基于OFDM定时捕获的分布式天线位置设计-AET-电子技术应用

基于OFDM定时捕获的分布式天线位置设计

来源：电子技术应用2011年第5期

卿朝进，夏天，唐友喜，查光明

电子科技大学通信抗干扰技术国家重点实验室, 四川成都 611731

摘要： 在线形小区中，基站的两分布式接收天线接收来自单天线移动台的发射信号。基于OFDM定时捕获，提出利用最小最大准则进行线形小区中两分布式天线的最优位置设计。根据最小最大准则，最优天线位置根据最坏捕获情况最小化得到。仿真结果表明，当移动台位置在线形小区中均匀分布时，两分布式接收天线应根据线形小区中心对称放置。

关键词： 天线位置设计分布式天线系统正交频分复用定时捕获

中图分类号： TN914
文献标识码： A
文章编号： 0258-7998(2011)05-0118-03

Distributed antenna location design based on timing acquisition of OFDM

Qing Chaojin, Xia Tian, Tang Youxi, Zha Guangming

National Key Laboratory of Science and Technology on Communications, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 611731, China

Abstract： In a linear cell, two distributed receive antennas at base station(BS) are assumed for receiving the signal transmitted from the mobile station (MS) with a single antenna. Based on the timing acquisition of OFDM, the optimal antenna location design for the two distributed antennas in the linear cell is proposed according to the minimax criterion. By exploiting the minimax criterion, the optimal antenna locations can be obtained according to the best system performance that the probability of worst case is minimized. Simulation results illustrate that the distributed receive antennas should be located symmetrically about the linear cell center when the distribution of MS location is uniform.

Key words : antenna location design; distributed antenna systems(DAS); orthogonal frequency division multiplexing (OFDM); timing acquisition

    正交频分复用OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术能很好地对抗频率选择性衰落，因而被广泛应用于诸如无线局域网、数字广播电视等无线通信系统中[1]。与此同时，分布式天线系统DAS(Distributed Antenna Systems)具有诸如增加系统的覆盖、提高系统频谱效率等优点，是第四代移动通信的关键技术之一[2]。分布式天线与OFDM技术的结合，将是一项很有前瞻性的课题。
    然而，分布式天线的位置部署，直接影响着分布式天线系统优点的实现[3-5]。通过最小化区域平均误码率，参考文献[3]研究了线形小区中，两根分布式天线的位置设计。参考文献[4]将参考文献[3]的工作扩展到圆形小区，通过最大化小区平均容量进行天线位置设计。类似于参考文献[3]的最小化区域平均误码率方法，参考文献[5]在圆形小区中进行多根分布式天线位置部署。然而，这些方法均是在时间和频率理想同步的情况下提出的。事实上，系统同步性能的好坏严重影响着系统的整体性能。在系统没有同步的情况下，参考文献[3-5]的天线位置设计方法也无从谈起。
    为此，本文在考虑OFDM同步性能影响的情况下，进行天线位置设计。由于定时捕获是同步过程的首要环节，为方便起见，本文研究基于OFDM定时捕获的分布式天线位置设计。根据最小最大准则[6]，首先利用各分布式接收天线的正确检测概率，推导出最坏捕获情况发生的概率(表示为PWC)。然后再遍历两分布式天线所有可取位置组合，最小化PWC，从而得到两分布式天线的最优位置。仿真表明，当移动台位置在线形小区中均匀分布时，两分布式接收天线应根据线形小区中心对称放置。

考虑两分布式接收天线位置的所有组合，图 3给出了最坏情况发生的次数与移动台位置的关系。从图 3可以看出，最坏情况主要发生在线形小区的边界，其次是小区中心位置附近。

基于OFDM定时捕获，本文研究了两分布式天线在线形小区中的位置设计。根据最小最大准则，在两分布式天线的所有位置组合中，最小化最坏捕获情况的概率，从而得到两分布式接收天线的最优位置。当移动台位置均匀分布于线形小区时，仿真结果表明，天线位置应根据小区中心对称放置。本文只考虑了两根分布式天线和线形小区，该方法可被扩展到多根分布式天线和其他小区模型中。
参考文献
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