专利名称：一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统。
背景技术：
MIMO(Multi-input Multi-output,多输入多输出)系统相对于 SISO (Single-input Single-output，单输入单输出)系统，可以增加信道容量。无线MIMO 系统假设信道为瑞利衰落信道没有直达径，而是具备丰富的多径。此时，MIMO信道的容量可以根据天线的数量线性增加。对于微波信道而言，通常系统具有较强的直达径，此时信道可以被模拟成莱斯衰落。在莱斯衰落信道下，信道矩阵通常为低秩状态，即部分MIMO信道矩阵特征值λ』0，
根据香农公式C =万！^明力+為巧/(一 ))，其中λ i为MIMO信道矩阵特征值，Pt为平均信
i=\
号功率，σ 2为噪声功率，ητ为发送天线个数，r为接收天线的个数，B为信号带宽，C为信道容量，低秩状态下MIMO系统的容量不能得到充分发挥。MIMO系统中的条件数定义为信道矩阵的最大特征值与最小特征值之间的比值，条件数越大，信道的奇异性越强，条件数越小， 即越接近1，MIMO系统的正交性越好。对于莱斯信道下的MIMO系统，当天线间隔为瑞利距离时，MIMO系统的多个子信道可以保持正交性能，信道的条件数接近1，从而支持多数据流独立传输。目前有两种实现微波多输入多输出的方案第一种，在微波基站1和微波基站2之间加入中继基站，通过中继基站的转发产生相互独立的传输路径，从而增加信道容量。这种方案的实质是增加了一条独立的发送路径， 使得信道相关性趋近于0。第二种，收发机3的天线之间的间隔为瑞利间隔，收发机4的天线之间的间隔也为瑞利间隔。这样使得MIMO信道的相关性趋于0，从而增加信道容量。对于30GHz频段而言， 传输2km的条件下，所需要的瑞利距离为3m，此时天线阵的面积较大，不易于实现。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题第一种方案需要额外的中继基站提升微波MIMO系统容量，硬件成本较高，并且中继基站所选的位置也非常关键，组网的难度较大；第二种方案收发机天线之间的间隔较大，天线阵列的面积较大，天线阵列不易于实现。
发明内容
为了在实现微波MIMO时避免使用额外的硬件，减小天线阵列的面积，本发明实施例提供了一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统。所述技术方案如下
一种实现微波多输入多输出的设备，所述设备包括发送信道校正模块；所述发送信道校正模块包括发送能量分配器和发送耦合器；所述发送能量分配器，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；所述发送耦合器，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N 路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N 路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送。一种实现微波多输入多输出的设备，所述设备包括接收信道校正模块；所述接收信道校正模块包括接收能量分配器和接收耦合器；所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M 路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。一种实现微波多输入多输出的方法，所述方法包括按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N 个所述发送天线进行发送。一种实现微波多输入多输出的方法，所述方法包括按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。一种实现微波多输入多输出的系统，所述系统包括发射机和接收机所述发射机包括发送信道校正模块，所述接收机包括接收信道校正模块；所述发送信道校正模块包括发送能量分配器和发送耦合器；所述发送能量分配器，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；所述发送耦合器，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N 路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N 路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送；所述接收信道校正模块包括接收能量分配器和接收耦合器；所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将N路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为N ；所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从N路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到N路输出信号。