j等于(yu)常數(shu)(shu)l1，l1大于(yu)兩個(ge)真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)(gou)成全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對(dui)(dui)(dui)時的(de)最大發射功(gong)(gong)率(lv)之和，若真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)與(yu)虛(xu)擬(ni)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)(gou)成全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對(dui)(dui)(dui)，則pi,j為真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的(de)半(ban)雙(shuang)工(gong)功(gong)(gong)率(lv)，若兩個(ge)虛(xu)擬(ni)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)(gou)成全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對(dui)(dui)(dui)，則pi,j等于(yu)常數(shu)(shu)l2，l2大于(yu)兩個(ge)真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)(gou)成全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對(dui)(dui)(dui)時的(de)最大發射功(gong)(gong)率(lv)之和，以總發射功(gong)(gong)率(lv)最小為目(mu)標，獲取以矩陣{pi,j}為效用(yong)(yong)(yong)(yong)矩陣的(de)指派(pai)問題的(de)解(jie)，并以該解(jie)為控(kong)制參數(shu)(shu)配置用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)接(jie)(jie)入；可(ke)行(xing)性檢(jian)查步(bu)(bu)驟包(bao)括(kuo)若有用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)無法接(jie)(jie)入，則剔除該用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)所在的(de)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)對(dui)(dui)(dui)，獲取空閑信(xin)(xin)道(dao)(dao)；信(xin)(xin)道(dao)(dao)再次(ci)分(fen)配步(bu)(bu)驟包(bao)括(kuo)從未接(jie)(jie)入的(de)真(zhen)(zhen)實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)中選取n個(ge)功(gong)(gong)率(lv)最小的(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)以半(ban)雙(shuang)工(gong)模式接(jie)(jie)入，n為空信(xin)(xin)道(dao)(dao)的(de)數(shu)(shu)量。

通過增設(she)虛(xu)擬(ni)上(shang)行(xing)(xing)(xing)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)與虛(xu)擬(ni)下行(xing)(xing)(xing)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)及以用(yong)戶(hu)(hu)(hu)對發射功率(lv)(lv)(lv)之(zhi)和為元素構建(jian)矩陣(zhen){pi,j}，以將原來需分(fen)步進行(xing)(xing)(xing)的(de)(de)在最(zui)大化(hua)接(jie)入(ru)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)數目基礎上(shang)選取發射功率(lv)(lv)(lv)最(zui)小解(jie)的(de)(de)問題轉化(hua)成單步的(de)(de)最(zui)小化(hua)功率(lv)(lv)(lv)問題，轉化(hua)成可用(yong)k-m算法(fa)進行(xing)(xing)(xing)求解(jie)的(de)(de)標準指派問題，在大大地(di)降低運算復雜度的(de)(de)同時(shi)，實現同時(shi)優(you)化(hua)網絡的(de)(de)用(yong)戶(hu)(hu)(hu)接(jie)入(ru)與總發射功率(lv)(lv)(lv)。

具(ju)體的(de)方案為(wei)l2＞l1，當信(xin)道(dao)不足時，優(you)先將信(xin)道(dao)分配給由兩個真實(shi)用戶(hu)構成的(de)全雙工對，而不是由兩個虛擬用戶(hu)構成的(de)全雙工對。

另一個具體的方案為qos限制條件為其中，是上行用戶的最小數據速率要求,是下行用戶的最小數據速率要求，為上行用戶的速率，為下行用戶的速(su)率(lv)，a是中(zhong)斷概率(lv)。

更具體的方案為若一對真實用戶對不滿足則pi,j＝l1；其中，η是自干擾消除系數，為上行用戶的平均信道功率增益，為下行用戶的平均信道功率增益，為上(shang)行用(yong)戶與(yu)下(xia)行用(yong)戶間的(de)平均信道功(gong)率增益。有效(xiao)地避免兩(liang)個(ge)真實用(yong)戶因(yin)距離(li)不(bu)適宜(yi)而無法配對的(de)問題出現，以接入更多用(yong)戶。

再具體的方案為一對真實用戶構成全雙工對的功率之和

其中，為上行鏈路的噪聲功率，為下(xia)行鏈路的噪聲功(gong)率。在可行性(xing)區域(yu)內，選取最小發(fa)射功(gong)率之和構建矩陣元素，進一步優化發(fa)射功(gong)率。

