[發明專利]一種超密集小型基站自適應FSO回程網絡構建方法

有效

• 申請號: 201710845051.8
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107567068B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 郭磊;宋嵩;劉業君;宋清洋;漢鵬超
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04W40/12
• 分類號: H04W40/12;H04W40/22;H04W72/04;H04B10/114
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

本發明涉及一種超密集小型基站自適應FSO回程網絡構建方法，包括以下步驟：步驟1：構建基于FSO系統的小型基站兩層回程網絡架構；步驟2：根據FSO通信原理構建動態自適應小型基站回程網絡架構；步驟3：小型基站回程網絡動態自適應中繼算法設計；步驟4：自適應回程網絡資源管理算法設計。本發明的方法是在協作FSO通信系統基礎上提出的，協作FSO技術的引用使得搭建的超密集小型基站回程網絡更加靈活，成本降低并提高網絡的吞吐量。協作架構的提出可進一步提升網絡容量并增強網絡的穩定性。本發明的方法可實現自適應回程網絡架構，彌補目前回程網絡拓撲固定，出現網絡擁塞甚至中斷無法實時動態調整的問題。

技術領域

本發明屬于光傳輸網絡技術領域，特別涉及一種超密集小型基站自適應FSO回程網絡構建方法。

背景技術

近年來，云計算、云存儲、移動數據轉移及大數據等新興應用的崛起為通信網絡體系結構升級和運營模式轉型提供了前所未有的發展契機，同時也對移動通信網絡的覆蓋和速率提出了更高的要求。為了應對未來數據流量的快速增長與多樣化新興業務的涌現，學術界與工業界已經對未來5G發展進行了深入研究。相關研究組織及研究計劃包括中國的IMT-2020(5G)，歐盟的5G NOW(5th Generation Non-Orthogonal Waveforms forAsynchronous Signaling)、METIS(Mobile and Wireless Communications Enablers forthe Twenty-Twenty Information Society)項目、5G PPP(5G Public-PrivatePartnership)項目等。目前，針對未來5G網絡的性能要求主要集中在提供更高的系統容量、提高用戶體驗速率、更高的可靠性以及連接海量的終端設備等方面。

為了解決未來移動網絡數據量以及傳輸速率的爆炸性增長，學術界對5G組網與傳輸技術進行了廣泛的研究。針對業務密集分布的通信場景，移動通信網絡結構也由傳統的宏站+室分的方式，逐步向宏-微、微-微協同與超密集分層立體組網方向轉變。為了達到網絡擴容的目標，超密集型組網應運而生，通過進一步加密小區的部署，可以有效地提升空間復用度。而超密集組網技術由于自身的技術特點，對網絡設備的接入靈活性、傳輸速率以及傳輸的可靠性具有較高的要求。

在傳統的移動通信系統中，射頻、微波等無線通信系統以其突出的網絡覆蓋和靈活接入能力得到廣泛部署和應用。然而頻譜稀缺、電磁干擾等固有的物理限制導致傳統無線通信系統對于超密集型網絡的擴容目標遭遇瓶頸。光纖通信系統豐富的頻譜資源能提供高帶寬容量和穩定傳輸，是超密集型網絡的理想搭建系統。然而其基礎設施建設受地理環境制約，尤其在超密集型網絡建設中，光纖通信系統的部署常常要求極高的技術復雜度和成本投入，甚至無法部署。自由空間光通信(FSO)系統繼承無線通信系統的基礎設施易部署、連接靈活以及光通信系統帶寬容量豐富、傳輸安全性好等技術優勢，滿足超密集型網絡對網絡設備的接入靈活性與傳輸速率的要求。

5G技術尚在研究階段，采用FSO系統搭建超密集型網絡滿足5G通信需求。傳統的FSO技術存在鏈路穩定性與傳輸速率受限于單鏈路的弊端，目前學術界將更多的目光放在協作FSO系統中。協作FSO通信技術的核心思想是允許不同終端設備共享彼此天線，構建“虛擬”多天線陣列，進而實現信道分集，因此又稱為虛擬MIMO技術。然而，與MIMO技術不同，協作通信的天線陣列由不同物理位置上終端設備的獨立天線相互協作構成，因此理論上不會為終端設備帶來額外的硬件復雜度。

通過FSO設備搭建協作體系超密集型網絡架構，實現網絡體系內設備通信，將降低網絡設備搭建成本并提高網絡容量。目前國外已有研究機構對移動通信系統中的回程網絡進行網絡架構的研究，然而研究主要集中在中斷概率分析、信道建模等物理層的關鍵技術，對于5G系統中FSO回程網絡的中繼選擇與資源調度等上層調度問題尚存研究空白。

發明內容

本發明實施例提供一種超密集小型基站自適應FSO回程網絡構建方法，以解決5G超密集網絡對提高網絡容量以及穩定傳輸的需求。