[發明專利]一種基于特征值的室內分布式系統的天線選擇方法

有效

• 申請號: 201310288498.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103327509A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 趙毅峰;張長征;黃聯芬;陳春超;張遠見
• 申請（專利權）人: 廈門大學;京信通信系統（廣州）有限公司
• 主分類號: H04W16/20
• 分類號: H04W16/20
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及移動通信系統的天線，尤其涉及一種基于特征值的室內分布式系統的天線選擇方法。

背景技術

隨著城市的規模越來越大，摩天大樓、地下商場等設施的大量涌現，用戶對移動通信網絡質量的要求越來越高，為了解決室內無線通信信號覆蓋的問題，Saleh提出了分布式天線系統的概念(Distributed?Antennas?Systems,DAS)（[1]Saleh,A.A.M.;AT&T?Bell?Labs.,Holmdel,NJ;Rustako,A.J.;Roman,R.”Distributed?Antennas?for?Indoor?Radio?Communications”,Communications,IEEE?Transactions?on(Volume:35,Issue:12),pp.1245–1251,December1987）。分布式天線系統就是利用被放置在不同位置上的天線，以達到系統的覆蓋性能增強，系統的分集增益和容量性能都能得到提高的目的。近些年來，人們對室內分布式天線的諸多優勢表現出了極大的興趣。

利用MIMO技術，系統復用以及分集增益都能得到顯著提高，然而系統的硬件代價和復雜度卻不容小覷，尤其當基站端用戶較多時，不僅會給系統配置和維護帶來很大麻煩，而且系統硬件成本也將大幅度增加。對于室內分布式天線系統而言，如果不對天線進行選擇處理，增益較差的天線會消耗系統功率，編碼和譯碼的算法復雜程度將不可想象，誤碼率會大大增加，最終系統容量也可能會大幅度降低。另外，同室外MIMO系統相比，室內分布式天線系統必須考慮室內環境的快速改變，例如豐富的散射體存在、人員的運動、室內大件物品的擺放等。通信信道會隨著這些室內環境的快速改變而發生巨大改變，通信系統的性能能夠時時得到保證的一項關鍵技術就是：天線選擇。

天線選擇作為MIMO系統中的一項重要技術，它能夠從MIMO系統的多個發射天線和多個接收天線中選擇出性能最好的天線組合，以較小的性能損失換取成本的大幅降低，MIMO系統的性價比從而能到極大的提高。MIMO技術利用在移動終端和基站端設置的多個天線,從空間域構建了多條并行的子信道,點對點的無線鏈路容量能夠被大大提高。相對于集中式MIMO系統而言，分布式天線系統具有諸多優點：平均接入距離減小；發射功率降低；信號強度增強；信號覆蓋得到大大改善。另外，分布式天線系統的平均容量和中斷容量都有較大優勢，且分布式天線系統的信道容量變化相對于集中式天線系統而言，其對天線位置更加的不敏感。

當然，基于硬件代價的限制，前人提出了一些天線選擇方式，比如最優的天線選擇算法是對所有天線子集窮舉搜索，但是此方法需要大量的運算，可行性很差（[3]A.F.Molish,M.Z.Win.MIMO?System?with?Antenna?Selection.IEEE?Microwave?Magazine.2004.3,Vol.5,pp.46-56.）。目前關于天線選擇算法的研究，主要集中在降低計算復雜度上，比如Gorokhov提出的近優算法（[4]A.Gorokhov,D.A.Gore,andA.J.Pauiraj,”Receive?antenna?selection?for?spatial?multiplexing：Theory?and?algorithms”,IEEETrans.Signal?Processing,vol.51,Nov.2003,PP.2796-2807.）、Greshlnan提出的一種增序的選擇算法（[5]M.Gharavi-Alkhansari?and?A.Greshlman,“Fast?Antenna?Selection?in?MIMO?System“，IEEE?Trans.Sig.Proc.,vol.52,no.2,Feb.2004,PP.339-347.）等。以上這些天線選擇方式均能夠在一定程度上大量的降低計算的復雜度，但是容量的計算都只是盡量趨近于實際，且僅適用于限定條件下。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于特征值的室內分布式系統的天線選擇方法。

本發明包括以下步驟：

1）基站端依照移動終端通過信道估計反饋的角域信息，建立分布式天線系統的信道的角域模型；

2）根據建立的分布式天線系統信道的角域模型，針對室內非視距（NLOS）傳播環境重新構造瑞利信道的信息矩陣；

3）根據信息矩陣，結合分布式系統的特點，利用相關矩陣產生特征值，并用特征值進行最優天線選擇；