[发明专利]一种基于链路自适应的分布式天线系统跨层设计方法

说明书

本发明公开了一种基于链路自适应的分布式天线系统(DAS)跨层设计方法。在服务质量要求(目标误包率)约束条件下，得到固定切换门限值。基于此，设计了DAS中一种联合物理层的自适应调制和数据链路层的自动重传请求机制的跨层优化方案。为了简化门限求解的复杂度，提出两种简化计算方法获得改进门限和近似门限。在此基础上，利用数值分析和计算，给出系统平均误包率和总体平均频谱效率的有效计算方法。所提跨层设计方案可满足服务质量要求同时，获得系统频谱效率极大地提高，而且所给频谱效率和误包率计算方法可实现系统性能有效评估。

技术领域

本发明属于移动通信领域，涉及移动通信的跨层设计方法，特别是涉及一种基于链路自适应的分布式天线系统跨层设计方法。

背景技术

分布式天线系统(DAS)是当前公共无线接入网络的一种新结构，它可以看做多输入多输出(MIMO)系统的扩展，包含装设多个无线的无线链路一端和多个地理上分开的接入点，这些接入点是链路的另一端，每个接入点也都装有天线。由于系统中有在空间上分开的多个天线，分布式天线系统可以得到宏观的分级增益，从而提高信号传输质量，提升系统容量，增强覆盖范围。由于实际的信道是时变的，尤其是无线信道，受各种外界干扰及多径衰落等因素的影响，其接收信号会产生大幅度的变化。自适应技术可以使得传输方案的效率与实际信道状态保持动态匹配，从而保证在信道状况差时能够自动降低传输效率以提高纠错能力，在信道状态变好时自动提高传输效率。可见，采用链路自适应技术能够保证系统在一定传输质量的前提下，最大限度地利用信道条件，提高频带利用率。

传统的分层网络协议对有线网络是非常成功的，但是，在无线通信环境中，接入冲突、用户间干扰、信号衰落情况远远比有线网络严重，在这种情况下提出跨层设计方法。跨层设计方法突破了传统有线网络开放式系统互联(OSI)设计，可将原来被割裂的网络各层作为统一的整体进行设计和优化。协议栈的各层之间协调工作和交互，从而能够根据无线环境的变化来实现对资源的自适应优化配置。在众多跨层设计方案中，一般只考虑物理层和数据链路层这两层的跨层设计，并将此作为无线跨层设计的基本组成部分。在通常通信系统设计中，为了提高系统的频谱效率，在物理层一般会采用自适应调制(AM)技术，但为了获得可靠性，会降低速率。为此，通过引入链路层的自动重传请求(ARQ)机制，增强可靠性。即接收端在接收数据包出错的时候，请求发送端重发，但重传次数增多将会降低系统频谱效率。为了解决信息传输速率和可靠性之间的矛盾，需要将物理层的AM和链路层的ARQ有效结合，进行联合设计。基于此，设计分布式天线系统中有着链路自适应的跨层优化方法，适应无线信道的变化，在满足服务质量要求的同时获得高频谱资源将是非常有必要的。