利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法与装置。该方法根据基站和移动终端位置、网络环境上下文信息及周围传输介质对电磁传输的影响信息计算用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；根据基站位置、移动终端位置和天气信息判断知识图谱库中是否已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息，若存在则直接选取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息，否则通过传统波束训练获取实时收发波束对信息或重构通信环境立体方位图计算切换波束对信息；该方法还利用人工智能理论预测移动终端波束切换位置，从而进行切换波束对预估计。本发明专利技术可以在移动通信场景中实现低开销训练和高效地波束配准及建立通信链路。

【技术实现步骤摘要】
利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法与装置
本专利技术涉及到无线通信领域，尤其涉及一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法与装置。
技术介绍
第五代移动通信技术(5G:The5thGenerationmobilecommunicationtechnology)标准制定组织3GPP计划利用频谱资源丰富的毫米波频段(10-300GHz)解决运行在6GHz以下频段的第四代移动通信技术(4G:The4thGenerationmobilecommunicationtechnology)LTE-A(LongTermEvolution-Advanced)系统所面临的频谱资源紧张问题。但毫米波频段传播面临路径损耗和穿透损耗大的问题。基于大规模天线阵列的定向传输可有效补偿高路径损耗，同时密集部署基站也是毫米波频段短通信范围的补救措施。然而，这给系统设计带来了新的挑战：首先，定向传输要求毫米波基站(mmBS:mmwaveBaseStation)和移动终端或者毫米波通信节点之间达到精确的波束对准，这对于6GHz以下频段的全方位传输而言不是必要的；其次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法，用于基站，其特征在于，包括如下步骤：/n(A1)建立初始链路时，接收移动终端发送的位置信息和天气信息，根据基站位置信息、移动终端位置信息和天气信息判断知识图谱库中是否已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息；所述知识图谱库中存储有效通信链路的知识图谱信息，每条有效通信链路信息包括基站位置信息BPI、移动终端位置信息MTPI、通信链路的波束方向索引信息BII、波束方向配准后的通信信号质量信息SQI、天气信息WI以及移动终端是否移动的动态信息MDI；/n(A2)若知识图谱库中已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息，则直接从知识图谱库中选取用于...

【技术特征摘要】
1.一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法，用于基站，其特征在于，包括如下步骤：
(A1)建立初始链路时，接收移动终端发送的位置信息和天气信息，根据基站位置信息、移动终端位置信息和天气信息判断知识图谱库中是否已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息；所述知识图谱库中存储有效通信链路的知识图谱信息，每条有效通信链路信息包括基站位置信息BPI、移动终端位置信息MTPI、通信链路的波束方向索引信息BII、波束方向配准后的通信信号质量信息SQI、天气信息WI以及移动终端是否移动的动态信息MDI；
(A2)若知识图谱库中已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息，则直接从知识图谱库中选取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；否则，通过波束训练获取有效通信链路信息并生成相应的知识图谱，存入知识图谱库，然后选取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；
(A3)初始链路建立后，根据移动终端是否移动的动态信息判断其是否处于移动中，若移动终端不移动，则不进行收发波束对切换预估计，即不执行步骤(A4)；否则利用波束宽度信息、移动终端位置信息、移动终端是否移动的动态信息和借助数字地图获取的网络环境上下文信息及周围传输介质对电磁传输的影响信息，预测移动终端的移动轨迹及移动终端波束切换位置，进入步骤(A4)；
(A4)根据所预测的波束切换位置信息，若知识图谱库中已经存储基站位置信息、所预测的移动波束切换位置信息和天气信息所对应的有效通信链路信息，则直接从知识图谱库中选取基站位置和所预测的移动终端波束切换位置用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；否则，根据基站位置、所预测的移动终端波束切换位置和借助数字地图获取的网络环境上下文信息及周围传输介质对电磁传输的影响信息，重构基站和移动终端之间的通信环境立体方位图，进而计算每条有效通信链路的接收功率，并根据接收功率从中选取最优有效通信链路，获取基站位置和所预测的移动终端波束切换位置用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息。


2.一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法，用于移动终端，其特征在于，包括如下步骤：
(B1)建立初始链路时，接收基站发送的位置信息，根据基站位置信息、移动终端位置信息和天气信息判断知识图谱库中是否已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息；所述知识图谱库中存储有效通信链路的知识图谱信息，每条有效通信链路信息包括基站位置信息BPI、移动终端位置信息MTPI、通信链路的波束方向索引信息BII、波束方向配准后的通信信号质量信息SQI、天气信息WI以及移动终端是否移动的动态信息MDI；
(B2)若知识图谱库中已经存储与相应信息对应的有效通信链路信息，则直接从知识图谱库中选取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；否则，通过波束训练获取有效通信链路信息并生成相应的知识图谱，存入知识图谱库，然后选取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；
(B3)初始链路建立后，根据移动终端是否移动的动态信息判断移动终端是否处于移动中，若移动终端不移动，则不进行收发波束切换预估计，即不执行步骤(B4)；否则利用波束宽度信息、移动终端位置信息、移动终端是否移动的动态信息和借助数字地图获取的网络环境上下文信息及周围传输介质对电磁传输的影响信息，预测移动终端的移动轨迹及移动终端波束切换位置，进入步骤(B4)；
(B4)根据所预测的波束切换位置信息，若知识图谱库中已经存储基站位置信息、所预测的移动波束切换位置信息和天气信息所对应的有效通信链路信息，则直接从知识图谱库中选取基站位置和所预测的移动终端波束切换位置用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；否则，根据基站位置、所预测的移动终端波束切换位置和借助数字地图获取的网络环境上下文信息及周围传输介质对电磁传输的影响信息，重构基站和移动终端之间的通信环境立体方位图，进而计算每条有效通信链路的接收功率，并根据接收功率从中选取最优有效通信链路，获取基站位置和所预测的移动终端波束切换位置用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息。


3.一种利用网络环境上下文信息实现的智能波束配准方法，用于移动终端，其特征在于，包括如下步骤：
(C1)建立初始链路时，向基站发送移动终端位置信息和天气信息；
(C2)接收基站反馈的信息，在知识图谱库中已经存储基站位置信息、移动终端位置信息和天气信息所对应的有效通信链路信息时，直接从基站的反馈信息中获取用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；否则，通过波束训练获取有效通信链路信息，并接收基站反馈的用于数据传输的通信链路所对应的收发波束对信息；所述知识图谱库中存储有效通信链路的知识图谱信息，每条有效通信链路信息包括基站位置信息BPI、移动终端位置信息MTPI、通信链路的波束方向索引信息BII、波束方向配准后的通信信号质量信息SQI、天气信息WI以及移动终端是否移动的动态信息MDI；
(C3)初始链路建立后，向基站发送移动终端位置信息和...

【专利技术属性】
技术研发人员：何世文，黄凤青，蔡康利，熊绍文，袁军，于胡飞，赵颖，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43