[發明專利]高頻異構網絡中基于波束選擇和基站切換的中斷處理方法

在審

• 申請號: 201610705638.4
• 申請日: 2016-08-22
• 公開（公告）號: CN107770827A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 左博群;蔣鈴鴿;何晨;沈宇翔;丁建峰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/06;H04W36/08;H04W36/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及5G無線通信技術領域，具體地，涉及一種高頻異構網絡中基于波束選擇和基站切換的中斷處理方法。

背景技術

隨著移動數據業務的極速發展，日益增加的用戶容量需求和日漸短缺的網絡頻譜資源之間的矛盾越來越突出。有限的無線頻譜資源是目前無線通信技術發展遇到的一個瓶頸，并且已經成為了5G通信技術研究中的關鍵性問題。另一方面，由于在更高頻段的毫米波段(30～300GHz)還存在巨大的帶寬，毫米波通信在5G移動通信中的應用越來越被關注。與現有的移動通信技術相比，毫米波通信具有更高的載波頻率，在傳輸時會產生很大的路徑損耗。為了彌補這種巨大的路徑損耗，需要在其發射和接收裝置處配備大規模的小波長電子掃描天線陣列，通過控制每個天線單元的相位可以使天線陣列向任意方向發射波束，并在該方向獲得比較高的增益，而在其他的方向只會產生很小的增益。在通信時需要使發射端和接收端的波束方向指向彼此，目的在于獲得最佳信道增益。所以通常在通信鏈路建立前，發射端和接收端必須調整天線來搜索最佳的波束配對，這一過程稱為波束訓練。但是也由于毫米波的波長短，使得它對障礙物(例如行人或車輛)的遮擋十分敏感。如果考慮障礙物的移動性，那么毫米波鏈路將會是間歇性的，可能會出現鏈路中斷的情況。能夠在高頻段宏小區基站和多個小小區基站共存的異構網絡中有效地處理毫米波鏈路可能產生的中斷，這對保障用戶的通信質量非常關鍵。

現有的技術中公開了S.Rajagopal,S.Abu-Surra,and M.Malmirchegini的文獻“Channel feasibility for outdoor non-line-of-sight mmWave mobile communication(室外非視距毫米波通信的信道可行性),”IEEE VTC-Fall,pp.1-6,2012，研究了在高頻段下利用反射體反射信號建立通信鏈路的可行性。B.Gao,Z.Xiao,C.Zhang,L.Su,D.Jin,and L.Zeng的文獻“Double-link beam tracking against human blockage and device mobility for60-GHz WLAN(60GHz無限局域網中處理人為障礙和設備移動的雙鏈路波束追蹤方法),”IEEE WCNC,pp.323-328,2014，介紹了采用備用鏈路來應對鏈路中斷的方法，但是作者只選取了一條備用鏈路，而且也沒有考慮切換服務基站的問題。這樣做可能在網絡環境比較復雜時并不能夠獲得很好的效果，也不能利用異構網絡中多個小小區基站存在的特點。

綜上所述，現有的對抗障礙物遮擋產生中斷的方案應用在5G高頻段異構網絡中是存在一定的缺陷的，需要一種更加合理的中斷處理方案。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種高頻異構網絡中基于波束選擇和基站切換的中斷處理方法。

根據本發明提供的高頻異構網絡中基于波束選擇和基站切換的中斷處理方法，包括如下步驟：

步驟1：初始化，用戶選擇距離最近的小小區基站BS⁰作為當前的服務基站；

步驟2：確定當前服務基站的鄰近基站集作為備用基站，所述鄰近基站集記為S＝{BSⁱ}，i＝1,...,M，BSⁱ表示第i個鄰近基站，M表示鄰近基站的總數；

步驟3：對用戶和當前服務基站進行波束訓練，確定當前波束對和備用波束對集，其中表示用戶當前波束，表示服務基站當前波束；所述備用波束對集記為T，表示第j個波束對，其中表示用戶第j個波束，表示服務基站第j個波束，N表示備用波束對的總數；

步驟4：判斷當前通信鏈路是否發生中斷，若發生中斷則執行步驟5，如果未發生中斷則結束流程；

步驟5：切換至備用波束對集中的任意一個未使用過的備用波束對，執行步驟6；若備用波束對集中所有備用波束對均被使用，則從鄰近基站集中任選一個未使用過的備用基站作為當前服務基站并返回執行步驟3；

步驟6判斷切換備用波束對后的通信鏈路是否恢復，若恢復則返回執行步驟4，若未恢復，則執行步驟5。

優選地，步驟1中用戶選擇距離最近的小小區基站BS⁰作為當前的服務基站，且在初始化過程中，網絡中用戶和小區基站之間的通信鏈路的建立均受宏小區基站控制。