專利名稱：分布式天線移動通信系統(tǒng)的功率分配與天線選擇方法
技術領域：
本發(fā)明是一種用于移動通信系統(tǒng)中基站發(fā)送功率配置和天線資源調(diào)配的方法，屬于移動通信系統(tǒng)中無線資源管理研究領域。

背景技術：
隨著多入多出天線(Multiple Input and Multiple Output，MIMO)技術在移動通信系統(tǒng)中的廣泛應用，集中式多天線系統(tǒng)、分布式多天線系統(tǒng)已成為移動通信系統(tǒng)中典型的無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。為了有效地使用移動通信系統(tǒng)中多天線資源，在系統(tǒng)中的集中式或分布式多天線之間采用協(xié)同技術提高系統(tǒng)頻譜利用率和功率效率、合理地放置多天線形成中繼式天線系統(tǒng)以較高的功率效率提高無線信號覆蓋范圍等各種新型的無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和針對天線資源的管理與調(diào)度方法也在不斷涌現(xiàn)。其中，合理地設計移動通信系統(tǒng)運行過程中高效、低復雜度的天線資源選擇方法已成為無線資源管理必然需求。
傳統(tǒng)的移動通信系統(tǒng)無線資源管理方法中，通常采用切換方法完成基站的天線選擇，如基于移動終端接收信號強度測量的硬切換(Hard Handoff)和軟切換(Soft Handoff)、站點選擇的發(fā)送分集切換(Site Selection Diversity Transmit)等，這些切換方法都是以移動終端測量所接收無線信號強度作為切換參數(shù)，需要通過上層的信令交互通知基站完成相應的切換任務，移動終端的測量過程和多次信令傳遞所帶來的高復雜度和傳輸時延切換方法將無法應用于多天線移動通信系統(tǒng)中。
傳統(tǒng)的天線選擇方法主要有根據(jù)各天線的無線信道狀態(tài)選擇集中式多天線系統(tǒng)中發(fā)送和接收天線以減少射頻單元的數(shù)量和改善空域相關性能等方法，無法應用于由多個天線不同放置方法所構(gòu)成的移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中天線選擇的需求。


發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高移動通信系統(tǒng)功率效率的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法，它能夠滿足多天線移動通信系統(tǒng)中發(fā)送功率分配、天線選擇和移動終端切換算法的快速、簡單要求。
技術方案本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法的實現(xiàn)過程包括以下幾個步驟 第一步基站周期性地測量分布式天線系統(tǒng)內(nèi)各個射頻天線所接收的移動終端信號，得出信號強度參數(shù)值，并將測量結(jié)果更新基站中針對該移動終端的射頻天線表中信號強度參數(shù)； 第二步基站對射頻天線表中對應各移動終端的一段時間內(nèi)信號強度參數(shù)進行統(tǒng)計平均，并將得出的統(tǒng)計平均值與一個門限值比較； 第三步基站僅針對大于門限值的幾個天線進行發(fā)送功率分配，實現(xiàn)選擇無線信道較好的天線與移動終端通信； 每次功率配置和天線快速選擇過程是在每個運行周期中重復以上第一到第三步。
基站中移動終端的射頻天線表是在基站中所建立的針對移動終端和基站天線的存儲表格，用于存儲基站從各個射頻天線所接收移動終端的信號強度參數(shù)。
所述的一個門限值的確定方法是根據(jù)不同的移動通信系統(tǒng)空中接口傳輸技術的接收能力所得出的判決門限。
在每次天線選擇過程中，基站都會選擇具有最好無線信道的基站天線集與移動終端通信，從而實現(xiàn)移動終端的切換和提高移動通信系統(tǒng)功率效率。
發(fā)送功率配置和天線選擇過程是在基站完成，從而具有快速、無信令開銷的優(yōu)點。
