網(wǎng)絡(luò )編碼的分布式天線(xiàn)系統性能分析

P=2p-p2 (5)

信號采用脈沖位置調制(PPM)方式，信道噪聲采用高斯白噪聲，其幅度符合瑞利分布。根據文獻[5]可以得到上行鏈路的誤比特率為：

其中E 是總發(fā)送功率，N 0表示單邊帶高斯噪聲功率。

在討論結束兩個(gè)用戶(hù)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò )，現將基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS放到更加一般的應用場(chǎng)合中。假設系統由N個(gè)用戶(hù)，M個(gè)輔助天線(xiàn)單元和一個(gè)基站組成，如圖3所示。由于簡(jiǎn)單DAS就是由N 個(gè)用戶(hù)，M個(gè)輔助天線(xiàn)單元和一個(gè)基站組成，系統比較簡(jiǎn)單，故下面僅討論基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS系統。用戶(hù)的數據可以直接發(fā)送到基站，也可以通過(guò)每個(gè)輔助天線(xiàn)經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò )編碼組合來(lái)自k 個(gè)用戶(hù)的數據后發(fā)送到基站。

假設來(lái)自用戶(hù)i 的數據可以準確地由L i 個(gè)輔助天線(xiàn)單元接收。特別地，假設對于任意一個(gè)i，都有L i =L≤個(gè)數據到基站，其中xjk表示從移動(dòng)終端k天線(xiàn)j 接收到的信號。單一用戶(hù)i 的中斷概率為Psi，hi表示用戶(hù)i的上行鏈路增益，h 'j為第j 根輔助天線(xiàn)的鏈路增益。假定每個(gè)單元發(fā)送功率相同，就有每條上行鏈路滿(mǎn)足，其中pi表示用戶(hù)i 基站鏈路的誤比特率，p'j表示第j 個(gè)輔助天線(xiàn)單元到基站的誤比特率。

考慮系統中有6用戶(hù)，4輔助天線(xiàn)單元的情況，以用戶(hù)1為研究對象，假設用戶(hù)1的數據可被2個(gè)輔助天線(xiàn)準確接收，可得到用戶(hù)1的中斷概率為Ps 1=p(p +2Ps 12)，展開(kāi)成泰勒級數，根據文獻[6]，可以得出用戶(hù)1的中斷概率為，其他用戶(hù)的中斷概率與用戶(hù)1通過(guò)相同推理可得。

3.2實(shí)驗仿真結果和分析

在最簡(jiǎn)單的DAS中，每個(gè)移動(dòng)終端都裝有一個(gè)天線(xiàn)，用來(lái)處理解碼和簡(jiǎn)單的編碼。在仿真中，系統中的用戶(hù)個(gè)數N 為2，信號調制采用脈沖位置調制方式，信道是瑞利衰落信道，根據系統的輔助天線(xiàn)單元個(gè)數以及是否應用網(wǎng)絡(luò )編碼，將系統分為3類(lèi)：

(1)無(wú)輔助天線(xiàn)系統，該系統直接由移動(dòng)終端發(fā)送數據到基站，系統無(wú)輔助天線(xiàn)。

(2)簡(jiǎn)單DAS，該系統由2個(gè)輔助天線(xiàn)單元和基站組成。天線(xiàn)系統如圖1所示。

(3)基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS，僅由一個(gè)輔助天線(xiàn)和基站組成，系統如圖2所示。

通過(guò)在第3.1部分的分析，經(jīng)MATLAB仿真得到圖4的系統中斷概率曲線(xiàn)。

從圖4中可得到以下結論：

(1)相比無(wú)輔助天線(xiàn)單元的系統中斷概率，兩個(gè)基于DAS系統能夠達到分集增益2，而無(wú)輔助天線(xiàn)單元的系統沒(méi)有分集增益，系統性能最差。

(2)基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS系統中斷概率比簡(jiǎn)單DAS小，中斷概率平均降低0.0164。特別當SNR比較高時(shí)，中斷概率迅速下降。

(3)基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS需要更加少的硬件成本。如3.1分析，假設一個(gè)用戶(hù)終端可以由L根天線(xiàn)輔助，為達到L +1的分集增益，簡(jiǎn)單DAS系統需要L×N個(gè)輔助天線(xiàn)單元，而網(wǎng)絡(luò )編碼DAS只需(N×L )/M個(gè)。其中，N 表示系統中的用戶(hù)個(gè)數，M為系統的輔助天線(xiàn)單元數目，L為能夠正確解調用戶(hù)數據的天線(xiàn)數目，以下同。

(4)基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS占用更少的頻帶資源。為了達到L +1的分集增益，簡(jiǎn)單DAS系統需要(L +1)×N 個(gè)正交信道，而網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS只需(N +M )，而(N +M )＜(L +1)×N 。

4結束語(yǔ)

本文將網(wǎng)絡(luò )編碼應用在分布式天線(xiàn)系統的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，建立一種基于網(wǎng)絡(luò )編碼的分布式天線(xiàn)分集系統模型。仿真和分析了無(wú)輔助天線(xiàn)系統、簡(jiǎn)單DAS和基于網(wǎng)絡(luò )編碼的DAS性能。仿真結果表明?；诰W(wǎng)絡(luò )編碼的DAS能夠得到一個(gè)更好的分集性能，中斷概率平均降低0.0164，節約硬件成本和提高頻譜利用率，使系統獲得更大的容量。