另一個(ge)具體的方案為使用(yong)k-m算法獲取標準指派問題(ti)的最優解集。

優選的方案為當基站處于全雙工模式時，上行用戶的速率為下行用戶的速率為其中，為上行用戶與下行用戶匹配時的發射功率，為下行用戶和上行用戶匹配時的發射功率，為是上行鏈路的噪聲功率，為下行鏈路的噪聲功率，為上行用戶的信道增益，為下行用戶的信道增益，hi,j是上行用戶和下行用戶間的干擾信道的增益，η是自干擾消除系數；當基站處于半雙工模式時，上行用戶的速率為下行用戶的速率為pi^u為上行用戶的發射功率，為(wei)下行(xing)用戶的(de)發射功率。

另一個更優(you)選的(de)方案(an)為包括前置預判步驟：若m+k≤n，則(ze)真(zhen)實上(shang)行用(yong)戶與真(zhen)實下(xia)行用(yong)戶均以(yi)半雙工(gong)模式接(jie)入(ru)，否則(ze)進行初(chu)始化步驟。

為(wei)(wei)(wei)了(le)實(shi)現上述另一目的，本發(fa)明提供的用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)接(jie)入(ru)(ru)控(kong)制裝置包括初(chu)始(shi)化(hua)單(dan)元、信(xin)道(dao)預分(fen)配單(dan)元、可行(xing)(xing)性檢查單(dan)元及信(xin)道(dao)再次(ci)分(fen)配單(dan)元；其中(zhong)，初(chu)始(shi)化(hua)單(dan)元用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)在具有(you)n個(ge)(ge)信(xin)道(dao)、k個(ge)(ge)真實(shi)上行(xing)(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)及m個(ge)(ge)真實(shi)下行(xing)(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的網絡中(zhong)增加(n-k)個(ge)(ge)虛(xu)擬上行(xing)(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)與(n-m)個(ge)(ge)虛(xu)擬下行(xing)(xing)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)；信(xin)道(dao)預分(fen)配單(dan)元用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)構(gou)(gou)建n×n矩陣(zhen){pi,j}，pi,j為(wei)(wei)(wei)一對用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)(i,j)的發(fa)射(she)功(gong)率(lv)(lv)之和(he)(he)，若(ruo)一對真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)對不滿足(zu)qos限制條件，則(ze)pi,j等(deng)于(yu)常數l1，l1大(da)于(yu)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)成(cheng)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對時的最大(da)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)(lv)之和(he)(he)，若(ruo)真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)與虛(xu)擬用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)成(cheng)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對，則(ze)pi,j為(wei)(wei)(wei)真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)的半雙(shuang)工(gong)功(gong)率(lv)(lv)，若(ruo)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)虛(xu)擬用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)成(cheng)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對，則(ze)pi,j等(deng)于(yu)常數l2，l2大(da)于(yu)兩(liang)(liang)個(ge)(ge)真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)構(gou)(gou)成(cheng)全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)對時的最大(da)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)(lv)之和(he)(he)，以(yi)總發(fa)射(she)功(gong)率(lv)(lv)最小為(wei)(wei)(wei)目標，獲取以(yi)矩陣(zhen){pi,j}為(wei)(wei)(wei)效用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)矩陣(zhen)的指派問(wen)題的解(jie)(jie)，并以(yi)該解(jie)(jie)為(wei)(wei)(wei)控(kong)制參數配置用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)接(jie)入(ru)(ru)；可行(xing)(xing)性檢查單(dan)元用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)若(ruo)有(you)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)無法接(jie)入(ru)(ru)，則(ze)剔(ti)除該用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)所在的全(quan)(quan)雙(shuang)工(gong)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)對，并獲取空(kong)閑信(xin)道(dao)；信(xin)道(dao)再次(ci)分(fen)配單(dan)元用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)從未接(jie)入(ru)(ru)的真實(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)中(zhong)選(xuan)取n個(ge)(ge)功(gong)率(lv)(lv)最小的用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(hu)(hu)(hu)(hu)以(yi)半雙(shuang)工(gong)模(mo)式接(jie)入(ru)(ru)，n為(wei)(wei)(wei)空(kong)信(xin)道(dao)的數量。

附圖說明

圖1為本發明實(shi)施(shi)例中混合全雙(shuang)工半雙(shuang)工混合網絡的通(tong)信示意(yi)圖；

圖2為本發明實施例中用(yong)戶接入控(kong)制方(fang)法的(de)工作(zuo)流程圖；

圖3為本(ben)發明(ming)實施(shi)例中(zhong)混(hun)(hun)合(he)全雙工半雙工混(hun)(hun)合(he)網(wang)絡(luo)添加虛(xu)擬用戶后(hou)的(de)通信示(shi)意圖；

