一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法技术方案

本发明专利技术提供了一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，利用集中控制端对区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理，在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；将区域内的微蜂窝基站均匀地分配到若干个簇；每个簇对簇内的移动用户实现分布式的波束成形；统计反馈得到的各簇的接入用户数量和信噪比情况；根据统计情况自适应地调整各簇内微蜂窝基站的数量，并结合分布式的波束成形调整发射功率，使移动用户的通信质量得到保证；集中控制端调整各簇的发射功率，在满足簇内通信的前提下降低簇间干扰。本发明专利技术提供的方法在提高通信质量的同时，降低了整个微蜂窝系统的干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法
本专利技术涉及一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，属于通讯

技术介绍
微蜂窝技术的优势是要利用室内的固话线路和互联网与无线接入相结合，从而使微蜂窝的无线基站实现对室内用户的高速无线接入。目前对微蜂窝的研究方面主要集中在对微蜂窝和宏蜂窝之间的互联的协议、信令和高速包传输方面的研究，而对于微蜂窝基站本身的研究特别是在微蜂窝基站端利用多天线技术的研究却十分有限。在对微蜂窝系统的理论研究方面，文献(AnOverviewofthefemtocellconcept，BellLABSTECHNICALJOURNAL，Articlefirstpublishedonline：15MAY2008)中讨论了在微蜂窝条件下基于基站路由器的扁平型互联网协议及特征。Claussen，H.等(Claussen，H.；Pivit，F.；BellLabs.，“FemtocellCoverageOptimizationUsingSwitchedMulti-ElementAntennas”，ICC2009，Dresden，14-18June2009，pp1-6.)讨论了微蜂窝系统利用低功耗、低成本的基站可以为终端用户提供宏蜂窝覆盖范围不足的补充和高速率的通信。通过多天线和适当的天线模式的选择可以减少由于户外用户的移动而增加的信令开销。通过联合优化天线的模式和信令以及天线的发射功率使得微蜂窝的覆盖范围更好的与室内的空间形状相匹配并且减少了由移动事件而增加的网络信令开销。而Kim，R.Y.等(Kim，R.Y.；JinSamKwak；Etemad，K.；“WiMAXfemtocell：requirements，challenges，andsolutions”，IEEEcommunicationMagazine，Sept2009，Vol47(9)，pp：84-91)讨论了在室内环境下，使用微蜂窝系统可以降低骨干网的开销并提高用户在室内环境下的性能。并且对于WIMAX微蜂窝的要求，提出了可以使用的模型及近期和长期的解决方法。Nihtila，T.等(Nihtila，T.；IncreasingFemtoCellThroughputwithHSDPAUsingHigherOrderModulation，ICNN2008，Lahore，pp49-53，1-3MAY2008)评估了在微蜂窝条件下，如何有效地利用系统的高信噪比优势使用高阶调制时系统的误码率性能情况。Knisely，D.等(Knisely，D.；Yoshizawa，T.；Favichia，F.；Standardizationoffemtocellsin3GPP，IEEEcommunicationMagazine，Sept2009，VOL47(9)，pp68-75)介绍了微蜂窝系统结构在3GPP中的标准化情况。Morita，M.等(Morita，M.；Matsunaga，Y.；Hamabe，K.；AdaptivePowerLevelSettingofFemtocellBaseStationsforMitigatingInterferencewithMacrocells，VTC2010，6-9Sept，2010，Ottawa，pp1-5)通过自适应的调整微蜂窝基站单天线的发射功率消除了来自邻近宏蜂窝的干扰提高了系统的信干噪比，从而提高了微蜂窝系统的数据吞吐率。Simsek，M.等(Simsek，M.；Akbudak，T.；BoZhao；Czylwik，A.；AnLTE-femtocelldynamicsystemlevelsimulator，SmartAntennas(WSA)，2010InternationalITGWorkshopon，23-24Feb.2010，Bremen，pp：66-71.)初步讨论了在微蜂窝系统中利用多天线技术通过利用预编码及自适应干扰对准来消除微蜂窝间的干扰，以及利用不同微蜂窝间的多天线形成分布式的多天线系统以提高系统误比特率性能的情况。现有技术中，微蜂窝基站通常都是独立地用于对移动用户信号的收发，并没有将多个微蜂窝基站组合进行信号收发的方案。这样的设置会使得多个微蜂窝基站之间产生较多的干扰。因此需要研究并采取新的方法来克服微蜂窝基站间的干扰，同时应对公共区域移动用户的分布不断变化的情况，也需要新的方法来调整各微蜂窝基站移动用户的接入数量使移动的用户始终能够得到可靠的通信服务。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何克服微蜂窝基站间的干扰，同时保证移动用户始终能够得到可靠的通信服务。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是提供一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于，该方法由以下6个步骤组成：步骤1：利用集中控制端对区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理，在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；步骤2：将区域内的微蜂窝基站均匀地分配到若干个簇；步骤3：每个簇对簇内的移动用户实现分布式的波束成形；步骤4：统计反馈得到的各簇的接入用户数量和信噪比情况；步骤5：根据步骤4的统计情况自适应地调整各簇内微蜂窝基站的数量，并结合分布式的波束成形调整发射功率，使移动用户的通信质量得到保证；步骤6：集中控制端调整各簇的发射功率，在满足簇内通信的前提下降低簇间干扰。优选地，所述步骤1中，在一个特定的区域，利用一个集中控制端，对该区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行集中控制；在集中控制端的作用下，可以对该区域的微蜂窝基站的发射功率进行协调，此时该区域内的多个微蜂窝基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。优选地，所述步骤2中，把整个区域分成若干小的单元，位于这些不同单元区域的单天线基站构成各个簇。优选地，所述步骤5中，当室内用户在不同区域的数量发生变化时，让接入用户数量多的区域把临近相对空闲的微蜂窝基站纳入该簇中；而对于接入用户少的簇，减少簇中的微蜂窝基站的数量优选地，所述步骤5中，各簇利用簇内的单天线的微蜂窝基站对簇内的区域实现分布式的波束成形，对簇内的移动用户进行完全的覆盖，从而保证各簇内移动用户的通信质量。优选地，所述步骤6中，根据不同簇内的移动用户的数量对不同簇的多天线系统进行功率的调配，移动用户较多的簇内增加发射功率，而移动用户较少的簇内分配较少的功率。优选地，所述步骤6中，自适应分簇后，每个簇都是针对该簇内的移动用户进行通信的，参与该簇的单天线微蜂窝基站的位置分布可能不均匀，但是进行分布式的波束成形时所有簇中的天线所形成的波束都是指向簇的内部的，所以在簇间不会有强干扰。优选地，所述步骤6中，在不同的簇的边缘，不同的簇受到的干扰只是单个微蜂窝基站的干扰；而不同的簇中的移动用户接收到的信号是簇中多个基站波束成形后的信号，是多个微蜂窝基站共同作用的结果，此时的单基站干扰相对的有成倍的下降。优选地，所述步骤6中，自适应分簇后，各簇的几何中心的距离相对单个微蜂窝基站独立工作时增加，簇间干扰的程度降低。对于微蜂窝系统，为了克服多个微蜂窝系统间的干扰，对同一区域的微蜂窝基站实现集中的控制，在集中控制端的作用下构成分布式的多天线系统。由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于，该方法由以下6个步骤组成：步骤1：利用集中控制端对区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理，在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；步骤2：将区域内的微蜂窝基站均匀地分配到若干个簇；步骤3：每个簇对簇内的移动用户实现分布式的波束成形；步骤4：统计反馈得到的各簇的接入用户数量和信噪比情况；步骤5：根据步骤4的统计情况自适应地调整各簇内微蜂窝基站的数量，并结合分布式的波束成形调整发射功率，使移动用户的通信质量得到保证；步骤6：集中控制端调整各簇的发射功率，在满足簇内通信的前提下降低簇间干扰。

