基于智能天线的分布式无线系统接入控制概要

万方数据2340系统丁程与电子技术第31卷1所示,多根智能天线(smart antenna,SA根据需要灵活放置在服务区域内,并通过光纤、电缆等传输介质连接到同一个处理节点(PN。多个处理节点之间通过高速传输链路互相联通,然后经由某个核心节点(CN与其它系统连接。在某一时刻,若某个移动终端(MT的虚拟小区大小为h,则意味着针对该用户选取导频信号最强的h根天线为其提供服务。在上行链路,每个移动终端的发射信号由构成其虚拟小区的智能天线接收,并由其虚拟基站采用最大比合并方式对各路信号进行合并,如图1所示。图中移动终端MT的虚拟小区由SAl、SA2和SA3构成,此时其虚拟基站可由PNl或PN2单独构成,也町由两者共同构成。图1基于智能天线的分布式无线系统网络结构假设该系统采用CDMA多址方声,移动终端均为单根伞向天线(增益为0dBi,且均匀分布在该系统的整个服务区域。所有激活用户均为单一语音业务。新用户到达系统服务区域的过程建模为一个独立的泊松过程。每个用户的通话持续时间建模为一个负指数分布的随机变量。系统中采用理想的上行功率控制,以保证各移动终端由其虚拟基站所接收的总功率相等。本文没有对用户移动十申进行建模。在该系统模型中,假设无线信号在微小区环境中沿视距传播,路径损耗采用双斜率模型。因此,传播损耗为双斜率路径损耗和对数正态阴影的乘积(不包括天线增益。对于某一移动终端而言,传播增益町表示如下121g“=d二(1+d“/d。1-lOtr“o(1式中,d。为第i个移动终端到第l根天线的距离;反表示传播断点距离;咒。、7/,分别为基本路径损耗指数和附加路径损耗指数;8.,为阴影衰落,是一个均值为0、方差为,的高斯随机变量。2上行链路负载因子文献13给m的自适应智能天线波束赋形增益(单位: dBi的系统级数学模型为G(口,彬一10lg面1i砉唧j竽-【cos(a一譬z丌-cos(妒一等z丌(2 _一式中,a为有用信号的入射角度,即赋形波束的指向角度;妒为干扰信号入射角度,9Eo,27;K为天线阵无总数;A为波长。这里假设最近两天线阵元间隔为波长的一半,本文中取K=4,则此时R一0.3536A。由式(2可知,入射角度口不同,所获得的智能天线赋形波束图就不同。此外,天线阵无数目越多,则波束宽度越窄,波束增益越大。需要指出的是,式(2给出的是智能天线的理想波束赋形增益.在实际中对不同用户而言,其智能天线波束网是不同的;但对于全向智能天线来说,理想的波束图是相同的。这里为了便于理论分析,假设对所有用户的天线波束图都是理想的,可由式(2计算得到,其中的入射角度a=0。根据第1节描述的系统模型,连接于第Z根天线的第i 个用户在该天线处的E。/N。可表示为(鼽:=罴式中J。2P.g。.1G(u“,仍.f,K(4 L一Pmg。.iG(a“,铷,l,K(5式中,I。和I。分别表示来自第Z根天线用户的干扰和来自第l根天线以外的用户干扰;P,为第i个用户的发射功率;口I.,表示连接在第z根天线上的第i个用户的信号到达该天线的人射角;锄.,表示第九个用户的信号到达第l根天线的入射角;G。,表示按照理想到达角入射时的最大赋形波束增益;P。为背景噪声功率;N为连接在第z根天线七的平均用户数;M为没有连接在第z根天线上的用户数;W 为系统码片速率;R;为第i个用户的业务比特速率旭为第i个用户的业务激活因子。设p,表示第l根天线使用全向天线时接收的所有连接在该天线E的用户的平均功率,则第i个用户的发射功率可表示为户;一尘毕.下L(6户f一1广一1一妯乳h。G式中矗.f=1止(7厶g一.一式中,h。(c=1,2,3,4表示第i个用户的虚拟小区所包含的天线,这里假设每个用户的虚拟小区天线数均为4。令G。一丝唣盟塑(8L,“定义因子和分别为,1一可1h。,(9f7.zG。+G。1=生业而N汇下1南矛j(10“(一+M7式中,表示连接在第f根智能天线上的所有用户到该天线的传播增益占各自总传播增益比例的平均值,包含了多天线接入的影响因素;表示所有干扰用户由于多天线接人和波束赋形对目标用户形成的干扰因子平均值,包含了多天线接人和自适应智能天线的影响因素。本文中,用J表示来自第Z根智能天线外的接入用户干扰与来自第f根智能天线的接入用户干扰之比。于是,可计算出P。为耻寻(挚塑!, y“一(篾。等,2(N-1+j.N万方数据 万方数据 万方数据 基于智能天线的分布式无线系统接入控制作者:杨波, 唐友喜作者单位:电子科技大学通信抗干扰技术国家重点实验室,四川,成都,610054刊名: 系统工程与电子技术英文刊名:SYSTEMS ENGINEERING AND ELECTRONICS年,卷(期:2009,31(10参考文献(15条1.Ahmed M H Call admission control in wireless networks:a comprehensive survey 2005(012.Imre S Dynamic call admission control for uplink in 3G/4G CDMA-based systems外文期刊 2007(053.Hyeon S;Kim J;Choi S Evolution and standardization of the smart antenna system for software defined radio 2008(094.Winters J H Smart antenna techniques and their application to wireless ad hoe networks 2006(045.蒋占军;赵新胜;尤肖虎一种分布式无线移动通信系统中远端天线单元动态选择模型期刊论文-电子与信息学报 2007(026.Zhang P;Tao X;Zhang J A vision from the future:beyond 3G TDD外文期刊 2005(017.Hu H;Weckerle M;Luo J Adaptive transmission mode selection scheme for distributed wireless communication systems 2006(078.陶小峰;戴佐俊;唐超广义蜂窝网络结构及切换模式:群小区及群切换 2004(12A9.Niyato D;Hossain E Call admission control for QoS provisioning in 4G wireless networks:issues and approaches 2005(0510.Holma H;Toskala A WCDMA for UMTS 200211.彭木根;王文博3G无线资源管理与网络规划优化 200612.Ho C J;Copeland J A;Lea C T On call admission control in DS/CDMA cellular networks外文期刊 2001(0613.王莹;刘宝玲;沈晓冬分布式虚拟群小区中的接人控制期刊论文-电子与信息学报 2006(1114.Li z;Cui Y;Wang H Call admission control scheme in multi-service DWCS 200515.Zhou S D;Zhao M;Xu X B Distribu