[发明专利]一种能够提高移动通信系统功率效率的分布式MIMO系统中功率分配与天线选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域中基站发射功率分配和天线资源调配的方法，属于移动通信系统中无线资源管理研究领域。

背景技术

随着MIMO技术在移动通信系统中的广泛应用，集中式多天线系统、分布式多天线系统已成为移动通信系统中典型的无线网络结构。为了有效地使用移动通信系统中多天线资源，在系统中的集中式或分布式天线之间采用协同技术提高系统频谱利用率和功率小了、合理地放置多天线形成中继式天线系统以较高的功率效率提高无线信号覆盖范围等各种新型的无线网络结构和针对天线资源的管理与调度方法也不断涌现。其中，合理地设计移动通信系统运行过程中高效、低复杂度的天线资源选择方法已成为无线资源管理的必然要求。

传统的MIMO系统又称为集中式MIMO系统，它基于传统的蜂窝结构，把采用MIMO技术的多个天线集中放置在一处，仅仅要求各天线间的间距等于或大于1/2信号波长，以便使得各收/发天线对的小尺度衰落不相关而获得相应的分集增益。但是这种传统的集中式MIMO系统往往存在着所谓的“阴影区”或“通信死角”，即天线由于集中放置而无法覆盖到的区域，在这些区域内信号衰落十分明显甚至会影响到正常的通信。另外，传统蜂窝系统增加频谱效率的方法主要包括扇区化和小区分裂，即向着多扇区、微小区和混合小区方向发展。但这并不能从本质上解决问题，小区分裂不可能无限制地进行下去。随着小区面积的变小，会带来诸如切换更加频繁、系统干扰增加、频率规划复杂、成本提高等问题。例如当小区半径减小为原来的1/2时，所需的基站数目将会是原来的4倍，导致小区切换率大大增加，系统复杂度和成本也呈指数级上升。目前3G系统仍采用蜂窝结构，能达到2Mbps的传输速率和较大系统容量。4G的设计速率高达100Mbps，预计用户数量也要比3G系统高出一个数量级。因此，4G无线接入网若沿用传统的蜂窝结构，将很难以合理的成本同时满足高速率/大容量和高覆盖率 的要求。所以4G接入网必须对蜂窝结构进行改进或采用新的结构。在这种背景下，传统的集中式MIMO系统将不再适合这样的网络拓扑结构。

传统的天线选择方法主要根据各天线的无线信道状态选择集中式多天线系统中发射和接受天线以减少射频单元的数量和改善空域相关性能等方法，无法应用于由多个天线不同放置方法所构成的分布式网络结构中。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种能够提高移动通信系统功率效率的分布式MIMO系统中功率分配与天线选择方法，它能够满足多天线移动通信系统中发射功率分配、天线选择和移动终端切换算法的快速、简单要求。

技术方案如下：

一种能够提高移动通信系统功率效率的分布式MIMO系统中功率分配与天线选择方法，包括以下步骤：

第一步：接收端周期性地测量分布式MIMO移动通信系统中的大尺度信道衰落信息，并将该大尺度信道衰落信息反馈回发射端；

第二步：基站根据接收到的大尺度信道衰落信息在各个端口间进行注水功率分配；

第三步：根据每个端口得到的注水功率分配结果，在每个端口上进行等功率分配；

每次功率配置和天线快速选择过程是在每个运行周期中重复第三步。

所述第一步：接收端周期性地测量分布式MIMO移动通信系统中的大尺度信道衰落信息，并将该信息反馈回发射端，得到大尺度信道信息矩阵G；

G＝diag(g₁，g₂，…，g_NL)＝diag(L₁I_L，L₂I_L，…，L_NI_L)[1]；

其中，N为端口数目，L为每个端口上的天线数目，L_i表示第i个端口上的大尺度衰落系数，并且：

g_(i-1)L+1＝g_(i-1)L+2＝…＝g_iL＝L_i，i＝1，2，…，N    [2]；