本发明专利技术公开一种广义分布式MIMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，首先，根据输入的用户分布特征，生成若干个用户位置坐标；然后，利用用户位置坐标，迭代搜索基站的初始摆放位置；最后，利用基站初始摆放位置，以容量为优化目标，迭代搜索最优的摆放位置。本发明专利技术能够解决任意凸的小区覆盖范围、任意用户分布下的基站最优摆放问题，可以应用于小区覆盖范围为二维平面上的任意联通凸集的场景，快速收敛到最优AP摆放位置，方案以优化小区的平均遍历容量为目标，有效地提高小区平均吞吐量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于广义分布式MIMO (Multiple-Input-Multiple-Output)系统网络规划中基站摆放位置的选择方法，属于无线通信网络规划领域。
技术介绍
近年来，随着手机等移动通信技术设备的普及，用户需求不断提高，通讯网络需要能够提供更快的数据传输速率，更稳定的语音、数据服务以及多样化的服务等。MIMO技术可以有效的提高系统容量和频谱利用效率，成为当前移动通信研究的热点，目前已经在LTE(Long Term Evolution)、IEEE 802. 11系列标准中采用。MIMO技术在点对点链路方面的研究已经比较成熟，但是在网络规划和无线资源管理方面还比较薄弱。在网络规划上，天线的布置主要有两种方式集中式或分布式，二者在覆盖性能、信道容量性能和功率使用效率性能方面存在差异。目前，对分布式MMO系统的研究主要集中在信道容量方面，在天线的最优放置问题上尚处在起步阶段。在实际环境当中，天线的放置受限于地理条件、通话业务分布等因素，不同的分布情况对系统的整体性能会产生很大的影响。广义的分布式MIM0,也称为 GDAS (Generalized Distributed Antenna System)。在GDAS中，小区基站可以连接多个AP (Antenna Port，有时也称为RRU，即Remote RadioUnit)，这些AP分布式的摆放在小区的覆盖范围内，通过光纤或者同轴电缆与基站处理器相连。不同的AP摆放方案极大影响系统的覆盖性能。参考文献“W. Choi and J. Andrews,Downlink performance and capacity of distributed antenna systems in a multicellenvironment, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 6, pp.69-73，2007，，(多小区分布式天线系统的下行性能和容量研究)和“J. Zhang and J. Andrews, DistributedAntenna Systems with Randomness, IEEE Transactions on Wireless Communications,vol. 7, pp. 3636-3646,2008”(随机性对分布式天线系统的影响)的研究结果表明，相对于集中式的AP摆放方案(AP集中摆放在小区的中心)，分布式的摆放方案可以极大地提高小区覆盖性能。参考文献 “Y. Shen, et al. , Optimal antenna location for STBC-0FDMdownlink with distributed transmit antennas in linear cells,IEEE CommunicationsLetters, vol. 11, pp. 387-389，2007”(线形小区分布式天线系统下行链路采用STBC-0FDM时的最优天线摆放位置研究)研究了线性小区下最优的天线摆放位置，参考文献“X. Wang, etal. , Antenna location design for generalized distributed antenna systems, IEEECommunications Letters, vol. 13，pp. 315-317, 2009”(广义分布式天线系统中的天线位置设计)和 “Y. Qian, et al. , Antenna Location Design for Distributed antennaSystems with Selective Transmission, International Conference on WirelessCommunications&Signal Processing, 2009”(采用选择传输方式的分布式天线系统中的天线位置设计)研究了圆形小区的场景，并提出了基于最大化下行链路小区平均遍历容量的天线摆放方法。参考文献“C. Zhang, et al. , Optimal Locations of Remote Radio Unitsin CoMP Systems for Energy Efficiency, in 2010 IEEE 72nd Vehicular TechnologyConference - Fall, 2010” (CoMP系统下优化能量效率的远端射频单元摆放位置设计)研究了圆形小区下，基于优化功率效率的天线摆放方案，并得到了与X. Wang和Y. Qian相同的结论。目前，前人的工作主要集中在特定的小区类型下，以小区平均遍历容量、中断概率和功率效率等位指标，优化天线的摆放位置。