【技术特征摘要】
1.一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于，该方法由以下6个步骤组成：步骤1：利用集中控制端对区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行统一的管理，在集中控制端的作用下，多个微蜂窝基站的多天线形成分布式的多天线系统；步骤2：将区域内的微蜂窝基站均匀地分配到若干个簇；步骤3：每个簇对簇内的移动用户实现分布式的波束成形；步骤4：统计反馈得到的各簇的接入用户数量和信噪比情况；步骤5：根据步骤4的统计情况自适应地调整各簇内微蜂窝基站的数量，并结合分布式的波束成形调整发射功率，使移动用户的通信质量得到保证；步骤6：集中控制端调整各簇的发射功率，在满足簇内通信的前提下降低簇间干扰。2.如权利要求1所述的一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于：所述步骤1中，在一个特定的区域，利用一个集中控制端，对该区域内的多个具有单天线的微蜂窝基站进行集中控制；在集中控制端的作用下，可以对该区域的微蜂窝基站的发射功率进行协调，此时该区域内的多个微蜂窝基站就相当于是一个基站，而这些基站的天线就构成了分布在不同位置的分布式天线系统。3.如权利要求1所述的一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于：所述步骤2中，把整个区域分成若干小的单元，位于这些不同单元区域的单天线基站构成各个簇。4.如权利要求1所述的一种微蜂窝多天线系统自适应分簇的调整方法，其特征在于：所述步骤5中，当室内用户在不同区域的数量发生变化时，让接入用户数量多的区域把临近相对空闲的微...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟银阔，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海,31