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一个实施例提供的实现微波多输入多输出的设备结构示意图；图2是本发明一个实施例提供的发送信道校正模块结构示意图；图3是本发明一个实施例提供的发送端自适应参数产生器结构示意图；图如是本发明一个实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图4b是本发明一个实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图如是本发明一个实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图5是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的设备结构示意图；图6是本发明另一实施例提供的接收信道校正模块结构示意图；图7是本发明另一实施例提供的接收端自适应参数产生器结构示意图；图8a是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图8b是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图8c是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的设备另一结构示意图；图9是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的方法流程图；图10是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的方法流程图；图11是本发明另一实施例提供的实现微波多输入多输出的系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。参见图1，本发明的一个实施例提供了一种实现微波多输入多输出的设备，当该设备位于发射机时，该设备包括发送信道校正模块101 ；发送信道校正模块101包括发送能量分配器IOla和发送耦合器IOlb ；发送能量分配器101a，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；发送耦合器101b，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N 路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N 路输出信号分别通过N个发送天线进行发送。具体实现时，发送信道校正模块101的电路图参见图2，图2是以二输入二输出的 2X2天线系统为例进行说明。发送能量分配器IOla由N个能量分配单元组成，每个能量分配单元由N个第一乘法器组成，每个第一乘法器分别用于分解一路发送信号得到一路子发送信号；发送耦合器IOlb由N个发送耦合单元组成，每个发送耦合单元由N个第二乘法器和一个第一加法器组成，每个第二乘法器分别与该第一加法器连接，每个第二乘法器分别用于对一路子发送信号进行相位处理，第一加法器用于从N个第二乘法器分别获取相位处理后的子发送信号进行叠加，得到一路输出信号。进一步，该设备还包括发送端自适应参数产生器102，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第一能量分配参数和第一相位参数。本实施例并不限定具体的训练方法，其中一种训练方法可以为发送端自适应参数产生器102将配置参数送入发送信道校正模块101，观察该设备所在接收机的最小均方误差或者误码率，将最小均方误差或者误码率最低时对应的配置参数作为校正参数记录下来。完成后改变信道条件，信道条件包括传输距离、载波频点和天线距离等，重复上述实验，并记录校正参数，直至遍历所有信道情况为止。具体实现时，发送端自适应参数产生器102参见图3，发送端自适应参数产生器 102包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值；能量选择单元，用于根据判决阈值，确定第一能量分配参数；相位选择单元，用于根据判决阈值，确定第一相位参数。进一步，该设备还包括用于对基带信号进行调制的调制模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；根据发送信道校正模块 101所处的位置是基带、射频、或者中频，上述三个模块与发送信道校正模块101有三种连接关系参见图4-a，调制模块与发送信道校正模块101连接，且发送信道校正模块101与中频模块连接，中频模块与射频模块连接；或者，参见图4_b，调制模块与中频模块连接，中频模块与射频模块连接，射频模块与发送信道校正模块101连接；或者，参见图4-c，调制模块与中频模块连接，中频模块与发送信道校正模块101 连接，发送信道校正模块101与射频模块连接。进一步的，该设备还包括与调制模块连接的编码模块，用于在执行调制模块的功能之前，对原始信号进行编码。在微波设备中，发射机和接收机通常是一体的，同时具备发射微波信号到对端和从对端接收微波信号的功能，因此，该实施例中还可以包括接收信道校正模块201，用于校正来自对端的微波信号。参见图5，接收信道校正模块201包括接收能量分配器201a和接收耦合器201b ；接收能量分配器201a，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；接收耦合器201b，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M 路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。具体实现时，接收信道校正模块201的电路图参见图6。接收能量分配器201a由M个能量分配单元组成，每个能量分配单元由M个第三乘法器组成，每个第三乘法器分别用于分解一路接收信号得到一路子接收信号；接收耦合器201b由M个接收耦合单元组成，每个接收耦合单元由M个第四乘法器和一个第二加法器组成，每个第四乘法器分别与该第二加法器连接，每个第四乘法器分别用于对一路子接收信号进行相位处理，第二加法器用于从M个第四乘法器分别获取相位处理后的子接收信号进行叠加，得到一路输出信号。