[發明專利]一種無線回程波束對齊方法有效
| 申請號： | 201810547458.7 | 申請日： | 2018-05-31 |
| 公開（公告）號： | CN108833042B | 公開（公告）日： | 2020-09-22 |
| 發明（設計）人： | 趙軍輝;倪善金;張子揚 | 申請（專利權）人： | 北京交通大學 |
| 主分類號： | H04B17/391 | 分類號： | H04B17/391;H04B7/0413 |
| 代理公司： | 北京正理專利代理有限公司 11257 | 代理人： | 付生輝;戴元毅 |
| 地址： | 100044*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 無線 回程 波束 對齊 方法 | ||
本發明公開了一種無線回程波束對齊方法。本發明針對目前無線回程信道模型，充分挖掘毫米波通信技術、大規模MIMO技術的優勢，首先提出基于毫米波大規模MIMO技術的無線回程統一信道模型，然后在此基礎上，提出一種應對不同天氣條件的波束對齊方案來切實提高超密集異構網絡下微微基站的無線回程可靠性。本發明可以應用于宏蜂窩基站覆蓋下的微微蜂窩小區基站與宏基站間的無線回程環境中，具有將強的實用性。
技術領域
本發明涉及無線通信技術領域。更具體地，涉及一種無線回程波束對齊方法。
背景技術
面對日益增長的移動多媒體數據需求，使用增加地理頻譜可重用性的技術，如多層小區部署(即超密集異構網絡，包括微微小區和毫微微小區)來提高頻譜效率成為未來網絡發展的必然趨勢。超密集異構網絡通常部署在城市中心、辦公樓、商場、火車站、體育場等場所以支持小型、高吞吐量區域覆蓋的需求。然而，部署異構小型網絡的主要障礙是如何獲得低成本，高可靠和高可擴展性的回程網絡。
超密集異構網絡中微微基站和毫微微基站的密集部署，給有線回程帶來了諸多挑戰，高額的工程施工與設計成本以及網絡運營與支撐成本使得光纖等基站間的有線回程變得不現實。使用現有頻譜資源來進行基站間的無線回程同樣面臨的嚴峻的考驗。毫米波在30GHz到300GHz頻段有豐富的頻譜資源，相關研究人員已經證實毫米波在高速率數據傳輸方面存在巨大前景。毫米波的應用將為解決超密集異構蜂窩網絡中微微小區基站無線回程和接入問題提供一種可能的方案。同時，毫米波技術可以很好的與在基站側配置為幾百或者上千根天線的大規模MIMO技術結合，有效地降低了大規模天線陣列的天線尺寸和制作難度降低，這就為大規模MIMO技術在超密集異構蜂窩網絡中基站間的無線回程提供可能。此外，大規模天線的應用能夠有效地提高信號連接的成功率，并能補償毫米波段存在的路徑損耗問題。
與傳統微波多天線技術相比，毫米波大規模MIMO技術存在巨大優勢。毫米波大規模MIMO技術不僅能夠改善回程鏈路的可靠性，而且能為回程網絡提供一個更為靈活有效的拓撲結構。
隨著微微小區基站的大規模部署，一個更加接近實際的信道模型變得迫切。目前的無線回程信道模型較為單一，僅考慮了天氣狀況良好(近似自由空間傳播)的信道模型，并沒有考慮在風、雨等存在的天氣條件下信道模型，并不能很好的匹配傳播信道狀態。待改進點有以下三個方面：
(1)充分考慮所有天氣環境下的信道模型，使其更加接近實際；
(2)更加貼合毫米波大規模MIMO信道，使其有效提高無線回程鏈路質量；
(3)針對不同天氣條件對無線回程波束對齊帶來的影響，提出一種波束對齊方案來提高波束對齊概率。
發明內容
本發明將在毫米波大規模MIMO技術的基礎上研究不同天氣條件下5G異構網絡微微基站的無線回程問題，并提出一種基于毫米波大規模MIMO信道統一模型的無線回程波束對齊技術以應對不同天氣條件下因天線抖動帶來的波束中斷問題。
為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：
一種無線回程波束對齊方法，所述方法基于毫米波大規模MIMO信道統一模型，所述模型為：
其中，MMBS和MSAP分別為宏蜂窩基站和微微蜂窩基站天線數目；
ρ＝PL(D)+aγR，
a為降雨系數，降雨時為1，不降雨時為0；為毫米波在雨中的衰減；
其中λ為子載波波長，D為基站與基站間的距離；
aMBS(θl)和aSAP(φl)為天線陣列響應向量；
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