利用上下文信息的毫米波5G网络快速小区发现

毫米波频段的利用是5G移动无线网络的关键使能因素之一。然而，由于恶劣的传播条件限制了毫米波接入的可用性，在蜂窝网络中引入毫米波技术并非易事。毫米波技术需要高增益天线系统来补偿高路径损耗和有限功率。因此，必须使用定向传输进行小区发现和同步过程：这可能导致因沿不同方向进行多次传输以探索小区区域而产生的不可忽略的接入延迟。将毫米波技术与传统无线接入网络相结合以加速小区搜索过程，需要新的5G网络架构解决方案。此类架构在控制面（C-plane）和用户面（U-plane）之间引入了功能分离，从而通过传统无线技术保证了可靠信令信道的可用性，这为从网络边缘收集有用的上下文信息提供了机会。在本文中，我们利用与用户位置相关的上下文信息来改进定向小区发现过程。我们研究了该过程的基本权衡以及上下文信息准确性对整体系统性能的影响。我们还处理了小区区域内的障碍物阻挡问题，并提出了一种基于地理定位上下文数据库的方法，其中随时间收集的信息被存储以指导未来的搜索。提供了分析模型和数值结果以验证所提出的策略。