圖4為本發明實施例(li)與對比例(li)所需發射功率的(de)對比圖；

圖5為本(ben)發(fa)明實(shi)施例中用戶接入控制(zhi)裝(zhuang)置的結構框(kuang)圖。

具體實施方式

下面結合(he)實施例及其(qi)附(fu)圖對本發明(ming)作進一(yi)步(bu)的說明(ming)。

實施例

如圖1所示，基站1能夠開啟全雙工模式和半雙工模式，用戶由于硬件限制只能處于半雙工模式，在該通信網絡中，包含k個真實上行用戶m個真實下行用戶及n條(tiao)信道，max{k,m}≤n。

根(gen)據基站所(suo)開啟的模式，用戶有兩種不同的接入方式：

1)當基站處于全雙工模式時，上行用戶和下行用戶在(zai)同一條信道進行(xing)(xing)信息的傳遞(di)，如圖(tu)1中(zhong)所示的上(shang)行(xing)(xing)用(yong)戶(hu)4與下行(xing)(xing)用(yong)戶(hu)5構(gou)成全雙工用(yong)戶(hu)對，基站(zhan)1受(shou)到(dao)自干擾，而下行(xing)(xing)用(yong)戶(hu)5受(shou)到(dao)來自上(shang)行(xing)(xing)用(yong)戶(hu)4的同信道干擾，二者(zhe)的可達速(su)率(lv)表示為：

其中，和分別位上行用戶和下行用戶相匹配時發射功率的，pi^u和分別是上行用戶和下行用戶的發射功率。和是上行用戶和下行用戶的信道增益，hi,j是上行用戶和下行用戶間的干擾信道的增益，η是自干擾消除系數，為是上行鏈路的噪聲功率，為下行鏈路的噪聲功率。

2)當基站處于半雙工模式時，上行用戶和下行用戶各獨占一條信道進行信息傳遞，如圖1中所示的上行用戶3與下行用戶2均為半雙工用戶，上行用戶和下行用戶的可達速率表示為：

選取信道為瑞利衰落信道，則和hi,j都服從均值為和的指數分布。

在基站處于全雙工模式時，一對上行用戶和下行用戶必(bi)須(xu)滿足一定的qos限制，本實施例(li)選用中斷(duan)概率作為(wei)qos準則，即：

其中，和是上行用戶和下行用戶的最小數據(ju)速(su)率要求，a是中斷概率。

對(dui)于滿足上述(shu)qos限制(zhi)，一對(dui)上下行用戶(hu)的發射(she)功(gong)率域必須滿足：

且僅當時，才存在可行功率域，此時，最優發射功率和表示為：

如(ru)圖所2所示，本實施混合全雙工半雙工網絡例包括(kuo)前置預判(pan)步驟s1、初(chu)始(shi)化步驟s2、初(chu)始(shi)信道(dao)分(fen)配步驟s3、可行(xing)性檢查(cha)步驟s4及(ji)再次信道(dao)分(fen)配步驟s5。

前置預判(pan)步驟s1，若m+k≤n，則k個(ge)真實上行用戶(hu)與m個(ge)真實下行用戶(hu)均以半雙工模式接入(ru)，否則進行初(chu)始化步驟s2。

初始化步驟s2，增加(jia)(n-k)個(ge)虛擬上行(xing)用戶(hu)和(n-m)個(ge)虛擬下行(xing)用戶(hu)。

在原始包含k個上行用戶m個下行用戶n條信道通信網絡的基礎上，增加(n-k)個虛擬上行用戶和(n-m)個虛擬下行用戶以構建了包含n個上行用戶n個下行用戶n條信(xin)道(dao)的(de)通信(xin)網(wang)絡。

信道預分配步(bu)驟s3，構建n×n矩(ju)陣{pi,j}，元素pi,j為一對用戶(i,j)的發射功(gong)率之和，經初始(shi)化步(bu)驟s2配置(zhi)后的通信網絡，有以下幾種不同的上下行匹配方式需要考慮：

1)對于1≤i≤k和1≤j≤m，若一對用戶對不滿足qos限制條件，則pi,j＝l1，且l1大于兩個真實用戶構成全雙工對時的最大發射功率之和，即若上行用戶和下行用戶構成一對全雙工對，即如圖3所示的上行用戶4與下行用戶5構成一對全雙工用戶對，最優發射功率之和為，

