[发明专利]高频异构网络中基于波束选择和基站切换的中断处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及5G无线通信技术领域，具体地，涉及一种高频异构网络中基于波束选择和基站切换的中断处理方法。

背景技术

随着移动数据业务的极速发展，日益增加的用户容量需求和日渐短缺的网络频谱资源之间的矛盾越来越突出。有限的无线频谱资源是目前无线通信技术发展遇到的一个瓶颈，并且已经成为了5G通信技术研究中的关键性问题。另一方面，由于在更高频段的毫米波段(30～300GHz)还存在巨大的带宽，毫米波通信在5G移动通信中的应用越来越被关注。与现有的移动通信技术相比，毫米波通信具有更高的载波频率，在传输时会产生很大的路径损耗。为了弥补这种巨大的路径损耗，需要在其发射和接收装置处配备大规模的小波长电子扫描天线阵列，通过控制每个天线单元的相位可以使天线阵列向任意方向发射波束，并在该方向获得比较高的增益，而在其他的方向只会产生很小的增益。在通信时需要使发射端和接收端的波束方向指向彼此，目的在于获得最佳信道增益。所以通常在通信链路建立前，发射端和接收端必须调整天线来搜索最佳的波束配对，这一过程称为波束训练。但是也由于毫米波的波长短，使得它对障碍物(例如行人或车辆)的遮挡十分敏感。如果考虑障碍物的移动性，那么毫米波链路将会是间歇性的，可能会出现链路中断的情况。能够在高频段宏小区基站和多个小小区基站共存的异构网络中有效地处理毫米波链路可能产生的中断，这对保障用户的通信质量非常关键。

现有的技术中公开了S.Rajagopal,S.Abu-Surra,and M.Malmirchegini的文献“Channel feasibility for outdoor non-line-of-sight mmWave mobile communication(室外非视距毫米波通信的信道可行性),”IEEE VTC-Fall,pp.1-6,2012，研究了在高频段下利用反射体反射信号建立通信链路的可行性。B.Gao,Z.Xiao,C.Zhang,L.Su,D.Jin,and L.Zeng的文献“Double-link beam tracking against human blockage and device mobility for60-GHz WLAN(60GHz无限局域网中处理人为障碍和设备移动的双链路波束追踪方法),”IEEE WCNC,pp.323-328,2014，介绍了采用备用链路来应对链路中断的方法，但是作者只选取了一条备用链路，而且也没有考虑切换服务基站的问题。这样做可能在网络环境比较复杂时并不能够获得很好的效果，也不能利用异构网络中多个小小区基站存在的特点。

综上所述，现有的对抗障碍物遮挡产生中断的方案应用在5G高频段异构网络中是存在一定的缺陷的，需要一种更加合理的中断处理方案。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高频异构网络中基于波束选择和基站切换的中断处理方法。

根据本发明提供的高频异构网络中基于波束选择和基站切换的中断处理方法，包括如下步骤：

步骤1：初始化，用户选择距离最近的小小区基站BS⁰作为当前的服务基站；

步骤2：确定当前服务基站的邻近基站集作为备用基站，所述邻近基站集记为S＝{BSⁱ}，i＝1,...,M，BSⁱ表示第i个邻近基站，M表示邻近基站的总数；

步骤3：对用户和当前服务基站进行波束训练，确定当前波束对和备用波束对集，其中表示用户当前波束，表示服务基站当前波束；所述备用波束对集记为T，表示第j个波束对，其中表示用户第j个波束，表示服务基站第j个波束，N表示备用波束对的总数；

步骤4：判断当前通信链路是否发生中断，若发生中断则执行步骤5，如果未发生中断则结束流程；

步骤5：切换至备用波束对集中的任意一个未使用过的备用波束对，执行步骤6；若备用波束对集中所有备用波束对均被使用，则从邻近基站集中任选一个未使用过的备用基站作为当前服务基站并返回执行步骤3；

步骤6判断切换备用波束对后的通信链路是否恢复，若恢复则返回执行步骤4，若未恢复，则执行步骤5。

优选地，步骤1中用户选择距离最近的小小区基站BS⁰作为当前的服务基站，且在初始化过程中，网络中用户和小区基站之间的通信链路的建立均受宏小区基站控制。