[发明专利]基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法

说明书

本发明公开了一种基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法，包括：接收RRU导频信息，得到相应的信道矩阵并构建网络拓扑；利用有向图构建前传网络拓扑结构，获得节点‑链路关联矩阵；构建原生冲突约束条件，获得满足原生冲突约束条件的初始化传输集；解得每条链路的传输速率，并判断所有链路是否满足链路传输的QoS约束条件；去除不满足的链路进而求解得到满足QoS约束条件的最大传输集；检测到当前RRU节点遇障时，结合前传需求以及节点容量富余情况，从最大传输集中选取合适的RRU节点及相应的链路完成前传需求。所述基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法通过将RRU作为中继节点，有效解决了非视距传输问题，提高了毫米波传输稳定性和可靠性。

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，特别是指一种基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法。

背景技术

随着无线流量的剧增，云技术引入到无线接入网(CloudRAN)成为有效应对大规模流量，提供高质量按需服务的关键手段。而基于毫米波段的无线前传，具有灵活的传输能力、支持超高速率数据流传输，能够提供多变的前程拓扑结构以及差异化的时延保证，成为CloudRAN前传革新技术，得到了广泛关注。此外，毫米波段由于波长较小，大规模天线数目可以紧凑部署，从而能够结合大规模天线技术(Massive MIMO)进一步提高传输速率，降低传输时延。

然而，毫米波的物理特性使得毫米波通信只适用于视距传输，也即直线点对点传输，这样由于障碍的随机动态出现的特性，使得始终存在波束受到遮挡的可能，将会严重影响毫米波传输的可靠性。由此，如何克服随机障碍带来的遮挡问题成为提高毫米波传输可靠性的重要技术之一。目前关于毫米波在无线网络前传/回传方面的应用多着重于利用毫米波高带宽优势，来提供网络扩容，并减小回程开销。虽然有部分学者针对毫米波易受环境影响的缺点，提出动态环境下的毫米波通信补偿机制，额外部署中继节点或者采用普通频段传输作为备选。但是，当前的毫米波中继机制大都只考虑静态中继，没有针对各前传信道随机出现的障碍物提出基于灵活中继的波束动态避障机制，也没有考虑中继节点传输容量限制、负载均衡等因素。

因此，发明人在实现本申请的过程中发现现有技术至少存在以下问题：无法克服随机出现的障碍物引起的信号遮挡的问题，也没有考虑节点传输容量限制以及负载均衡等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法，能够提供一种毫米波前传波束动态避障机制，使得受遮挡波束实现动态跳转，能够有效解决毫米波非视距传输的问题，最终提高毫米波传输的稳定性和可靠性。

基于上述目的本发明提供的一种基于大规模天线的毫米波前传波束动态避障方法，其特征在于，包括：

接收所有RRU的导频信息，基于导频信息计算得到相应的信道矩阵，并且根据信道矩阵中的信道信息构建网络拓扑；

基于构建的网络拓扑，利用有向图构建前传网络拓扑结构，获得节点-链路关联矩阵；

基于mac层中的原生冲突，构建原生冲突约束条件；并且根据原生冲突约束条件、前传网络拓扑结构以及相应的节点-链路关联矩阵，获得所有链路均满足原生冲突约束条件的初始化传输集；

求解得到初始化传输集中每条链路的传输速率，并且根据计算得到的传输速率以及预设算法，判断所有链路是否满足链路传输的QoS约束条件；去除不满足的链路，进而求解得到所有链路均满足QoS约束条件的最大传输集；

检测到当前RRU节点遇障时，结合前传需求以及节点容量富余情况，从所述最大传输集中选取合适的RRU节点以及相应的链路完成前传需求。

可选的，所述RRU中均至少设置有两套射频设备；其中，一套高频射频设备用于前传传输，另一套低频射频设备用于RRU与用户之间的通信。

可选的，所述求解得到初始化的传输集中每条链路的传输速率的步骤包括：