2)對于1≤i≤k和m+1≤j≤n，此時，上行用戶和一個虛擬下行用戶配對，則上行用戶處于半雙工模式，即如圖3所示的虛擬下行用戶8與上行用戶3配對，上行用戶3處于半雙工模式，上行用戶的最優發射功率為

3)對于k+1≤i≤n和1≤j≤m，此時，下行用戶和一個虛擬上行用戶配對，則下行用戶處于半雙工模式，即如圖3所示的虛擬上行用戶7與下行用戶2配對，下行用戶2處于半雙工模式，下行用戶的最優發射功率為

4)對于k+1≤i≤n和m+1≤j≤n，此時，虛擬上行用戶無法和虛擬下行用戶進行配對，賦予這樣的虛擬-虛擬用戶對的發射功率之和為一個很大的值l2，例如，l2大于兩個真實用戶構成全雙工對時的最大發射功率之和，即，在(zai)本(ben)實施例中(zhong)l2＞l1。

從而可將原本需分(fen)步進行的最(zui)大(da)化接入(ru)用戶數目基礎上選取發射功率最(zui)小(xiao)解的問(wen)題(ti)(ti)轉化為了單步的最(zui)小(xiao)化功率問(wen)題(ti)(ti)：

上述問題是效用矩(ju)陣為(wei){pi,j}的標準(zhun)指派(pai)問題。

通過k-m算法獲取(qu)該標準(zhun)指派問題的解(jie)，即{ρi,j}，并以該解(jie)為控制(zhi)參數安排(pai)用(yong)戶接入，例如(ru)，ρi,j＝0，表示(shi)(shi)用(yong)戶(i,j)不(bu)配對(dui)(dui)接入，ρi,j＝1表示(shi)(shi)用(yong)戶(i,j)配對(dui)(dui)接入。

可行(xing)性檢(jian)查步驟s4，檢(jian)查是否有用戶(hu)無法接入(ru)，若有，則(ze)將該(gai)用戶(hu)所在的全雙工用戶(hu)從解中除(chu)去以獲取空閑信道。

信(xin)道(dao)再次分配步(bu)驟s5，從未接入的全雙工對用戶(hu)中(zhong)(zhong)選(xuan)取功率最小的n個用戶(hu)以半(ban)雙工模(mo)式接入通(tong)信(xin)網絡(luo)中(zhong)(zhong)，其中(zhong)(zhong)，n為空(kong)信(xin)道(dao)的數目。

參見圖5，本(ben)實施例(li)混合全(quan)雙工半雙工網(wang)絡的(de)用戶(hu)接入的(de)控制裝置9包括(kuo)前置預(yu)(yu)判單(dan)(dan)元(yuan)91、初始化(hua)單(dan)(dan)元(yuan)92、信道預(yu)(yu)分配單(dan)(dan)元(yuan)93、可行性檢查單(dan)(dan)元(yuan)94及信道再(zai)次分配單(dan)(dan)元(yuan)95。

前置預判單元91用于(yu)當m+k≤n時，將(jiang)k個(ge)真實(shi)上行用戶(hu)與m個(ge)真實(shi)下行用戶(hu)配置成均以半(ban)雙工模式接(jie)入。

初(chu)始化(hua)單元92用(yong)于增加(n-k)個虛擬(ni)上行用(yong)戶與(n-m)個虛擬(ni)下行用(yong)戶，k為真實(shi)上行用(yong)戶數(shu)，m為真實(shi)下行用(yong)戶數(shu)，n為信道數(shu)。