进一步，该设备还包括接收端自适应参数产生器202，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第二能量分配参数和第二相位参数。本实施例并不限定具体的训练方法，其中一种训练方法可以为接收端自适应参数产生器202将配置参数送入接收信道校正模块201，观察该设备所在接收机的最小均方误差或者误码率，将最小均方误差或者误码率最低时对应的配置参数作为校正参数记录下来。完成后改变信道条件，信道条件包括传输距离、载波频点和天线距离等，重复上述实验，并记录校正参数，直至遍历所有信道情况为止。具体实现时，接收端自适应参数产生器202参见图7，接收端自适应参数产生器 202包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值；能量选择单元，用于根据判决阈值，确定第二能量分配参数；相位选择单元，用于根据判决阈值，确定第二相位参数。进一步，该设备还包括用于对基带信号进行解调的解调模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；根接收信道校正模块 201所处的位置是基带、射频、或者中频，上述三个模块与接收信道校正模块201有三种连接关系参见图8-a，解调模块与接收信道校正模块201连接，且接收信道校正模块201与中频模块连接，中频模块与射频模块连接；或者，参见图8_b，解调模块与中频模块连接，中频模块与射频模块连接，射频模块与接收信道校正模块201连接；或者，参见图8-c，解调模块与中频模块连接，中频模块与接收信道校正模块201 连接，接收信道校正模块201与射频模块连接。
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进一步的，该设备还包括与解调模块连接的解码模块，用于在执行解调模块的功能之前，对原始信号进行解码。通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。参见图5，本发明的另一个实施例提供了一种实现微波多输入多输出的设备，当该设备位于接收机时，该设备包括接收信道校正模块201 ；接收信道校正模块201包括接收能量分配器201a和接收耦合器201b ；接收能量分配器201a，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；接收耦合器201b，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M 路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。具体实现时，接收信道校正模块201的电路图参见图6。接收能量分配器201a由M个能量分配单元组成，每个能量分配单元由M个第三乘法器组成，每个第三乘法器分别用于分解一路接收信号得到一路子接收信号；接收耦合器201b由M个接收耦合单元组成，每个接收耦合单元由M个第四乘法器和一个第二加法器组成，每个第四乘法器分别与该第二加法器连接，每个第四乘法器分别用于对一路子接收信号进行相位处理，第二加法器用于从M个第四乘法器分别获取相位处理后的子接收信号进行叠加，得到一路输出信号。进一步，该设备还包括接收端自适应参数产生器202，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第二能量分配参数和第二相位参数。本实施例并不限定具体的训练方法，其中一种训练方法可以为接收端自适应参数产生器202将配置参数送入接收信道校正模块201，观察该设备所在接收机的最小均方误差或者误码率，将最小均方误差或者误码率最低时对应的配置参数作为校正参数记录下来。完成后改变信道条件，信道条件包括传输距离、载波频点和天线距离等，重复上述实验，并记录校正参数，直至遍历所有信道情况为止。具体实现时，接收端自适应参数产生器202参见图7，接收端自适应参数产生器 202包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值；能量选择单元，用于根据判决阈值，确定第二能量分配参数；相位选择单元，用于根据判决阈值，确定第二相位参数。进一步，该设备还包括用于对基带信号进行解调的解调模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；根接收信道校正模块 201所处的位置是基带、射频、或者中频，上述三个模块与接收信道校正模块201有三种连接关系参见图8-a，解调模块与接收信道校正模块201连接，且接收信道校正模块201与
10中频模块连接，中频模块与射频模块连接；或者，参见图8_b，解调模块与中频模块连接，中频模块与射频模块连接，射频模块与接收信道校正模块201连接；或者，参见图8-c，解调模块与中频模块连接，中频模块与接收信道校正模块201 连接，接收信道校正模块201与射频模块连接。进一步的，该设备还包括与解调模块连接的解码模块，用于在执行解调模块的功能之前，对原始信号进行解码。通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。基于图1所示的实施例，参见图9，本发明的另一个实施例提供了一种实现微波多输入多输出的方法，该方法包括301 按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；302:按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个发送天线进行发送。其中，第一能量分配参数和第一相位参数通过训练获得或者通过理论模型计算获得。具体训练过程参考装置实施例，这里不再赘述。其中，发送信号为基带信号、射频信号、或者中频信号。通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。基于图5所示的实施例，参见图10，本发明的另一个实施例提供了一种实现微波多输入多输出的方法，该方法包括401 按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；402 按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。其中，第二能量分配参数和第二相位参数通过训练获得或者通过理论模型计算获得。具体训练过程参考装置实施例，这里不再赘述。其中，接收信号为基带信号、射频信号、或者中频信号。进一步，该方法还包括按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；