有益效果本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法能夠提高移動通信系統(tǒng)功率效率，改善多天線移動通信系統(tǒng)的天線選擇方法和切換方法，保障移動通信系統(tǒng)的移動性要求。算法的主要工作是計算來自各天線的信號強度和發(fā)送功率配置，并使用更新信號強度表的方法，導致在實際系統(tǒng)運行過程中復雜度較低。



圖1是分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法的運行流程示意圖。
圖2是分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法的實現(xiàn)裝置示意圖，由無線信號測量和信號強度參數(shù)存儲更新裝置、射頻天線表中的信號強度參數(shù)平均和門限比較裝置、發(fā)送功率配置和天線選擇裝置三部分組成。
圖3是基站與移動終端之間的信號傳輸流程示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法，基站根據(jù)每個天線測量到來自移動終端無線信號強度確定與移動終端通信的發(fā)送功率和天線。
分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法的運行流程如圖1所示，具體步驟如下 第一步基站周期性地測量無線信號覆蓋范圍內(nèi)各個射頻天線所接收的移動終端信號，得出信號強度Sig_Stren參數(shù)值； 如信號能量 Sig_Stren＝E(t)＝X(t)2 [規(guī)則1] 其中，E(t)是接收信號能量，X(t)是接收信號幅度， 或信號干擾噪聲比SINR [規(guī)則2] 其中，SINR(t)是接收信號噪聲干擾比，X(t)是接收信號幅度，N0是高斯白噪聲，Yi(t)是接收干擾信號幅度； 基站依據(jù)對各移動終端的測量結(jié)果更新基站中針對該移動終端的射頻天線表中信號強度參數(shù)； 第二步基站對射頻天線表中對應各移動終端的N時間內(nèi)信號強度參數(shù)按照 [規(guī)則3] 其中wj為統(tǒng)計平均的加權系數(shù)，進行統(tǒng)計平均，得出下表中所示統(tǒng)計平均值。
并將得出的統(tǒng)計平均值與一個門限值比較。
E(i)-Threshhold≥0 [規(guī)則4] 其中，門限值Threshhold是根據(jù)不同的移動通信系統(tǒng)空中接口傳輸技術的接收能力所得出的判決門限。
第三步基站僅針對K(K≤n)個大于門限值的幾個天線按照平均功率分配規(guī)則 [規(guī)則5] Ps為發(fā)送總功率。
或大尺度功率分配規(guī)則 [規(guī)則6] 進行發(fā)送功率分配，實現(xiàn)選擇無線信道較好的天線與移動終端通信。
第四步每次功率配置和天線快速選擇過程是在每個運行周期中重復以上第一到第三步。
例一 圖2給出了該方法的一種實現(xiàn)裝置，由無線信號測量和信號強度參數(shù)存儲更新裝置接收來自各個天線的無線信號，計算無線信號強度的大小，并將無線信號強度參數(shù)值存入針對該移動終端的信號強度表；射頻天線表中的信號強度參數(shù)平均和門限比較裝置將一段時間內(nèi)存儲的信號強度參數(shù)值進行加權平均和與門限比較；發(fā)送功率配置和天線選擇裝置選擇超過門限的天線進行發(fā)送功率分配，實現(xiàn)與移動終端通信。
一個具體的實施例的實現(xiàn)步驟如下 設定一個基站無線信號覆蓋小區(qū)中有m(m＞6)個天線，運行周期長度為10ms，如果無線信號測量和信號強度參數(shù)存儲更新裝置僅收到來自5個天線的信號，記作X(1)(t)，X(2)(t)，...，X(5)(t)。
第一步基站物理層周期性地測量無線信號覆蓋范圍內(nèi)各個射頻天線所接收的移動終端信號X(i)(t)，通過E(i)(t)＝X(i)(t)2計算信號能量得出信號強度參數(shù)值，并存入如下的信號強度參數(shù)表； 第二步基站物理層依據(jù)對各移動終端的測量結(jié)果更新基站中針對該移動終端的射頻天線表中的信號強度參數(shù)，并通過計算統(tǒng)計平均值，其中，E(i)是i天線接收信號平均值，wj是各次信號的加權值E(i)， 并將E(i)與系統(tǒng)接收門限比較E(i)-Threshhold≥0，(Threshhold值的大小由系統(tǒng)多址方式接收能力相關，例如，TDMA系統(tǒng)Threshhold為5，CDMA系統(tǒng)Threshhold為1)； 第三步基站物理層選擇K個Ei(k)大于門限值的射頻天線并根據(jù)平均功率分配方法配置相應的發(fā)送功率與移動終端進行通信； 每次功率配置和天線快速選擇過程是在每個運行周期10ms中重復以上第一到第三步。
