[发明专利]一种基于特征值的室内分布式系统的天线选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信系统的天线，尤其涉及一种基于特征值的室内分布式系统的天线选择方法。

背景技术

随着城市的规模越来越大，摩天大楼、地下商场等设施的大量涌现，用户对移动通信网络质量的要求越来越高，为了解决室内无线通信信号覆盖的问题，Saleh提出了分布式天线系统的概念(Distributed Antennas Systems,DAS)（[1]Saleh,A.A.M.;AT&T Bell Labs.,Holmdel,NJ;Rustako,A.J.;Roman,R.”Distributed Antennas for Indoor Radio Communications”,Communications,IEEE Transactions on(Volume:35,Issue:12),pp.1245–1251,December1987）。分布式天线系统就是利用被放置在不同位置上的天线，以达到系统的覆盖性能增强，系统的分集增益和容量性能都能得到提高的目的。近些年来，人们对室内分布式天线的诸多优势表现出了极大的兴趣。

利用MIMO技术，系统复用以及分集增益都能得到显著提高，然而系统的硬件代价和复杂度却不容小觑，尤其当基站端用户较多时，不仅会给系统配置和维护带来很大麻烦，而且系统硬件成本也将大幅度增加。对于室内分布式天线系统而言，如果不对天线进行选择处理，增益较差的天线会消耗系统功率，编码和译码的算法复杂程度将不可想象，误码率会大大增加，最终系统容量也可能会大幅度降低。另外，同室外MIMO系统相比，室内分布式天线系统必须考虑室内环境的快速改变，例如丰富的散射体存在、人员的运动、室内大件物品的摆放等。通信信道会随着这些室内环境的快速改变而发生巨大改变，通信系统的性能能够时时得到保证的一项关键技术就是：天线选择。

天线选择作为MIMO系统中的一项重要技术，它能够从MIMO系统的多个发射天线和多个接收天线中选择出性能最好的天线组合，以较小的性能损失换取成本的大幅降低，MIMO系统的性价比从而能到极大的提高。MIMO技术利用在移动终端和基站端设置的多个天线,从空间域构建了多条并行的子信道,点对点的无线链路容量能够被大大提高。相对于集中式MIMO系统而言，分布式天线系统具有诸多优点：平均接入距离减小；发射功率降低；信号强度增强；信号覆盖得到大大改善。另外，分布式天线系统的平均容量和中断容量都有较大优势，且分布式天线系统的信道容量变化相对于集中式天线系统而言，其对天线位置更加的不敏感。

当然，基于硬件代价的限制，前人提出了一些天线选择方式，比如最优的天线选择算法是对所有天线子集穷举搜索，但是此方法需要大量的运算，可行性很差（[3]A.F.Molish,M.Z.Win.MIMO System with Antenna Selection.IEEE Microwave Magazine.2004.3,Vol.5,pp.46-56.）。目前关于天线选择算法的研究，主要集中在降低计算复杂度上，比如Gorokhov提出的近优算法（[4]A.Gorokhov,D.A.Gore,andA.J.Pauiraj,”Receive antenna selection for spatial multiplexing：Theory and algorithms”,IEEETrans.Signal Processing,vol.51,Nov.2003,PP.2796-2807.）、Greshlnan提出的一种增序的选择算法（[5]M.Gharavi-Alkhansari and A.Greshlman,“Fast Antenna Selection in MIMO System“，IEEE Trans.Sig.Proc.,vol.52,no.2,Feb.2004,PP.339-347.）等。以上这些天线选择方式均能够在一定程度上大量的降低计算的复杂度，但是容量的计算都只是尽量趋近于实际，且仅适用于限定条件下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于特征值的室内分布式系统的天线选择方法。

本发明包括以下步骤：

1）基站端依照移动终端通过信道估计反馈的角域信息，建立分布式天线系统的信道的角域模型；

2）根据建立的分布式天线系统信道的角域模型，针对室内非视距（NLOS）传播环境重新构造瑞利信道的信息矩阵；

3）根据信息矩阵，结合分布式系统的特点，利用相关矩阵产生特征值，并用特征值进行最优天线选择；