按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。参见图11，本发明的另一个实施例提供了一种实现微波多输入多输出的系统，通常情况下，发射机发送天线的数量和接收机接收天线的数量相同，该系统包括发射机10和接收机20 发射机10包括发送信道校正模块101，接收机20包括接收信道校正模块201 ；发送信道校正模块101包括发送能量分配器IOla和发送耦合器IOlb ；发送能量分配器101a，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；发送耦合器101b，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N 路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N 路输出信号分别通过N个发送天线进行发送；接收信道校正模块201包括接收能量分配器201a和接收耦合器201b ；接收能量分配器201a，用于按照第二能量分配参数将N路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为N ；接收耦合器201b，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从N 路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到N路输出信号。假设发送信道校正模块的传递函数为Ha，接收信道校正模块的传递函数为Hb，原始信道为Ho，则改进后的信道为Hi = HaXHo XHb。具体实现时，发送信道校正模块101的电路图参见图2，图2是以二输入二输出的 2X2天线系统为例进行说明。发送能量分配器IOla由N个能量分配单元组成，每个能量分配单元由N个第一乘法器组成，每个第一乘法器分别用于分解一路发送信号得到一路子发送信号；发送耦合器IOlb由N个发送耦合单元组成，每个发送耦合单元由N个第二乘法器和一个第一加法器组成，每个第二乘法器分别与该第一加法器连接，每个第二乘法器分别用于对一路子发送信号进行相位处理，第一加法器用于从N个第二乘法器分别获取相位处理后的子发送信号进行叠加，得到一路输出信号。进一步，该系统还包括发送端自适应参数产生器102，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第一能量分配参数和第一相位参数。本实施例并不限定具体的训练方法，其中一种训练方法可以为发送端自适应参数产生器102将配置参数送入发送信道校正模块101，观察该设备所在接收机的最小均方误差或者误码率，将最小均方误差或者误码率最低时对应的配置参数作为校正参数记录下来。完成后改变信道条件，信道条件包括传输距离、载波频点和天线距离等，重复上述实验，并记录校正参数，直至遍历所有信道情况为止。
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具体实现时，发送端自适应参数产生器102参见图3，发送端自适应参数产生器 102包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值；能量选择单元，用于根据判决阈值，确定第一能量分配参数；相位选择单元，用于根据判决阈值，确定第一相位参数。进一步，该系统还包括用于对基带信号进行调制的调制模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；根据发送信道校正模块 101所处的位置是基带、射频、或者中频，上述三个模块与发送信道校正模块101有三种连接关系参见图4-a，调制模块与发送信道校正模块101连接，且发送信道校正模块101与中频模块连接，中频模块与射频模块连接；或者，参见图4_b，调制模块与中频模块连接，中频模块与射频模块连接，射频模块与发送信道校正模块101连接；或者，参见图4-c，调制模块与中频模块连接，中频模块与发送信道校正模块101 连接，发送信道校正模块101与射频模块连接。进一步的，该系统还包括与调制模块连接的编码模块，用于在执行调制模块的功能之前，对原始信号进行编码。具体实现时，接收信道校正模块201的电路图参见图6。接收能量分配器20Ia由N个能量分配单元组成，每个能量分配单元由N个第三乘法器组成，每个第三乘法器分别用于分解一路接收信号得到一路子接收信号；接收耦合器201b由N个接收耦合单元组成，每个接收耦合单元由N个第四乘法器和一个第二加法器组成，每个第四乘法器分别与该第二加法器连接，每个第四乘法器分别用于对一路子接收信号进行相位处理，第二加法器用于从N个第四乘法器分别获取相位处理后的子接收信号进行叠加，得到一路输出信号。进一步，该系统还包括接收端自适应参数产生器202，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第二能量分配参数和第二相位参数。