[发明专利]一种超密集小型基站自适应FSO回程网络构建方法

说明书

本发明涉及一种超密集小型基站自适应FSO回程网络构建方法，包括以下步骤：步骤1：构建基于FSO系统的小型基站两层回程网络架构；步骤2：根据FSO通信原理构建动态自适应小型基站回程网络架构；步骤3：小型基站回程网络动态自适应中继算法设计；步骤4：自适应回程网络资源管理算法设计。本发明的方法是在协作FSO通信系统基础上提出的，协作FSO技术的引用使得搭建的超密集小型基站回程网络更加灵活，成本降低并提高网络的吞吐量。协作架构的提出可进一步提升网络容量并增强网络的稳定性。本发明的方法可实现自适应回程网络架构，弥补目前回程网络拓扑固定，出现网络拥塞甚至中断无法实时动态调整的问题。

技术领域

本发明属于光传输网络技术领域，特别涉及一种超密集小型基站自适应FSO回程网络构建方法。

背景技术

近年来，云计算、云存储、移动数据转移及大数据等新兴应用的崛起为通信网络体系结构升级和运营模式转型提供了前所未有的发展契机，同时也对移动通信网络的覆盖和速率提出了更高的要求。为了应对未来数据流量的快速增长与多样化新兴业务的涌现，学术界与工业界已经对未来5G发展进行了深入研究。相关研究组织及研究计划包括中国的IMT-2020(5G)，欧盟的5G NOW(5th Generation Non-Orthogonal Waveforms forAsynchronous Signaling)、METIS(Mobile and Wireless Communications Enablers forthe Twenty-Twenty Information Society)项目、5G PPP(5G Public-PrivatePartnership)项目等。目前，针对未来5G网络的性能要求主要集中在提供更高的系统容量、提高用户体验速率、更高的可靠性以及连接海量的终端设备等方面。

为了解决未来移动网络数据量以及传输速率的爆炸性增长，学术界对5G组网与传输技术进行了广泛的研究。针对业务密集分布的通信场景，移动通信网络结构也由传统的宏站+室分的方式，逐步向宏-微、微-微协同与超密集分层立体组网方向转变。为了达到网络扩容的目标，超密集型组网应运而生，通过进一步加密小区的部署，可以有效地提升空间复用度。而超密集组网技术由于自身的技术特点，对网络设备的接入灵活性、传输速率以及传输的可靠性具有较高的要求。

在传统的移动通信系统中，射频、微波等无线通信系统以其突出的网络覆盖和灵活接入能力得到广泛部署和应用。然而频谱稀缺、电磁干扰等固有的物理限制导致传统无线通信系统对于超密集型网络的扩容目标遭遇瓶颈。光纤通信系统丰富的频谱资源能提供高带宽容量和稳定传输，是超密集型网络的理想搭建系统。然而其基础设施建设受地理环境制约，尤其在超密集型网络建设中，光纤通信系统的部署常常要求极高的技术复杂度和成本投入，甚至无法部署。自由空间光通信(FSO)系统继承无线通信系统的基础设施易部署、连接灵活以及光通信系统带宽容量丰富、传输安全性好等技术优势，满足超密集型网络对网络设备的接入灵活性与传输速率的要求。

5G技术尚在研究阶段，采用FSO系统搭建超密集型网络满足5G通信需求。传统的FSO技术存在链路稳定性与传输速率受限于单链路的弊端，目前学术界将更多的目光放在协作FSO系统中。协作FSO通信技术的核心思想是允许不同终端设备共享彼此天线，构建“虚拟”多天线阵列，进而实现信道分集，因此又称为虚拟MIMO技术。然而，与MIMO技术不同，协作通信的天线阵列由不同物理位置上终端设备的独立天线相互协作构成，因此理论上不会为终端设备带来额外的硬件复杂度。

通过FSO设备搭建协作体系超密集型网络架构，实现网络体系内设备通信，将降低网络设备搭建成本并提高网络容量。目前国外已有研究机构对移动通信系统中的回程网络进行网络架构的研究，然而研究主要集中在中断概率分析、信道建模等物理层的关键技术，对于5G系统中FSO回程网络的中继选择与资源调度等上层调度问题尚存研究空白。

发明内容

本发明实施例提供一种超密集小型基站自适应FSO回程网络构建方法，以解决5G超密集网络对提高网络容量以及稳定传输的需求。