[发明专利]一种面向未来5G网络的虚拟UE自主发现和连接建立过程

说明书

本发明提出一种面向未来5G网络的虚拟UE自主发现和连接建立过程。虚拟UE由一个主用户和多个从用户组成，从用户为主用户进行协助传输。主用户利用基站配置的公共传输资源对周围用户进行自主发现并建立连接。虚拟UE的信息由主用户发送给控制节点(主用户所连小站)，并由控制节点对虚拟UE进行管理。主用户可以从从用户处获取其所需的数据，确认数据完整无误后向控制节点发送确认消息。本发明根据虚拟UE的Context信息，由控制节点对虚拟UE进行调整；虚拟UE的控制节点也会根据用户位置以及Context信息的改变进行切换。本发明可以减少用户与小站间信令的交互，并使得潜在的用户侧传输资源可以用于提升数据业务速率。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及第五代移动通信系统(5G)中超密集网络场景下以用户为中心网络(UCN,User Centric Network)组成和用户终端协作研究。

背景技术

超高密度网络(Ultra-Dense Network，UDN)作为改善网络吞吐量与提高资源利用效率的有效手段，已经成为第五代移动通信中的关键技术。网络节点的密集分布在干扰抑制、能量消耗、移动性管理等方面为通信系统带来了新的挑战。LTE的用户接入，切换机制已无法适用于超密集网络中。虚拟化是解决超密集网络中产生的新问题的一种新思路。网络虚拟化将重点研究如何利用站点密度的潜在增益，构建以用户为中心的虚拟小区，消除传统的小区边界。

无线网络资源虚拟化的两个重要问题是为不同业务提供服务的节点映射问题和虚拟资源分配问题。节点映射即确定某个业务采用哪些节点来为其提供服务。传统网络中，按照信号强度如RSRP/RSRQ等指标为用户选择一个服务小区，该用户所有业务均由该服务小区提供。超密集网络场景下，大量无规则部署的Small Cell将面临干扰复杂和负荷分布不均的问题，传统的以信号强度为指标的小区选择方式将不再适用。

接入网络侧虚拟化在底层考虑小区的虚拟化，即弱化小区概念，消除小区边界，始终以用户或业务为中心。用户或业务不再由固定的某一小区来服务，而是根据节点特性、业务QoS需求以及无线环境等综合因素，由管理节点选择并将节点列表通知控制面节点，构建针对该业务的虚拟小区，同时，随着UE的移动，动态更新虚拟小区内的节点成员。

针对未来5G网络的虚拟小区，小区不再和节点关联，而是以用户为中心形成虚拟小区，用于数据传输的参考信号会和节点ID解耦，管理、控制和数据节点分离，实现站点虚拟化。网络中的终端也可以作为站点为其他终端提供服务，实现用户侧的虚拟化。

而现网中已有终端间直接进行数据传输的通信方式(比如D2D技术)以及协助传输策略(如中继、虚拟MIMO等技术)致力于在不改变网络现有条件的情况下，改善用户链路质量，提高网络资源(时域、频域、空域)利用率，具体如下：

D2D技术通过复用小区频谱资源，能够提高蜂窝系统频谱效率，降低终端发射功率，是未来通信发展的关键技术之一，也是下一代(5G)移动网络的重要组成部分。D2D技术无需借助基站的帮助就能够实现通信终端之间的直接通信，拓展网络连接和接入方式。由于短距离直接通信，信道质量高， D2D能够实现较高的数据速率、较低的时延和较低的功耗；通过广泛分布的终端，能够改善覆盖，实现频谱资源的高效利用；支持更灵活的网络架构和连接方法，提升链路灵活性和网络可靠性。

将协作中继技术应用到蜂窝网中，可以提高自身信道条件差的用户的信号质量，延展基站的覆盖范围。此外，无线中继站成本低廉，布置灵活方便；用户终端也可以作为无线中继站。3GPP LTE、欧盟第六框架联合项目(WINNER) 和下一代WiMax系统标准(IEEE802.16)都把基于中继协作传输的蜂窝移动通信系统作为了下一代无线通信中主要的网络架构进行研究。