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分布式天線無線通信系統性能分析

來源:論文聯盟  作者:鄭書鑫 [字體: ]

分布式天線無線通信系統性能分析

引言
  近幾年無線通信網絡的覆蓋范圍遍布全球,其規模之大應用范圍之廣,極大的提高了通信行業的發展,打破了空間上的距離,為人們的生活帶來了便利。隨著技術的進一步深入,無線通信系統的功能得到了高效的發揮并呈現出多樣化的發展形式。特別是分布式無線通信系統的應用,隨著技術的進步有著較好的發展趨勢。分布式無線通信系統在移動通信告訴發展的形式下,采用拓撲結構,極大提高了空間資源的利用率,充分發揮系統的性能優化通信系統的傳輸,在誤碼率以及中斷效率都有較好的表現。
  本文將會基于CDMA的分布式天線技術進行分析【1】。它對于提高系統容量以及天線覆蓋率有較大的幫助。光纖傳輸可以極大的降低誤碼率低,分布式的天線單元內部結構簡單且使用成本低,可以將其分布在不同的地區,利用光電轉換器便可以發送和接受無線射頻信號。所有涉及到的功能,比如射頻調制等都可以用中央控制單元來調整,并且可以同時發布和接收多個無線信號到多個地方,極大的提高系統的運作效率。
  1.分布式無線通信系統的產生背景
  社會經濟的發展使得國內各個行業都得到了快速的進步。通信領域中,過去人工操作的移動電話網,通過人工干預的方式來連接網絡,這種方式運行成本高且服務區域有限,過去常常應用在電視廣播行業中。隨著通信的進步,從模擬調試再到數字調制,再到現在無線通信的市場需求逐步得到了廣泛的應用。在3G/4G網絡下,用戶的通信方式更加靈活,數據得到了快速的傳輸。和過去傳統的模式相比,無線傳輸的應用優勢更加明顯。通過不斷擴大系統容量,加強頻譜的利用率,為分布式無線天線的通信系統的發展奠定了良好的基礎。
  清華大學與北京郵電大學提出分布式無線通信系統,利用光纖連接的蜂窩系統基站的方式來共同處理信號,實現空間資源的利用。分布式通信系統主要由以下幾個部分組成。
  分布式天線可以用于無線信號的接收和發射。其組成結構簡單且價格低廉,可以進行大范圍的應用。并且由于天線件的分布距離遠且陰影效應產生的衰落現象相互獨立,因此可以有效的抗多徑衰落,并且對陰影衰落做到本文由論文聯盟http://www.kzpmxj.live收集整理補償效果【2】。
  分布式的光纖可以實現不同天線和系統的信號傳輸,其優勢在于光纖傳輸不會降低信號傳輸的質量。分布式處理系統利用調制、變頻等來完成信息的處理。分布式網絡是整個系統信號傳輸的核心部分,網絡中的節點會完成數據交換、安全認證等過程,然后中心處理單元將會進行多個分布式信號的處理,實現多臺設備的需求。
  2.分布式無線通信系統的特點
  首先,分布式無線通信系統空間資源最大化利用。利用空間資源進行分布式天線的覆蓋,不同節點的功能得到有效的利用,極大的簡化系統信息處理的流程。第二,提高了傳輸速率。分布式無線通信傳輸的方式克服了無線傳輸速率低的問題,利用分布式光纖提高數據傳輸的速度,可以減低傳輸的成本并且加快傳輸的速率。第三,分布式通信系統的機構開放且靈活,可以自主進行信息交換無需借助其他平臺,解決了應不兼容產生的問題。第四,分布式的無線通信系統是開放性的平臺,拓展能力強,且可同時處理多項業務,自行調整傳輸規模,可以有效的控制設備的支出,如下圖2所示。
  3.分布式多天線系統的仿真分析
  3.1分布式多天線系統
  本文采用無線CDMA的分布式天線的系統,天線單元在工作中會接收來自移動臺發出的CDMA信號,它會將信號轉換成所需的光信號,然后利用分布式的光纖傳送到中央控制單元中。當中央控制單元接收到信號之后,會將其轉換成電信號,利用RAKE接收機在多個無線和光纖信道的信號中檢測理想的信號。由于分布式天線的布局距離較遠,因此需要對陰影效果產生的衰落進行獨立統計,所以在系統模擬中要將陰影衰落納入進去。
  3.2仿真分析
  利用仿真來計算系統信號中斷效率以及平均誤碼率的曲線。
  3.2.1中斷概率分析
  首先,對仿真配置設定如下:CDMA信號的擴頻增益(G)保持在100,并且載波頻率(f)為5GHz,,另外移動臺的發射功率保持在1W水平,用戶和接收天線的距離固定在150m,而用戶的移動速度為1米每秒。從仿真效果來看,在中斷概率一定的情況下,RAKE接收機產生的信噪比會根據分布式天線的數量的變化而變化。Rice信道系數K增加,則RAKE接收機產生的信噪比也會隨之上升。
  3.2.2平均誤碼率表現
  在接收機和用戶之間的距離保持不變的情況下,提高發射的功率,在不同的信道條件中所產生的平均誤碼率變化。在發射功率一定的情況下,天線數的增加可以不斷提高平均的誤碼率性能。并且,根據M的上升,我們也可以看到RAKE接收機的性能得到了有效的提升。比如M為1時,發射功率從1W調整到8W,其產生的平均誤碼率有了明顯的下降,從0.14降低到0.03。而當M為4時,平均誤碼率的水平進一步下降。因此分布式天線對于發射功率以及動態控制的范圍有著明顯的控制作用。
  4.仿真結果分析
  根據無線CDMA系統的分布式天線天線通信系統來看,運用多個分布式的天線單元來接收信號,各個單元之間相互統計獨立,然后利用光纖和無線的通道 到中央控制單元中,利用RAKE接收器對信號進行處理。通過理論的檢驗與仿真的分析得出結論,分布式天線通信系統對于提高信號中斷概率以及降低誤碼率方面都有顯著的效果,隨著技術的深入和更新,這項系統將有更好的發展空間【3】。
  5.結語
  本文主要是對分布式無線天線通信系統的產生背景以及特點做了簡要的介紹,并根據誤碼率和中斷概率的分析了解分布式無線通信系統所產生的效果。通過仿真試驗筆者認為分布式無線通信系統在提高傳輸效率上有顯著的效果,覆蓋范圍廣且設備成本低,在通信領域中可以進行深入的推廣。根據當前市場的需求,分布式無線通訊系統在性能上的表現顯著,并且從技術的角度來說分布式通信系統也在不斷的更新與完善,其可承接的業務范圍得到進一步的拓展,多樣化的服務類型很好的滿足了當前用戶對通信的需求。可見,分布式無線通信系統隨著技術的發展將會有更加廣闊的提升空間,根據用戶的需求反復優化通信系統的結構,改善用戶的體驗,對于通信行業的長遠發展奠定了良好的基礎。傳統的蜂窩式結構已經無法適應社會需求的發展,利用分布式無線通信系統來改善過去結構上的弊端,擴大空間資源的利用率,為未來的無線通信行業的進步提供更加多元化的發展方向。

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