[发明专利]一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法

说明书

本发明公开了一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在毫米波车辆网络中建立由至少4个毫米波基站和宏基站构成的波束联合选择系统；S2、每个所述毫米波基站随时监控进入覆盖区域内的车辆的上下文信息，包括车辆的速度和位置；S3、每个所述毫米波基站根据所述宏基站发出的信息和周围车辆的上下文信息通过如下公式(1)选择最佳波束集合以最大化系统吞吐量；S4、每个所述毫米波基站将波束选择结果发送给所述宏基站，所述宏基站将其结果再发送给其他毫米波基站，该方法可以避免同时选择到重叠波束的现象，实现多毫米波基站场景下的波束联合精确选择。

技术领域

本发明属于毫米波车辆通信技术领域，特别涉及一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法

背景技术

最近的研究项目表明毫米波可以为部署5G蜂窝网络提供强有力的帮助。在未来的智能交通系统中，随着自动驾驶技术的发展，半自动和全自动车辆的数量必将日益增加。特别是越来越多的传感器将部署在车辆上，从而产生大量的数据。这些数据需要在车辆之间共享，以提高驾驶效率和交通安全，这就需要高速率和低延迟的通信链路。现有的6GHz以下频段非常拥挤，无法满足上述要求。因此，车辆网络需要迈入未充分利用的毫米波频段(30G-300GHz)。

然而，由于严重的传播损耗，毫米波通信仍然面临着挑战。波束成形技术在毫米波网络中选择定向波束进行部署，可以减轻这个问题带来的影响。在毫米波车辆网络中，为了能够成功传输数据，车辆与毫米波基站之间的定向通信需要精确的波束选择。车辆有不同类型的上下文：车辆的速度和位置。对于不同类型的车辆上下文，毫米波基站选择不同的波束集合进行部署。现有的毫米波车辆网络中波束选择策略主要分为三类：(i)单毫米波基站针对单车进行波束选择；(ii)单毫米波基站针对多车进行波束选择；(iii)源毫米波基站和目标毫米波基站联合预测多车辆场景中目标毫米波基站的波束选择。但这些策略只能对单毫米波基站进行波束选择。

由于毫米波的通信距离短，因此需要密集部署毫米波基站，以实现更宽的覆盖范围。但是，当毫米波基站部署密度增加时，重叠波束之间的干扰将不容忽视。尤其是当车辆位于相邻毫米波基站的重叠波束覆盖区域中时，毫米波基站之间的波束干扰将变得更加严重。毫米波基站的部署密度越高，同时选择到毫米波基站之间重叠波束的可能性就越高。通常，车辆只能同时与一个毫米波基站保持通信，这意味着重叠波束的同时选择会导致系统吞吐量降低。因此，我们需要找到一种可行的毫米波车辆网络中波束联合选择算法，使毫米波基站能够在尽量避免同时选择到重叠波束的情况下选择合适的波束集合，以最大化系统吞吐量。

现有的毫米波车辆网络中波束选择策略只能对单毫米波基站进行波束选择，当将其应用到多基站场景下时，可能会同时选择到基站间的重叠波束，造成系统吞吐量的降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法，该方法可以避免同时选择到重叠波束的现象，实现多毫米波基站场景下的波束联合精确选择。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案予以实施：

1、一种密集型毫米波车辆网络中的多基站波束联合选择方法，包括如下步骤：

S1、在毫米波车辆网络中建立由至少4个毫米波基站和宏基站构成的波束联合选择系统；

S2、每个所述毫米波基站随时监控进入覆盖区域内的车辆的上下文信息，包括车辆的速度和位置；

S3、每个所述毫米波基站根据所述宏基站发出的信息和周围车辆的上下文信息通过如下公式(1)选择最佳波束集合以最大化系统吞吐量；