[發(fā)明專利]一種基于智能天線的綠色分布式天線系統(tǒng)通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410303091.6
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104158572B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李岳衡;崔磊;王莉;付明浩;羌佳林;王飛;居美艷;黃平;蔣德富
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04W52/02
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,汪慶朋

1.一種基于智能天線的綠色分布式天線系統(tǒng)通信方法，其特征在于，系統(tǒng)包括中心處理單元和分布于小區(qū)內(nèi)的多個分布式天線端口，多個所述分布式天線端口分別通過光纖或同軸電纜與中心處理單元相連接，每個所述分布式天線端口由多根智能子天線組成智能天線陣列，系統(tǒng)的通信方法包括以下幾個步驟：

(1)選擇分布式天線端口：所述中心處理單元選擇與某一移動臺之間信道狀態(tài)最好的分布式天線端口，使之與移動臺進行通信，用于實現(xiàn)定向通信服務(wù)；信道狀態(tài)的好壞通過接收到的定向波束信噪比來衡量；

(2)系統(tǒng)對所述分布式天線端口的智能子天線進行選擇調(diào)度，用于節(jié)約系統(tǒng)資源；

(3)對各個分布式天線端口進行子載波分配，使不同的移動臺能夠在不同的子載波上進行通信，用于減輕系統(tǒng)內(nèi)部用戶之間的干擾；

(4)所述中心處理單元根據(jù)系統(tǒng)外部環(huán)境的需求，通過粒子群算法對各個分布式天線端口的參數(shù)進行自適應(yīng)調(diào)整，用于減少分布式天線系統(tǒng)的總功耗；

步驟(2)中，假設(shè)分布式天線端口DAU1由A₁,A₂,A₃,A₄,A₅,A₆六根智能子天線組成單層智能天線陣列，每根所述智能子天線可形成特定方向上的波束，假設(shè)系統(tǒng)正常工作時，系統(tǒng)檢測到移動臺MS1和MS3與分布式天線端口DAU1之間信道狀態(tài)最好，故選擇分布式天線端口DAU1與這兩個移動臺進行通信，此后系統(tǒng)會對分布式天線端口DAU1的智能子天線進行選擇調(diào)度，具體天線選擇調(diào)度機制如下：

假設(shè)某一時刻分布式天線端口DAU1的智能子天線A₁,A₃,A₄,A₆處于休眠狀態(tài)，智能子天線A₂,A₅處于激活狀態(tài)，由于處于激活狀態(tài)的智能子天線正在實施通信過程中，系統(tǒng)則會通過選擇激活智能子天線A₁和A₃分別與移動臺MS1和MS3通信；

假設(shè)在某一通信階段，當移動臺MS1服務(wù)質(zhì)量或數(shù)據(jù)傳輸量超過智能子天線A₁的工作負荷時，系統(tǒng)就會將處于休眠狀態(tài)的智能子天線A₄激活，使之與智能子天線A₁同時為移動臺MS1提供服務(wù)；當移動臺MS1數(shù)據(jù)傳輸量處于較小狀態(tài)時，系統(tǒng)則會將智能子天線A₄重新設(shè)置為休眠狀態(tài)，從而通過這樣的天線選擇調(diào)度機制節(jié)約系統(tǒng)資源；

步驟(3)中，系統(tǒng)正常工作時為每根激活的智能子天線分配單個不同的子載波，經(jīng)過天線端口選擇與天線選擇調(diào)度后，系統(tǒng)為分布式天線端口DAU1處于激活狀態(tài)下的智能子天線A₁,A₂,A₃,A₅分別分配f₁,f₂,f₃,f₅不同的子載波，而且為了減輕干擾，系統(tǒng)所分配的子載波不被小區(qū)內(nèi)其它分布式天線端口或相鄰小區(qū)占用；

所述智能子天線A_i的子載波通信方式如下：

(1b)在下行鏈路中，智能子天線A_i通過智能天線技術(shù)定向地為移動臺MS_i提供服務(wù)；

(2b)在上行鏈路中，所述移動臺MS_i也在系統(tǒng)分配好的固定子載波f_i上與智能子天線A_i進行通信，與此同時其它的激活智能子天線也以相同的通信方式與對應(yīng)的移動臺建立通信鏈路；

通過采用以上的通信方式可以使不同的移動臺能夠在不同的子載波上進行通信，從而降低移動臺之間的干擾；

步驟(4)中，所述基于粒子群算法的參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整方法如下

(1c)當k＝0時，隨機產(chǎn)生二進制數(shù)和其中1≤d≤D，從而得到二進制序列1≤i≤Num，其中，Num為粒子群中粒子群體個數(shù)，D為維數(shù)，v_max為粒子最大速度；

(2c)依據(jù)粒子適應(yīng)度衡量公式計算各個粒子的適應(yīng)度，令p_i^k＝x_i^k，并其中b為具有最高適應(yīng)度的粒子索引；

(3c)當k＝k+1時，更新任意粒子i的速度，其表達式如下：

vidk=ωvidk-1+c1κ1(pidk-1-xidk-1)+c2κ2(pbdk-1-xidk-1)]]>

其中ω是慣性系數(shù)，c₁和c₂是學(xué)習(xí)因子，κ₁和κ₂為分布于[0,1]之間的隨機數(shù)，當則令當則令

(4c)更新粒子i的位置，隨機產(chǎn)生均勻分布于[0,1]之間的隨機數(shù)，如果其值小于則令否則令其中

(5c)依據(jù)粒子適應(yīng)度衡量公式計算各個粒子的適應(yīng)度值，對于粒子i，如果其適應(yīng)度大于的適應(yīng)度，則令否則如果其適應(yīng)度大于的適應(yīng)度，則令如果其它粒子的適應(yīng)度都小于的適應(yīng)度，則令

(6c)重復(fù)步驟(2c)～步驟(5c)，直至達到所設(shè)置的最大迭代次數(shù)，獲得最優(yōu)解。