技术实现思路
专利技术目的针对GDAS网络规划中AP的摆放方案问题，本专利技术提出一种广义分布式MIMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，该方法简单可 行，适应于GDAS的AP摆放位置搜索算法，能够解决任意凸的小区覆盖范围、以上行链路平均遍历容量为优化指标给出任意用户分布下的AP最优摆放问题。技术方案一种广义分布式MMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，设小区的规划覆盖范围为S，S为二维平面上的一个连通的凸集。设S上用户位置坐标(x，y)满足一定概率分布P(x,y)。该MMO系统中AP的个数为K,其位置坐标分别为(xk,yk),k= I,…，K0下面介绍本方案中采用的路径损耗分析模型。设收、发信机间距离为d (m)，则其间路劲损耗为L (d) = Ccfa其中Cf = dQa / {Ando / A) d0通常取20m，入为载波波长，a为路径损耗因子，通常取值为2.0到5.0，需要根据小区的实际覆盖环境(如城市、郊区等)确定。位于(x，y)处的用户到K个AP的路径损耗可以分别表示为Li = C[ (xi-x)2+(yi-y)2+h2]_a/2, i = I, ...,K其中h表示AP天线距离地面的高度，通常在5-20m (市区)。该方案的实施主要包含以下三个步骤第一步生成用户位置。根据S上用户位置满足的概率分布p (x，y)，生成N个用户的位置坐标，设这些位置的集合为U。用户个数N需要足够大，以体现用户的位置分布特征，建议平均用户密度不小于0. 01/m2 ；第二步生成AP摆放的初始位置P其中元素下标k表示 ，第k个AP的X坐标或者y坐标，k = I,…，K ; ( )T表示矩阵或者向量的转置；第三步对1(°)进行局部搜索，搜索最优AP摆放位置P = af )，y{*\ …,X(K) o下面对算法的第二、三步进行详细的介绍。在以上AP摆放位置搜索算法中，第二步采用的具体方法如下①任意给定AP的起始位置矢量1(°)，对1(°)进行排序操作1(°) =TI (1(°))，该排序操作将I(0)中的K个坐标，首先按照X坐标从小到大排序，若X坐标相同，则按照y坐标从小到大排序。设定算法收敛判决条件e = 1(T2。定义AP摆放位置矢量I = [x1； y1； xK,yK]T和 I' = [x' 1； Y1 1； ...,X1 K, J1 K]T之间的距本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种广义分布式MIMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1：根据输入的用户分布特征，生成N个用户位置坐标，设这些坐标集合为U；步骤2：利用所述步骤1中生成的用户位置坐标，迭代搜索K个基站的初始摆放位置；步骤3：利用所述步骤2中获得的基站初始摆放位置，以容量为优化目标，迭代搜索最优的摆放位置。
【技术特征摘要】
1.一种广义分布式MIMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，其特征在于，包含以下步骤 步骤I :根据输入的用户分布特征，生成N个用户位置坐标，设这些坐标集合为U ； 步骤2 :利用所述步骤I中生成的用户位置坐标，迭代搜索K个基站的初始摆放位置；步骤3 :利用所述步骤2中获得的基站初始摆放位置，以容量为优化目标，迭代搜索最优的摆放位置。2.如权利要求I所述的广义分布式MIMO系统中基站最优摆放位置的选择方法，其特征在于所述步骤2中使用用户位置坐标，搜索较优的初始摆放位置，具体步骤包括 步骤201，任意给定AP的起始位置矢量1(°)，对1(°)进行排序操作1(°) =TI (1(°))，该排序操作将1(°)中的K个坐标，首先按照X坐标从小到大排序，若X坐标相同，则按照y坐标从小到大排序；设定算法收敛判决条件e = 10_2;定义AP摆放位置矢量I = [X1, Y1,…，xK, yK]T (其中Xi和Ji分别表示第i个AP的位置坐标，( )T表示矢量或者矩阵的转置)和I' = [x' 1； y' 1； ...,X1 K, J1 Jt 之间的距离为 步骤202，将集合U中的N个用户位置坐标分成K组，分别记为G1, -,Gk； 分组方法为对每个用户的位置坐标(x，y)，计算其到K个AP的距离dk =」(.4m-xf+(y(k0)-yf ^k= I,…，K ;令与用户距离最近的AP的序号k* = arg并将该用户的位置坐标分到第k*组用户位置坐标的集合.JI 步骤203,更新K个AP的位置矢量,记为I' = [X'1； ......
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，张文策，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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