8、毫米波 5G 网络中考虑移动性的路径选择

毫米波 5G 网络中考虑移动性的路径选择

1. 引言

毫米波（mmwave）通信工作在千兆赫兹（GHz）频段，有望成为第五代和第六代通信网络的核心。这主要归因于两个因素：一是高速通信需求呈指数级增长，像物联网、车对车通信、虚拟现实和增强现实等技术正迅速大规模部署；二是传统的低于 6GHz 通信信道正快速耗尽。因此，过去十年里，该领域备受关注。

不过，毫米波通信也存在自身问题。毫米波甚至无法穿透薄障碍物，这使得通信时对视线（LOS）要求极高。而且，即使在有视线的情况下，由于其自由空间传播损耗大，毫米波也只能在短距离内实现高速数据传输。所以，采用毫米波通信的系统主要目标是通过短的、有视线的链路进行数据传输。

在现实传输环境中，存在各种障碍物，建立视线路径成为一大挑战。为此，人们提出了一些解决方案，例如超密集网络，它部署大量小型毫米波基站（BS）；还有智能反射表面，可改善传输环境以绕过障碍物。此外，附近闲置的用户设备（UE）可充当中继，在源设备和目标设备之间建立多跳视线路径。

目前，多数文献中的中继选择算法主要关注提高瞬时吞吐量，以贪婪的方式分配链路来最大化即时数据速率，却较少考虑链路的活跃时间。由于用户移动性，链路迟早会失效，有时分配后不久就会中断，这会导致反复的链路搜索开销，降低用户吞吐量，影响用户体验。虽然有一些工作通过巧妙地为请求的 UE 分配毫米波基站，减少了不必要的切换，同时保证了服务质量，但这些工作训练时间长，且都未考虑动态障碍物问题。

假设在现实的移动场景中，UE 的速度和方向不会频繁改变，我们提出一种新方法，用于分配具有最长活跃时间的传输路径。显然，该方法的准确性取决于 UE 的移动模式，如果移动过于随机（现实中不太可能出现），