[發明專利]一種基于波束平掃的車聯網分布式分集發送方法

在審

• 申請號: 201910864951.6
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110518941A
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發明（設計）人: 曾嶸;周文寧;張玥;包建榮
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B7/0408
• 分類號: H04B7/0408;H04B7/06;H04W4/40;H04W36/16;H04W56/00
• 代理公司: 33246 浙江千克知識產權代理有限公司
• 代理人: 周希良;張瑜<國際申請>=<國際公布>=

一種基于波束平掃的車聯網分布式分集發送方法，其具體步驟如下：(1)系統初始化，根據發送端天線的數量N計算波束平掃顆粒度απ/N，其中α為比例調節因子；(2)計算波束平掃賦形方向角集合θ_k＝kαπ/N,(3)發送端根據每個車載終端上報的移動速度信息和移動方向信息計算每個波束的多普勒補償因子其中為第k個波束多普勒補償因子，v為車載終端移動速度，f_c為載波頻率，θ_k為第k個波束賦形方向角，為車載終端運動方向角度；(4)在第k個波束平掃過程中，首先對發送信號進行多普勒預失真處理其中x(t)為要發送的基帶信號，然后在通過波束賦形的方式將信號s_k(t)通過多個天線發送出去。

技術領域

本發明屬于移動通信方面車聯網系統中信息處理技術領域，涉及一種基于波束平掃的車聯網分布式分集發送方法。

背景技術

隨著5G的全面商用，B5G/6G關鍵技術和標準的研發提升議事日程。B5G/6G系統將采用更高的載波頻率，更小的蜂窩半徑和更密集的組網方式。由于使用高頻段，導致的問題包括：更嚴重的多普勒效應和更高的路徑損耗。為了克服高頻段的路損，移動通信系統通常采用波束賦形的方式來增加覆蓋。對于5G包括B5G/6G系統來說，車聯網是其最重要的應用場景之一。而高頻段導致的更嚴重的多普勒效應，更小的小區半徑導致切換更加頻繁以及波束賦形和車聯網中車輛的高移動性是5G包括B5G/6G系統應用到車聯網場景中亟需解決的問題之一。

具體來說,目前系統方案中存在的問題如下:

1、更高的載波頻率導致更嚴重的多普勒效應。多普勒頻移的大小和載波頻率成正比。由于低頻段頻譜資源越發緊張以及提高系統傳輸帶寬的需求，B5G和6G系統將使用相對于4G系統更高的頻段，這將造成接收端信號產生更加嚴重的多普勒頻移。大多普勒頻移對接收機的定時同步，信道估計以及符號檢測的性能都會造成很嚴重的影響。目前接收機抑制多普勒頻偏影響通常采用自動頻率校準單元來進行。其主要通過接收發送端發送的訓練序列來估計接收端本地信號的頻率偏移并進行補償。然后在高頻段B5G/6G車聯網環境下，多普勒頻偏的大小可能會超過頻偏估計算法的最大估計范圍，而且在微蜂窩覆蓋環境下，多普勒頻移的大小是快速時變的。這會造成接收端自動頻率校準單元估計和跟蹤困難，且嚴重影響車聯網鏈路的可靠性。

2、更高的載波頻率導致更高的路徑損耗以及單站覆蓋范圍變小。眾所周知，電磁波的傳播損耗和其頻率有關，頻率越高電磁波的傳播損耗越高，導致單站的覆蓋范圍降低。在車聯網環境中，較小的單站覆蓋范圍會導致車輛在行駛過程中頻繁地發生小區重選和切換，從而嚴重降低通信鏈路的可靠性。通常可采用多RRU(射頻拉遠單元，Radio RemoteUnit)構成同一個邏輯小區的方式來降低車輛行駛過程中的小區重選和切換的概率，但是仍然需要進行頻繁的RRU單元切換。而且，在單RRU覆蓋邊緣用戶的鏈路質量也會惡化。

3、波束覆蓋在車輛網環境下導致位置跟蹤開銷增大。在高頻段下為了解決單站覆蓋的問題，5G系統中采用指向性波束發射信號的方式來增加信號的覆蓋。然而在車聯網環境下，由于車輛的高移動性，使得基站在發送信號時需要及時跟蹤車輛的當前移動位置，這也給系統的可靠性帶來影響。

發明內容

本發明提供了一種可以提高高頻段車聯網環境下的鏈路可靠性，抑制大多普勒頻偏的影響，并減小RRU切換的頻率的基于波束平掃的車聯網分布式分集發送方法。

本發明采用的技術方案是：

一種基于波束平掃的車聯網分布式分集發送方法，其具體步驟如下：

(1)系統初始化，根據發送端天線的數量N計算波束平掃顆粒度απ/N，其中α為比例調節因子；