分布式MIMO系统基站侧天线位置优化方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
分布式MIMO系统基站侧天线位置优化方法
本专利技术涉及无线通信领域，尤其涉及基于智能天线的分布式MIMO系统的上层网络规划及优化设计问题。
技术介绍
随着无线通信的快速发展，分布式MIMO系统(DMIMO)以其功率消耗低、覆盖范围广等特点而逐渐成为当前研究的热点，已成为下一代移动通信系统的关键候选技术之一。传统的分布式MIMO系统在一类似于蜂窝结构的圆形小区内，分布式天线端口DAU(DistributedAntennaUnit)分布在小区不同的地理位置，每个天线端口配置多个天线用于发送或接收信号，而这些天线通过同轴电缆或光纤和中心处理单元连接；移动台MS(MobileStation)则分布在小区的任何位置。相较于集中式MIMO系统(CMIMO)，分布式MIMO系统可以充分利用宏分集增益以克服大尺度衰落的影响，提高系统的容量。此外，由于分散的天线端口减少了基站天线单元与移动台MS之间的接入距离，有利于覆盖小区中的盲点，极大提高了整个系统的可靠性和覆盖特性。针对传统的采用全向天线的分布式MIMO系统，若每一天线端口能采用智能天线技术亦波束成型技术，以其可有效降低系统内部干扰的特点而能极大增强通信链路的可靠性和稳定性；若再利用分布式MIMO系统组网方式灵活的特点，通过合理的功率分配和有效的天线选择策略，则可以进一步改善通信质量，节约系统资源；此外，通过对天线位置进行配置优化，还可以获取某一系统性能下天线分布的最优位置，实现天线的最优覆盖。在类似于蜂窝结构的单个圆形小区内，传统的采用全向天线的分布式MIMO系统，小区内各天线之间相互干扰，严重降低了当前通信系统的
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种分布式MIMO系统基站侧天线位置优化方法，其特征在于：所述基站侧天线包括：配置于分布式天线端口DAU中，由两根及两根以上权重天线组成的天线阵列；以及配置于移动台MS中的单根天线；优化方法包括以下步骤：A.在系统正常工作时，由分布式天线端口DAU向移动台MS发送一个测试信号；B.移动台MS响应测试信号后将目前信道状态信息反馈给分布式天线端口DAU；C.通过对天线阵列接收的反馈信号在整个分布式天线端口DAU功率受限的条件下进行加权处理形成天线波束；D.通过加权矢量调整天线方向图使天线波束主瓣指向需要进行通信的移动台MS方向；所述的加权矢量调整的方法为：设第i个分布式天线端口DAUi与特定位置上的移动台MS之间的信道衰落系数为hi，各个分布式天线端口DAUi的加权矩阵为W＝(w1,w2,w3,w4,w5)，i＝1,2,…,5；移动台MS的接收信号表示为：其中，yi是移动台MS的接收信号标量；hi是Mi×1的信道向量，Mi是分布式天线端口DAUi配置的天线数目；上标()H表示共轭转置；wi是各个发射天线端口上的加权列向量；si是各发射天线端口上的发送符号；n是加性复高斯白噪声；E.对分布式天线端口DAU进行天线功率分配：通过移动台MS反馈的信道信息，分布式天线端口DAU在天线阵列中根据信道增益系数的大小为其分配相应的功率，信道的增益系数越小分配的功率越少；在功率受限的条件下，天线功率分配是按照各信道增益系数的比例来分配的，从而在特定方向上与移动台建立通信链路；F.移动台MS与接收信噪比最大的分布式天线端口DAU进行通信；所述的移动台MS接收端的信噪比SNR表示为：其中，Pi是天线端口的发送功率，σ是加性复高斯白噪声的方差；G.在分布式MIMO系统不同的区域内，通过粒子群算法对分布式MIMO系统的接收信噪比SNR、系统容量C、中断概率Pout三个系统性能指标作为目标函数进行优化，获取天线在相应区域的最优位置；目标优化函数基于移动台MS特定位置下的数学表达式表示为：SNR(ρ,θ)＝Eh{ri}C(ρ,θ)＝Eh{log2(1+ri)}Pout(ρ,θ)＝Eh{Pr(ri≤rth)}其中，为移动台MS接收端信噪比，E为数学期望，下标h表示信道系数，Pr是ri≤rth的概率，rth表示中断门限；将在近似蜂窝的圆形小区内移动用户的分布概率密度函数记作f(ρ,θ)，ρ为天线极半径，θ为天线极角，为了反映天线位置μ对系统性能的影响，将上述表达式对移动台MS位置进行统计平均，具体表达式如下
【专利技术属性】
技术研发人员：李岳衡，崔磊，彭文杰，王莉，羌佳琳，田月萍，蔡俊，付明浩，居美艳，蒋德富，黄平，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：
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