[发明专利]一种动态阻挡特性分析方法、系统及终端

说明书

本发明属于毫米波通信技术领域，公开了一种动态阻挡特性分析方法、系统及终端，解决现有中继辅助毫米波系统对阻挡特性分析的不足，解决中继上下行链路相关性难题。设定中继辅助毫米波通信系统，对动态障碍物的移动和密度及中继的密度和位置进行随机化建模；利用中继上下行链路相关性计算单中继链路被阻挡的条件概率；利用不同中继链路间独立性，计算多中继链路被阻挡的条件概率；通过积分、泰勒展开等得到多中继链路被阻挡的概率闭合式，并基于此分析了用户存在自阻挡情况下的阻挡概率。本发明能为毫米波系统部署中继或反射面等提供理论依据，使得部署位置和密度更加合理，有效提高通信系统服务质量，降低系统运营成本。

技术领域

本发明属于毫米波通信技术领域，尤其涉及一种动态阻挡特性分析方法、系统及终端。

背景技术

目前，毫米波通信系统在实际应用中一直面临着两大棘手的问题：一是毫米波波段比低频段遭受更高的路径损耗，这使得毫米波的通信距离较短；二是毫米波衍射和绕射能力很差，导致毫米波对链路阻挡的高敏感性，尤其是动态阻挡对毫米波信道增益有很大影响。目前改善毫米波信号不良传播特性可能的解决方案之一是波束成形技术，这项技术在一定程度上可以补偿毫米波巨大的路径损耗，改善系统的性能，但并不能有效地克服毫米波信号的阻挡效应。第二种用来解决上述问题的可能方案便是利用中继来辅助毫米波通信，一方面可以延长信号的通信距离，另一方面可以在用户视距链路被阻挡的情况下使用中继链路来提供服务，有助于解决信号阻挡问题从而提高信号传输的可靠性。因此在中继辅助的毫米波系统中分析阻挡效应具有很强的现实意义。

随机几何理论是一种常见的障碍物建模方法。M.Gapeyenko,A.Samuylov,和M.Gerasimenko在论文“On the Temporal Effects of Mobile Blockers in UrbanMillimeter-Wave Cellular Scenarios”以及V.Petrov,D.Solomitckii,和A.Samuylov等在论文“Dynamic Multi-Connectivity Performance in Ultra-Dense Ur-ban mmWaveDeployments”使用随机几何方法研究了建筑物等永久性结构造成的静态阻挡；同时M.Gapeyenko,A.Samuylov,和M.Gerasimenko也在其论文“Analysis of Human-BodyBlockage in UrbanMillimeter-WaveCellular Communications”中分析了静态的人体对毫米波链路的影响，开创性地对视距以及非视距区域的平均长度进行了近似计算。虽然分析静态阻挡对构建毫米波通信系统很重要。但开放场景下(如开放式公园、城市交通场景)，动态的障碍物对毫米波链路的影响更为显著。

为了研究动态障碍物的阻挡特性，Fahd Nasser Alsaleem,John S.Thompson,和David I.Laurenson在论文“Adaptive Sum of Markov Chains for Modelling3DBlockage in mmWave V2I Communications”中利用3GPP协议的刀口衍射阻挡模型(KED)模拟了城市交通场景下行人对基站和汽车之间通信链路的阻挡效应。在论文“Analysis ofBlockage Effects on Roadside Relay-assisted mmWave Backhaul Networks”中YuchenLiu和Douglas M.Blough在假定基站与中继位置固定的情况下，分析了车辆对中继之间链路的阻挡情况，并考虑了障碍物位于阻挡重叠区域时对阻挡概率的影响，通过仿真探索了中继和基站的最佳位置。上述场景所考虑的动态障碍物，如汽车，行人等只能沿着特定的方向(道路方向)移动，并不能很好地刻画更加开放的场景。