[发明专利]一种提高室内分布式多输入多输出系统信道容量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其是涉及一种提高室内分布式多输入多输出系统信道容量的方法。

背景技术

随着室内数据业务通信量的迅猛增长，室内覆盖已成为各大厂商和运营商关注的焦点。有关数据显示，全球范围内3G室内业务量占其总业务量近70％，室内用户是室外用户的2倍以上。可以说，保证网络良好的室内覆盖，是提高服务等级、发展客户、提高营运收入的关键。但是对于使用2GHz高频段的3G或LTE网络而言，由于建筑物自身的屏蔽和吸收作用，造成了无线电波较大的传输衰耗，而且2GHz高频电波绕射能力远小于GSM的900MHz，易形成移动信号的弱场强区甚至盲区。而采用传统的室内覆盖方式，需要增加干线放大器的输出功率或增加干线放大器的数目，从而增加网络建设成本。现有的室内微蜂窝，也易受建筑物结构的影响，使其覆盖受到很大限制。直放站可以很快解决信号弱和盲区问题，但其不能增加系统容量，且易造成对其他基站的干扰。

室内分布系统是针对室内用户群、用于改善建筑物内移动通信环境的一种成功的方案，其利用室内天线分布系统将移动基站的信号均匀分布在室内每个角落，可以保证室内区域拥有理想的信号覆盖。

3G网络大量采用分布式基站架构，基带处理单元(Base Band Unit，BBU)加射频拉远单元(Radio Remote Unit，RRU)的结构采用一种新型的分布式网络覆盖模式连接。采用光纤将基站中的射频模块拉远到靠近要覆盖的楼层，通过室内分布系统与室内天线，实现建筑物中的室内覆盖。

多输入多输出(MIMO)技术，因为它可以有效地利用空间和时间的分集作用，实现较为理想的链路性能。从物理本质上来说，利用不同通道之间的空间非相关性来复用相同的无线资源将大大提高系统的吞吐量。信道容量随着天线数量的增大而线性增大。也就是说可以在不增加带宽和天线发送功率的情况下利用MIMO信道成倍地提高无线信道容量。MIMO将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化，从而实现高的通信容量和频谱利用率。这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对消处理。同传统的单天线系统和仅在接收端采用多天线的系统相比，MIMO信道既提供了功率增益，又可以提高自由度增益。

在室内场景中，由于复杂的环境会影响信道参数的变化，而且在室内场景下信号传播存在严重的阻挡，更加严重的多径。为确保信息的可靠性，不少文献提出用信道统计信息不随信道的波动而变化这一特征反馈信道信息。但这种方法精确度不佳，而且需要大量的信息反馈，加大系统的负担。而本系统能动态地获取并利用角域信息构造信道矩阵，采用室内分布式MIMO系统架构，根据天线选择策略选出适合的天线进行数据发送，不仅能够提高系统信噪比；同时，可自适应地根据信道信息状态，充分利用MIMO的空间自由度进行复用，进一步提高信道容量。

中国专利CN1946001公开一种在多用户多输入多输出系统中实现下行链路自适应的方法及系统，包括步骤：用户设备测量下行链路的信道状态并将信道状态信息反馈到基站；基站根据接收到的信道状态信息，给用户设备分配子载波，并将分配结果通知对应的用户设备；用户设备根据所分配的子载波估计下行链路对应的信道质量；用户设备根据所述信道质量进行发射天线选择，并将选择结果与所述估计的信道质量信息反馈给基站；基站根据所述用户设备反馈的信道质量信息，以及选定的发射天线信息，对每根选定的天线进行自适应调制与编码方式选择，并对每根选定的天线进行发射功率分配与控制。该发明提高了系统的频谱利用效率以及信道容量，充分利用无线系统的资源。

中国专利CN101114862公开一种在多输入多输出系统中的通信方法，包括：接收端根据信道情况选择发射天线组合；接收端将选择的发射天线组合信息发给发射端；发射端根据接收的所述发射天线组合信息使用选择的发射天线组合向接收端发射信号。该发明还公开了一种在多输入多输出系统中的通信系统，包括：发射端和接收端。根据该发明，由于在接收端采用信道容量最大化原则选择发射天线，并将选择的发射天线发给发射端，发射端采用所选择的发射天线向接收端发射信号可达到较高的传输效率，或者在接收端达到更低的误包率。

发明内容

本发明的目的是提供一种可获得最佳提升系统容量的性能的提高室内分布式多输入多输出系统信道容量的方法。

本发明在室内分布式多输入多输出系统中利用角域信息以天线选择为基础，优化功率分配，在多天线反馈系统中，由于接收端具有全部或者部分的信道状态信息，加上本发明利用多输入多输出(MIMO)技术特有的空间自由度，基于信道奇异值分解(SVD)的功率分配方法，