[发明专利]一种在5G网络中超高频小基站构造虚拟宏基站的方法

说明书

本发明公开一种在5G网络中超高频小基站构造虚拟宏基站的方法，利用虚拟宏基站控制器执行备选天线选择算法，筛选注册在天线资源池中的天线，得到备选天线集合，并将备选天线集合注册到虚拟宏基站控制器中；根据得到的备选天线集合，定义虚拟宏基站额定功率值，设计最佳负载选择因子，设计计算虚拟宏基站实际功率值的模型，从备选天线集合中依次选择某根天线计算该模型生成虚拟宏基站的实际功率值和额定功率值进行比较，根据结果得出能够参与构造虚拟宏基站的超高频小基站的天线集合，完成构造虚拟宏基站的过程。本方法能够充分利用现有无线设备统一调配各个超高频小基站的无线资源，提高5G网络中基站资源利用率。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及5G乃至下一代移动通信技术，具体是涉及一种在5G网络中超高频小基站构造虚拟宏基站的方法。

背景技术

在5G乃至下一代的无线通信网络环境中，各种网络业务在时间、频率和功率三个方面不断占用着无线网络中大量不可再生的资源。而近年来，移动数据流量呈现爆炸性增长，第五代移动通信系统乃至下一代无线通信系统逐渐成为关注度最高的领域。其中：太赫兹传输，超大规模天线阵列，超密集组网等是下一代无线通信最具有前景的技术。超大规模天线阵列是解决流量爆炸性增长的有效方案之一。然而，随着天线数目的增多，不但为系统带来巨大的干扰，也会导致硬件复杂度的成倍增加。各种网络业务在时间、频率和功率三个方面不断占用着无线网络中大量不可再生的资源。随着无线通信超高频段的使用，网络系统中小基的站数目会非常庞大，如何高效利用海量超高频小基站天线的效率，是未来需要面对的问题。

下一代无线通信中的小基站并不是普通的室内覆盖小基站，它是基于超高频赫兹(如太赫兹等)频段的无线通信基站，由于该基站频率高，无线特性较弱，传输距离近，所以部署数量极多，平均50米的范围就有一个该小基站。所以超高频小基站的设备复杂程度和一般的宏基站几乎没有区别。

由于超高频小基站数量众多，给无线资源管理带来巨大的麻烦，浪费了频谱资源、射频功率资源和时间资源，同时小区边缘的干扰非常严重，使得下一代无线网络不能有效的发挥相应的作用。因此，如何利用现有无线设备统一调配各超高频小基站的无线资源，充分利用现有网络在时间域、频谱域和功率域的资源，成为业内必须考虑的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提出一种在5G网络中超高频小基站构造虚拟宏基站的方法，设计了备选天线选择算法、备选天线集合、最佳负载因子和虚拟宏基站实际功率的计算模型，使得高效利用超高频小基站的各种无线资源成为可能。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种在5G网络中超高频小基站构造虚拟宏基站的方法，其特征在于，将一个区域内功率空闲的某个宏基站控制器作为该区域众多小基站的虚拟宏基站控制器，同时，将该区域所有小基站的天线进行汇总统计，形成超高频小基站天线资源池；则构造虚拟宏基站的方法包括如下步骤：

步骤1，利用虚拟宏基站控制器执行备选天线选择算法，筛选注册在天线资源池中的天线，得到备选天线集合，并将备选天线集合注册到虚拟宏基站控制器中；

步骤2，根据步骤1得到的备选天线集合，定义虚拟宏基站额定功率值，设计最佳负载选择因子，设计计算虚拟宏基站实际功率值的模型，从备选天线集合中依次选择某根天线计算该模型生成虚拟宏基站的实际功率值和额定功率值进行比较，根据结果得出能够参与构造虚拟宏基站的超高频小基站的天线集合，完成构造虚拟宏基站的过程。

进一步的，步骤1的具体实现方法包括如下步骤：

1)根据信道反馈获得信道状态信息矩阵M；

2)根据发射天线的数目、功率放大器的功率、AD/DA转换器、混频器、滤波器、信号合成器、低噪放大器、中频放大器的功率消耗信道状态信息，建立能效模型，得到能量效率与天线数目的关系，能效模型的表达式如下：