[发明专利]基于高低频混合组网的小区搜索方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是一种基于高低频混合组网的小区搜索方法。本发明为解决毫米波通信系统损耗大，传输环境严苛等问题，为了保证覆盖范围，5G网络将毫米波小区和现有的微波小区结合起来，通过双链接技术，使得5G与4GLTE系统之间实现协同服务，就可以保证绝大多数用户能够一直保持连接，同时能够大幅度提升用户吞吐量，并且避免频繁切换，由此，提出了基于异构网络的毫米波小区搜索方法。通过UE向基站上报起位置信息，在基站端得出UE端的位置和距离，进行更加精准的初始范围内进行波束搜索。在用户端，减少接受波束搜索次数，节省用户能耗。通过这种方法，减少了搜索的能耗，也提升了小区搜索的性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及毫米波通信(Millimeter-Wave(mmWave)Communication)，波束选择技术，以及多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术，具体的说是基于异构网络的毫米波小区搜索方法。

背景技术

随着无线通信的发展，毫米波(Millimeter wave(mmWave))被认为是下一代无线通信技术的核心技术候选之一，它可以极大的拓宽可用频谱资源，然而，与传统微波频率相比，使用毫米波频带的关键挑战是其严重的信号传播损耗。为了补偿这样的损失，可以采用大型天线阵列来实现高功率增益。

以往，毫米波都在点对点无线链路中使用，是目前移动网络回传技术的重要组成。对于5G来说，主要的目标就是将毫米波使用到网络的接入部分中来，这样为终端用户扩大信道容量并显著提高可用的数据速率。然而这个目标同时也带来了高频段下恶劣的传播特性以及天线单元可用功率受限等技术挑战。

随着通信技术和移动互联网的高速发展，用户对高速数据传输的需求与日俱增，这使得学界将目光转向mmW频段以满足下一代通信系统高速率，低时延，更多链接的需求。毫米波通信系统在带来丰富频谱资源等一系列优点的同时还伴随着损耗大，传输环境严苛等缺点，保证覆盖范围就成了部署5G网络的一大难题：如果采用全向天线，那么该系统的有效覆盖范围会非常有限，从而造成毫米波通信系统的通信范围也十分有限。部署高度定向的天线阵列可以用来优化链路预算并且扩展毫米波SC的覆盖范围。除了增加天线增益之外，在收发端采用高度定向的天线还能够大大减小天线之间的互相干扰。在其他领域已经提出了一些针对定向小区搜索的解决方案，例如ad hoc网络和个人区域网络，但是这些解决方案都没有为未来5G毫米波网络需求提供合适的方案。

最简单的小区搜索策略就是遍历所有的波束宽度和角度方向直到基站和UE成功同步。然而，这种方法会消耗不必要的时间，同步过程也会承受高时延。事实上，对于目前的天线技术，很多不同的天线配置都有可能完成小区搜索的过程：首先可以选择的不同的波束宽度有很多，其次，可供天线对准的不同方向也有很多。

波束宽度对于搜索过程有很大影响，较大的宽度使波束可以更快地扫描周围区域，也就是说切换不同波束宽度次数更少，但是这种波束只能扫描到相对近距离的UE。反之亦然，较窄的波束能够扫描到距离更远的UE，但是需要大量地切换天线配置来扫描所有空间。这样一来，搜索过程就必然承受扫描速度和扫描距离的性能折中。显然，是否达到最优性能，取决于可使用的天线配置和UE的分布。

在理想状态下，假设能够提供准确的CI，基站和UE就可以直接使用窄波束对准彼此。而在实际应用中不可避免地会出现一些误差，再加上CI只能用来减小待搜索空间的范围，因此需要设计搜索算法来找到最有可能的天线配置。

发明内容

本发明的目的，为了避免毫米波基站覆盖范围太小的缺点，提出了基于高低频混合组网的小区搜索方法。

本发明的技术方案如下：

基于高低频混合组网的小区搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：