[发明专利]一种基于智能天线的绿色分布式天线系统通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于智能天线的绿色分布式天线系统通信方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

分布式天线系统(DAS)是指将基站天线分散放置在小区不同地理位置的天线系统，在有些研究中也称为DMIMO系统。由于分布式天线系统具有功率消耗低，频谱利用率高以及组网方式灵活等优势，因而引起了学术界广泛关注；我国面向后四代移动通信技术发展规划的FuTURE计划就采用了分布式天线系统作为网络架构方案。此外，相比于传统的集中式天线系统，分布式天线系统不仅可以充分利用宏分集增益有效地克服无线信号衰落的影响，还可以缩短天线与用户之间的平均接入距离，减少天线覆盖区域内的盲点，提高系统覆盖特性，改善系统性能。

现有的分布式天线系统的通信方法系统内部干扰严重，占用大量的系统资源，且分布式天线系统总的功耗高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于智能天线的绿色分布式天线系统通信方法，不仅能够减轻系统内部干扰，而且可以节约系统资源，同时，能够在满足用户服务质量的要求下，尽可能减少分布式系统总的功耗。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种基于智能天线的绿色分布式天线系统通信方法，系统包括中心处理单元和分布于小区内的多个分布式天线端口，多个所述分布式天线端口分别通过光纤或同轴电缆与中心处理单元相连接，每个所述分布式天线端口由多根智能子天线组成智能天线阵列，系统的通信方法包括以下几个步骤：

(1)选择分布式天线端口：所述中心处理单元选择与某一移动台之间信道状态最好的分布式天线端口，使之与移动台进行通信，用于实现定向通信服务；信道状态的好坏通过接收到的定向波束信噪比来衡量；

(2)系统对所述分布式天线端口的智能子天线进行选择调度，用于节约系统资源；

(3)对各个分布式天线端口进行子载波分配，使不同的移动台能够在不同的子载波上进行通信，用于减轻系统内部用户之间的干扰；

(4)所述中心处理单元根据系统外部环境的需求，通过粒子群算法对各个分布式天线端口的参数进行自适应调整，用于减少分布式天线系统的总功耗。

步骤(1)中，所述分布式天线端口选择的具体方法如下：

(1a)初始阶段，小区内所有的分布式天线端口以全向广播方式不定时地向处于小区中不同区域的移动台发送公用测试信号；

(2a)需发起通信请求的移动台接收到该测试信号后，向相应分布式天线端口发出应答响应，随后就会将当前的信道状态信息反馈给相应的分布式天线端口；

(3a)各个分布式天线端口根据反馈的信道信息调整天线阵列权重，构造赋型波束指向需发起通信的移动台，移动台则计算各个分布式天线端口的定向波束信噪比，系统会选择定向波束信噪比最大的分布式天线端口，选定的分布式天线端口就会进一步根据修正的信道反馈信息进行加权处理(处理的方法为现有技术)，形成最后的定向波束指向处于特定位置的移动台。

步骤(3a)中，假设设有5个分布式天线端口，移动台接收端的各个分布式天线端口DAUi的定向波束信噪比可以表示为：

其中，DAUi(i＝1,2,…,5)，h_i为分布式天线端口DAUi(i＝1,2,…,5)与各自覆盖区域内某一发起通信请求移动台之间的信道衰落系数，H表示共轭转置，w_i(i＝1,2,…,5)表示各个分布式天线端口对应的加权向量，P_i(i＝1,2,…,5)是对应的分布式天线端口发送功率，σ为常数，系统会选择信噪比最大的r_i＝max{r₁,r₂,r₃,r₄,r₅}，所对应的分布式天线端口DAUi与移动台建立通信链路。

步骤(2)中，假设分布式天线端口DAU1由A₁,A₂,A₃,A₄,A₅,A₆六根智能子天线组成单层智能天线阵列，每根所述智能子天线可形成特定方向上的波束，假设系统正常工作时，系统检测到移动台MS1和MS3与分布式天线端口DAU1之间信道状态最好，故选择分布式天线端口DAU1与这两个移动台进行通信，此后系统会对分布式天线端口DAU1的智能子天线进行选择调度，具体天线选择调度机制如下：