例二 另一個具體的實施例的實現(xiàn)步驟如下 設定一個基站無線信號覆蓋小區(qū)中有m(m＞6)個天線，運行周期長度為10ms，如果無線信號測量和信號強度參數(shù)存儲更新裝置僅收到來自5個天線信號的信號干擾噪聲比，并記作SINR(1)(t)，SINR(2)(t)，...，SINR(5)(t)。
第一步基站周期性地測量無線信號覆蓋范圍內(nèi)各個射頻天線所接收移動終端的信號干擾噪聲比SINR(i)(t)，并存入如下的信號強度參數(shù)表； 第二步基站依據(jù)對各移動終端的測量結(jié)果更新基站中針對該移動終端的射頻天線表中的信號干擾噪聲比，并通過計算統(tǒng)計平均值，其中，SINR(i)是i天線信號干擾噪聲比平均值，wj是各次信號的加權值， 并將SINR(i)與系統(tǒng)接收門限比較SINR(i)-Threshhold≥0； 第三步基站選擇K個SINR(i)大于門限值的射頻天線并根據(jù)大尺度功率分配規(guī)則配置相應的發(fā)送功率與移動終端通信； 每次功率配置和天線快速選擇過程是在每個運行周期10ms中重復以上第一到第三步。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1、一種分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法，其特征在于該方法的實現(xiàn)過程包括以下幾個步驟
第一步基站周期性地測量分布式天線系統(tǒng)內(nèi)各個射頻天線所接收的移動終端信號，得出信號強度參數(shù)值，并將測量結(jié)果更新基站中針對該移動終端的射頻天線表中信號強度參數(shù)；
第二步基站對射頻天線表中對應各移動終端的一段時間內(nèi)信號強度參數(shù)進行統(tǒng)計平均，并將得出的統(tǒng)計平均值與一個門限值比較；
第三步基站僅針對大于門限值的幾個天線進行發(fā)送功率分配，實現(xiàn)選擇無線信道較好的天線與移動終端通信；
每次功率配置和天線快速選擇過程是在每個運行周期中重復以上第一到第三步。
2.根據(jù)權利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法，其特征是基站中移動終端的射頻天線表是在基站中所建立的針對移動終端和基站天線的存儲表格，用于存儲基站從各個射頻天線所接收移動終端的信號強度參數(shù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法，其特征是所述的一個門限值的確定方法是根據(jù)不同的移動通信系統(tǒng)空中接口傳輸技術的接收能力所得出的判決門限。
全文摘要
分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法是一種用于移動通信分布式天線系統(tǒng)的功率和天線資源調(diào)配技術，當移動終端在分布式天線系統(tǒng)的無線信號覆蓋范圍內(nèi)運動時，基站根據(jù)各個天線接收到移動終端的無線信號強度直接通過對信道條件較好的天線進行發(fā)送功率配置實現(xiàn)天線快速選擇的過程，使系統(tǒng)中基站以簡單的方法實現(xiàn)移動終端的切換和提高系統(tǒng)功率效率。分布式天線系統(tǒng)中功率分配與天線選擇方法的基本規(guī)則是針對分布式天線系統(tǒng)的無線信號覆蓋小區(qū)內(nèi)不同天線的覆蓋范圍，使移動終端始終與信道條件較好的天線進行通信，從無線信號的測量、判決到發(fā)送功率配置的執(zhí)行，整個天線選擇過程均在基站完成，不需要信令傳遞過程。
文檔編號H04W52/00GK101631379SQ20091003275
公開日2010年1月20日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權日2009年6月19日
發(fā)明者尤肖虎, 趙新勝, 王東明 申請人:東南大學