一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，包括以下步骤：假设所有小区的网络侧天线端口APi,j使用同一频率fj，天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的信道复增益系数为当移动台处于通信状态时，其第l根天线接收到天线端口AP0,j的能量归一化信号x，以及相邻小区的干扰信号和噪声，则接收信号可以表示为yl0，j：移动台第l根天线接收到来自天线端口AP0,j信号后，得到的信干噪比移动台采用最大比合并，合并后得到的来自预期天线端口AP0,j的接收信干噪比γj等于移动台各根天线上的接收信干噪比之和；在网络侧，选择使系统输出信干噪比最大的天线端口与移动台建立通信链路。本发明专利技术考虑相邻小区间干扰和高斯背景噪声，能够有效地抑制相邻小区间的同频干扰。

Network side communication method for improving performance of multi cell distributed antenna system

The invention discloses a method for improving network side communication performance of multi cell distributed antenna system, which comprises the following steps: assume the network side antenna port APi of all cells, J using the same frequency FJ antenna port APi channel between the J and the mobile station l antenna complex gain coefficient when the mobile station is in communication when the L antenna receives the antenna port AP0, X energy normalized signal J, and the adjacent cell interference signal and noise, the receiving signal can be expressed as yl0, j: Taiwan l antenna is received from the antenna port of AP0 mobile, J signal, the SINR of mobile using the maximum ratio combining, expected from antenna port AP0 obtained after the merger, J received signal to interference and noise ratio of gamma J is equal to the received signal of each mobile antenna on the interference to noise ratio and; on the network side, select the output SINR of the system A communication link is established between the largest antenna port and the mobile station. The invention considers the interference between adjacent cells and Gauss background noise, and can effectively suppress the same frequency interference between adjacent cells.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于复合衰落信道的多小区环境下提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，属于现代无线通信

技术介绍
随着全球通信技术的迅猛发展，通信环境也越来越复杂，现有的频谱资源变得尤为珍贵，如何在有限的频谱资源下提高频谱利用率，支持更快传输速率、更高可靠性以及更好服务质量的通信网络就成为无线通信一个重要的研究课题，其中在复杂的通信环境中采用何种有效的通信机制，将在提高通信系统性能方面起着至关重要的作用。4G时代的到来使得无线通信技术达到了一个历史性的高峰，从1G的模拟通信时代到如今的数字化4G通信，信息的无线下载和上传已经成为人们生活的必需，而对于通信模型的研究也从最初的单用户、单小区形式扩展到多用户、单小区形式，再到现如今的多小区蜂窝系统结构。也即在复杂的现代通信环境下，多小区蜂窝结构已发展成为现代无线通信领域中一种基础、通用的组网架构模式。当此模式应用在分布式多发送天线环境下时，与传统的独立单小区结构有所不同，由于需要考虑相邻小区间的同频干扰，所以需要对传统的通信收发机制进行分析与改进，也即需采用合理的通信机制才能有效地抑制小区间干扰，改善整个系统的性能。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，充分考虑相邻小区间干扰和高斯背景噪声，能够有效地抑制相邻小区间的同频干扰。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：本专利技术的一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，包括以下几个步骤：(1)在多小区场景下，假设多小区系统中存在N个小区，每个小区内存在M个网络侧天线端口，记作APi,j，表示小区i中第j个天线端口，其中i＝0,1，……N-1，j＝0,1，……M-1；以AP0,0为原点建立极坐标系，设极坐标为(ρ,θ)的移动台MS位于中心小区，即小区0，所有小区半径都为R，小区内的天线端口除了中心天线端口之外，其余的天线端口都均匀分布在半径为D的圆上；记天线端口APi,j的坐标为(ρi,j,θi,j)，AP0,0为原点，坐标(0,0)；(2)假设每个小区相同位置上的分布式天线端口采用同一组通信频率，即所有小区的网络侧天线端口APi,j使用同一频率fj；设天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的信道复增益系数为 h i , j l = g i , j l S i , j - - - ( 2 ) ]]>其中，l＝0,1,...,L，其中L表示移动台配置的天线个数,表示天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的小尺度衰落，服从衰落系数为mi,j的Nakagami分布，Si,j表示天线端口APi,j与移动台所有天线之间的大尺度衰落，服从对数正态分布，取对数后其均值为μi,j，标准差为σi,j，μi,j可表示为：μi,j＝10lg(d0/di,j)βdi,j>d0 (3)上式中d0为参考距离，β为路径损耗指数，di,j表示移动台与天线端口APi,j之间的距离，在极坐标下，该距离表示为： d i , j = ρ 2 + ρ i , j 2 - 2 ρρ i , j c o s ( θ - θ i , j ) - - - ( 4 ) ]]>其中，ρ、θ分别表示移动台位置的极径和极角；当移动台处于通信状态时，其第l根天线接收到来自本小区的天线端口AP0,j的能量归一化信号x，以及相邻小区的干扰信号和噪声，则接收信号可以表示为： y 0 , j l = E h 0 , j l x + E Σ i = 1 N - 1 h i , j l x i + z 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)在多小区场景下，假设多小区系统中存在N个小区，每个小区内存在M个网络侧天线端口，记作APi,j，表示小区i中第j个天线端口，其中i＝0,1，……N‑1，j＝0,1，……M‑1；以AP0,0为原点建立极坐标系，设极坐标为(ρ,θ)的移动台MS位于中心小区，即小区0，所有小区半径都为R，小区内的天线端口除了中心天线端口之外，其余的天线端口都均匀分布在半径为D的圆上；记天线端口APi,j的坐标为(ρi,j,θi,j)，AP0,0为原点，坐标(0,0)；(2)假设每个小区相同位置上的分布式天线端口采用同一组通信频率，即所有小区的网络侧天线端口APi,j使用同一频率fj；设天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的信道复增益系数为hi,jl=gi,jlSi,j---(2)]]>其中，l＝0,1,...,L，其中L表示移动台配置的天线个数,表示天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的小尺度衰落，服从衰落系数为mi,j的Nakagami分布，Si,j表示天线端口APi,j与移动台所有天线之间的大尺度衰落，服从对数正态分布，取对数后其均值为μi,j，标准差为σi,j，μi,j可表示为：μi,j＝10lg(d0/di,j)β di,j>d0               (3)上式中d0为参考距离，β为路径损耗指数，di,j表示移动台与天线端口APi,j之间的距离，在极坐标下，该距离表示为：di,j=ρ2+ρi,j2-2ρρi,jcos(θ-θi,j)---(4)]]>其中，ρ、θ分别表示移动台位置的极径和极角；当移动台处于通信状态时，其第l根天线接收到来自本小区的天线端口AP0,j的能量归一化信号x，以及相邻小区的干扰信号和噪声，则接收信号可以表示为：y0,jl=Eh0,jlx+EΣi=1N-1hi,jlxi+zl=Eg0,jlS0,jx+EΣi=1N-1gi,jlSi,jxi+zl---(9)]]>其中，E为所有天线端口的通信功率，第一项为有用信号，第二项为邻小区同频干扰信号，xi表示来自干扰小区i的能量归一化信号，zl表示均值为零、方差为N0的复高斯噪声；移动台第l根天线接收到来自天线端口AP0,j信号后，得到的信干噪比可以表示为：γjl=ES0,j|g0,jl|2EΣi=1N-1Si,j|gi,jl|2+N0---(10)]]>移动台采用最大比合并，合并后得到的来自预期天线端口AP0,j的接收信干噪比γj等于移动台各根天线上的接收信干噪比之和：γj=Σl=1Lγjl=Σl=1LES0,j|g0,jl|2EΣi=1N-1Si,j|gi,jl|2+N0---(11)]]>(3)在网络侧，选择使系统输出信干噪比最大的天线端口与移动台建立通信链路，因此将最终输出信干噪比γ表示为：γ＝max{γ0,γ1,...,γM‑1}                       (12)其中，E/N0表示系统发送信噪比，依据上述表达式对公式(12)进行重写，系统输出信干噪比γS可以表示为：γs=maxj=0M-1{γj}=maxj=0M-1{Σl=1LS0,j|g0,jl|2Σi=1N-1Si,j|gi,jl|2+1E/N0}---(13)]]>...