信(xin)道預分配單(dan)元93用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)構(gou)建n×n矩陣{pi,j}，pi,j為一對(dui)(dui)(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)(i,j)的(de)(de)發(fa)射功率(lv)(lv)之和；若一對(dui)(dui)(dui)(dui)真(zhen)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)對(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)滿足qos限(xian)制條件(jian)，則(ze)pi,j等于(yu)(yu)常(chang)數l1，l1大(da)于(yu)(yu)兩個(ge)真(zhen)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)構(gou)成(cheng)全(quan)雙(shuang)工對(dui)(dui)(dui)(dui)時的(de)(de)最(zui)大(da)發(fa)射功率(lv)(lv)之和；若真(zhen)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)與虛(xu)擬用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)構(gou)成(cheng)全(quan)雙(shuang)工對(dui)(dui)(dui)(dui)，則(ze)pi,j為真(zhen)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)的(de)(de)半雙(shuang)工功率(lv)(lv)；若兩個(ge)虛(xu)擬用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)構(gou)成(cheng)全(quan)雙(shuang)工對(dui)(dui)(dui)(dui)，則(ze)pi,j等于(yu)(yu)常(chang)數l2，l2大(da)于(yu)(yu)兩個(ge)真(zhen)實(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)構(gou)成(cheng)全(quan)雙(shuang)工對(dui)(dui)(dui)(dui)時的(de)(de)最(zui)大(da)發(fa)射功率(lv)(lv)之和；以總發(fa)射功率(lv)(lv)最(zui)小為目標，獲取以矩陣{pi,j}為效用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)矩陣的(de)(de)指派問題(ti)的(de)(de)解，并以該(gai)解為控制參數配置用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)接(jie)入。

可(ke)行(xing)性檢(jian)查單(dan)元94用(yong)于存(cun)在(zai)用(yong)戶無法接入時，剔除該用(yong)戶所在(zai)的全雙工用(yong)戶對，并獲取(qu)空閑信道(dao)。

信道(dao)再次分配單元95用(yong)于從未接(jie)入(ru)的真實用(yong)戶中(zhong)選取n個(ge)功率最小的用(yong)戶以半雙工模式接(jie)入(ru)，n為空信道(dao)的數量。

在(zai)本實(shi)(shi)施例中(zhong)，用戶(hu)分為真實(shi)(shi)用戶(hu)與虛擬用戶(hu)，真實(shi)(shi)上(shang)行用戶(hu)數與真實(shi)(shi)下行用戶(hu)數均是指真實(shi)(shi)用戶(hu)的數量。

性能分析

為(wei)了評價本實施(shi)例(li)的(de)性(xing)能，以(yi)證(zheng)明(ming)本實施(shi)例(li)聯合(he)用戶(hu)接入和功率控制方案的(de)性(xing)能優越(yue)性(xing)，將(jiang)其與隨機匹配(pei)方案進行比(bi)較(jiao)，并以(yi)技術場景如下的(de)全雙(shuang)工(gong)/半雙(shuang)工(gong)混合(he)網絡為(wei)例(li)進行說明(ming)：

小(xiao)(xiao)區半徑(jing)(jing)為(wei)(wei)0.1km，基站位于小(xiao)(xiao)區中心，上行用(yong)(yong)戶(hu)和(he)(he)下行用(yong)(yong)戶(hu)數目分別為(wei)(wei)10個，用(yong)(yong)戶(hu)隨機分布在小(xiao)(xiao)區內。用(yong)(yong)戶(hu)和(he)(he)基站間的路徑(jing)(jing)損失為(wei)(wei)128.1+37.6log(d(km))；用(yong)(yong)戶(hu)和(he)(he)用(yong)(yong)戶(hu)間的路徑(jing)(jing)損失為(wei)(wei)148+40log(d(km))。上行用(yong)(yong)戶(hu)和(he)(he)下行用(yong)(yong)戶(hu)的最低(di)數據速率(lv)為(wei)(wei)2.0bit/s/hz。

在接入用戶數目相(xiang)等的條件下，對(dui)比結果如圖4所示：

(1)本實施例中的(de)算法(fa)(fa)1性能遠遠超過了隨機匹配方案(an)，特別(bie)是在(zai)信道數目較少(shao)的(de)情況下，算法(fa)(fa)1所(suo)需的(de)發射功(gong)率遠小于隨機匹配方案(an)所(suo)需的(de)發射功(gong)率。

(2)當信道數目(mu)逐漸增加時，算法1與隨機匹(pi)配方(fang)案的(de)性(xing)能(neng)差距越(yue)(yue)來越(yue)(yue)小，當信道數目(mu)為20時，兩者所需(xu)發射(she)功(gong)率相同，此時，所有(you)用戶均(jun)處于半雙(shuang)工模式，且發射(she)功(gong)率也(ye)與自干擾系數無關。

以上所述僅為本發(fa)明(ming)的(de)優選實(shi)施(shi)方(fang)式，并不(bu)用(yong)以限制本發(fa)明(ming)，凡在本發(fa)明(ming)的(de)精神和原則之(zhi)內，所作的(de)任何修改、等(deng)同替換、改進等(deng)，均應包含(han)在本發(fa)明(ming)的(de)保護(hu)范圍之(zhi)內。