[發(fā)明專(zhuān)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(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410303091.6
• 申請(qǐng)日: 2014-06-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104158572B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）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(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/0413
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/0413;H04W52/02
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,汪慶朋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于智能天線的綠色分布式天線系統(tǒng)通信方法，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

分布式天線系統(tǒng)(DAS)是指將基站天線分散放置在小區(qū)不同地理位置的天線系統(tǒng)，在有些研究中也稱(chēng)為DMIMO系統(tǒng)。由于分布式天線系統(tǒng)具有功率消耗低，頻譜利用率高以及組網(wǎng)方式靈活等優(yōu)勢(shì)，因而引起了學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注；我國(guó)面向后四代移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的FuTURE計(jì)劃就采用了分布式天線系統(tǒng)作為網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)方案。此外，相比于傳統(tǒng)的集中式天線系統(tǒng)，分布式天線系統(tǒng)不僅可以充分利用宏分集增益有效地克服無(wú)線信號(hào)衰落的影響，還可以縮短天線與用戶(hù)之間的平均接入距離，減少天線覆蓋區(qū)域內(nèi)的盲點(diǎn)，提高系統(tǒng)覆蓋特性，改善系統(tǒng)性能。

現(xiàn)有的分布式天線系統(tǒng)的通信方法系統(tǒng)內(nèi)部干擾嚴(yán)重，占用大量的系統(tǒng)資源，且分布式天線系統(tǒng)總的功耗高。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種基于智能天線的綠色分布式天線系統(tǒng)通信方法，不僅能夠減輕系統(tǒng)內(nèi)部干擾，而且可以節(jié)約系統(tǒng)資源，同時(shí)，能夠在滿(mǎn)足用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量的要求下，盡可能減少分布式系統(tǒng)總的功耗。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明的一種基于智能天線的綠色分布式天線系統(tǒng)通信方法，系統(tǒng)包括中心處理單元和分布于小區(qū)內(nèi)的多個(gè)分布式天線端口，多個(gè)所述分布式天線端口分別通過(guò)光纖或同軸電纜與中心處理單元相連接，每個(gè)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(gè)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(dòng)臺(tái)之間信道狀態(tài)最好的分布式天線端口，使之與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，用于實(shí)現(xiàn)定向通信服務(wù)；信道狀態(tài)的好壞通過(guò)接收到的定向波束信噪比來(lái)衡量；

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

(3)對(duì)各個(gè)分布式天線端口進(jìn)行子載波分配，使不同的移動(dòng)臺(tái)能夠在不同的子載波上進(jìn)行通信，用于減輕系統(tǒng)內(nèi)部用戶(hù)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(guò)粒子群算法對(duì)各個(gè)分布式天線端口的參數(shù)進(jìn)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(1)中，所述分布式天線端口選擇的具體方法如下：

(1a)初始階段，小區(qū)內(nèi)所有的分布式天線端口以全向廣播方式不定時(shí)地向處于小區(qū)中不同區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送公用測(cè)試信號(hào)；

(2a)需發(fā)起通信請(qǐng)求的移動(dòng)臺(tái)接收到該測(cè)試信號(hào)后，向相應(yīng)分布式天線端口發(fā)出應(yīng)答響應(yīng)，隨后就會(huì)將當(dāng)前的信道狀態(tài)信息反饋給相應(yīng)的分布式天線端口；

(3a)各個(gè)分布式天線端口根據(jù)反饋的信道信息調(diào)整天線陣列權(quán)重，構(gòu)造賦型波束指向需發(fā)起通信的移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)臺(tái)則計(jì)算各個(gè)分布式天線端口的定向波束信噪比，系統(tǒng)會(huì)選擇定向波束信噪比最大的分布式天線端口，選定的分布式天線端口就會(huì)進(jìn)一步根據(jù)修正的信道反饋信息進(jìn)行加權(quán)處理(處理的方法為現(xiàn)有技術(shù))，形成最后的定向波束指向處于特定位置的移動(dòng)臺(tái)。

步驟(3a)中，假設(shè)設(shè)有5個(gè)分布式天線端口，移動(dòng)臺(tái)接收端的各個(gè)分布式天線端口DAUi的定向波束信噪比可以表示為：

其中，DAUi(i＝1,2,…,5)，h_i為分布式天線端口DAUi(i＝1,2,…,5)與各自覆蓋區(qū)域內(nèi)某一發(fā)起通信請(qǐng)求移動(dòng)臺(tái)之間的信道衰落系數(shù)，H表示共軛轉(zhuǎn)置，w_i(i＝1,2,…,5)表示各個(gè)分布式天線端口對(duì)應(yīng)的加權(quán)向量，P_i(i＝1,2,…,5)是對(duì)應(yīng)的分布式天線端口發(fā)送功率，σ為常數(shù)，系統(tǒng)會(huì)選擇信噪比最大的r_i＝max{r₁,r₂,r₃,r₄,r₅}，所對(duì)應(yīng)的分布式天線端口DAUi與移動(dòng)臺(tái)建立通信鏈路。

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(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)到移動(dòng)臺(tái)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(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，此后系統(tǒng)會(huì)對(duì)分布式天線端口DAU1的智能子天線進(jìn)行選擇調(diào)度，具體天線選擇調(diào)度機(jī)制如下：