【技术特征摘要】
1.一种提高多小区分布式天线系统性能的网络侧通信方法，其特征在于，包括以下几个步骤：(1)在多小区场景下，假设多小区系统中存在N个小区，每个小区内存在M个网络侧天线端口，记作APi,j，表示小区i中第j个天线端口，其中i＝0,1，……N-1，j＝0,1，……M-1；以AP0,0为原点建立极坐标系，设极坐标为(ρ,θ)的移动台MS位于中心小区，即小区0，所有小区半径都为R，小区内的天线端口除了中心天线端口之外，其余的天线端口都均匀分布在半径为D的圆上；记天线端口APi,j的坐标为(ρi,j,θi,j)，AP0,0为原点，坐标(0,0)；(2)假设每个小区相同位置上的分布式天线端口采用同一组通信频率，即所有小区的网络侧天线端口APi,j使用同一频率fj；设天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的信道复增益系数为 h i , j l = g i , j l S i , j - - - ( 2 ) ]]>其中，l＝0,1,...,L，其中L表示移动台配置的天线个数,表示天线端口APi,j与移动台第l根天线之间的小尺度衰落，服从衰落系数为mi,j的Nakagami分布，Si,j表示天线端口APi,j与移动台所有天线之间的大尺度衰落，服从对数正态分布，取对数后其均值为μi,j，标准差为σi,j，μi,j可表示为：μi,j＝10lg(d0/di,j)β di,j>d0 (3)上式中d0为参考距离，β为路径损耗指数，di,j表示移动台与天线端口APi,j之间的距离，在极坐标下，该距离表示为： d i , j = ρ 2 + ρ i , j 2 - 2 ρρ i , j c o s ( θ - θ i , j ) - - - ( 4 ) ]]>其中，ρ、θ分别表示移动台位置的极径和极角；当移动台处于通信状态时，其第l根天线接收到来自本小区的天线端口AP0,j的能量归一化信号x，以及相邻小区的干扰信号和噪声，则接收信号可以表示为： y 0 , j l = E h 0 , j l x + E Σ i = 1 N - 1 h i , j l x i + z l = E g 0 , j l S 0 , j ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岳衡，孙蔓，潘进勇，孙得娣，徐荣蓉，郭臣，付明浩，居美艳，黄平，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32