[发明专利]多小区分布式MIMO系统基站侧天线端口位置优化方法

说明书

本发明公开了多小区分布式MIMO系统基站侧天线端口位置优化方法，包括以下步骤(1)设定多小区分布式MIMO系统的基本条件，建立多小区分布式MIMO系统复合信道模型，得出系统的小区结构和系统信号模型；(2)对多小区分布式MIMO系统中的中断概率进行数学分析，得出与小区半径和天线位置有关的系统中断概率及系统平均中断概率；(3)根据迭代搜索算法计算系统平均中断概率最小值，系统平均中断概率最小值所对应的系统天线位置便是多小区分布式MIMO系统天线端口的最优位置。本发明提高了多小区分布式MIMO系统的中断概率性能，实现端口天线的最优覆盖，有助于实现分布式天线系统的节能环保和减少布网的成本开销。

技术领域

本发明涉及基于系统中断概率为优化目标的多小区分布式MIMO系统基站侧天线端口位置优化方法，以用于实现多小区环境中分布式MIMO系统基站侧天线端口的上层网络规划及位置优化设计，属于现代无线通信领域。

背景技术

随着近年来低能耗绿色移动通信技术的提出和大力倡导，分布式MIMO系统逐渐引起了国内外学者的广泛关注。分布式MIMO系统由于拉近了移动台与小区内接入天线端口之间的平均接入距离，可大幅度降低系统发射功率、改善通信稳定性、提升系统容量等；相比于传统集中式MIMO系统，这些突出的众多优势使其成为第五代移动通信系统的热门候选技术之一。

在分布式MIMO系统中，相邻的多个小区一般采取频率复用技术以提高系统的频谱效率,显然这种网络频谱规划造成多小区间的同频干扰十分严重，因此在优化天线位置的过程中需考虑多小区环境,引入同频干扰的影响。

目前,针对分布式MIMO系统天线位置优化的研究已经从线型单小区扩展到了平面单小区,进而扩展到多小区考虑邻区干扰的复杂环境。对于多小区分布式MIMO系统中的最优天线端口位置分布问题，在已有的研究中，主要基于系统平均容量来进行天线端口最优位置的设计以提高系统性能；不过中断概率作为反映用户会话接入性能的另一重要指标，亦有着非常重要的实用价值和研究意义，但由于中断概率理论研究的复杂性，目前的研究主要还是侧重在中断概率的理论分析方面。

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多小区分布式MIMO系统基站侧天线端口位置优化方法，通过对多小区环境下天线布设位置进行理论优化，可实现端口天线的最优覆盖，有助于实现分布式天线系统的节能环保和减少布网的成本开销。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的多小区分布式MIMO系统基站侧天线端口位置优化方法，包括以下几个步骤：

(1)设定多小区分布式MIMO系统的基本条件，建立(利用已知的数学近似手段)多小区分布式MIMO系统复合信道模型，得出多小区分布式MIMO系统的小区结构(为以多个小区形成的蜂窝状结构为研究对象)，并且得到系统在复合衰落影响下接收信号的分析模型；

(2)对多小区分布式MIMO系统中的中断概率进行数学分析，得出与小区半径和天线位置有关的系统中断概率及系统平均中断概率；

(3)根据迭代搜索算法计算系统平均中断概率最小值，系统平均中断概率最小值所对应的系统天线位置便是多小区分布式MIMO系统天线端口的最优位置。

步骤(1)中，多小区分布式MIMO系统的基本条件设定方法如下：

设在半径为R的小区中有7根分布式天线端口，其中一个分布式天线端口固定在该0号小区中心，其他6根分布式天线端口均匀地分布在距0号小区中心距离为r的圆周上。

步骤(1)中，在0号小区中移动用户的天线接收来自该小区中第j根分布式天线端口的信号，可以表示为：