本实施例并不限定具体的训练方法，其中一种训练方法可以为接收端自适应参数产生器202将配置参数送入接收信道校正模块201，观察该设备所在接收机的最小均方误差或者误码率，将最小均方误差或者误码率最低时对应的配置参数作为校正参数记录下来。完成后改变信道条件，信道条件包括传输距离、载波频点和天线距离等，重复上述实验，并记录校正参数，直至遍历所有信道情况为止。具体实现时，接收端自适应参数产生器202参见图7，接收端自适应参数产生器 202包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值；能量选择单元，用于根据判决阈值，确定第二能量分配参数；相位选择单元，用于根据判决阈值，确定第二相位参数。进一步，该系统还包括用于对基带信号进行解调的解调模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；根接收信道校正模块 201所处的位置是基带、射频、或者中频，上述三个模块与接收信道校正模块201有三种连
13接关系参见图8-a，解调模块与接收信道校正模块201连接，且接收信道校正模块201与中频模块连接，中频模块与射频模块连接；或者，参见图8_b，解调模块与中频模块连接，中频模块与射频模块连接，射频模块与接收信道校正模块201连接；或者，参见图8-c，解调模块与中频模块连接，中频模块与接收信道校正模块201 连接，接收信道校正模块201与射频模块连接。进一步的，该系统还包括与解调模块连接的解码模块，用于在执行解调模块的功能之前，对原始信号进行解码。通过按照能量分配参数将N路信号中的每一路信号分解成与天线数量N相同份数的子信号，按照相位参数对各路子信号进行相位处理，从N路信号中各选取一路相位处理后的子信号进行叠加，分别得到N路输出信号，从而减小了 MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波多输入多输出系统的信道可以保持正交性能，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种实现微波多输入多输出的设备，其特征在于，所述设备包括发送信道校正模块；所述发送信道校正模块包括发送能量分配器和发送耦合器； 所述发送能量分配器，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；所述发送耦合器，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述发送能量分配器由N个能量分配单元组成，每个能量分配单元由N个第一乘法器组成，每个第一乘法器分别用于分解一路发送信号得到一路子发送信号；所述发送耦合器由N个发送耦合单元组成，每个发送耦合单元由N个第二乘法器和一个第一加法器组成，每个第二乘法器分别与该第一加法器连接，每个第二乘法器分别用于对一路子发送信号进行相位处理，第一加法器用于从N个第二乘法器分别获取相位处理后的子发送信号进行叠加，得到一路输出信号。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括发送端自适应参数产生器，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第一能量分配参数和第一相位参数。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述发送端自适应参数产生器包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；所述信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值； 所述能量选择单元，用于根据所述判决阈值，确定第一能量分配参数； 所述相位选择单元，用于根据所述判决阈值，确定第一相位参数。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于对基带信号进行调制的调制模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；所述调制模块与所述发送信道校正模块连接，且所述发送信道校正模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述射频模块连接；或者，所述调制模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述发送信道校正模块连接；或者，所述调制模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述发送信道校正模块连接，所述发送信道校正模块与所述射频模块连接。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括接收信道校正模块； 所述接收信道校正模块包括接收能量分配器和接收耦合器；所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。
7.一种实现微波多输入多输出的设备，其特征在于，所述设备包括接收信道校正模块；所述接收信道校正模块包括接收能量分配器和接收耦合器； 所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述接收能量分配器由M个能量分配单元组成，每个能量分配单元由M个第三乘法器组成，每个第三乘法器分别用于分解一路接收信号得到一路子接收信号；所述接收耦合器由M个接收耦合单元组成，每个接收耦合单元由M个第四乘法器和一个第二加法器组成，每个第四乘法器分别与该第二加法器连接，每个第四乘法器分别用于对一路子接收信号进行相位处理，第二加法器用于从M个第四乘法器分别获取相位处理后的子接收信号进行叠加，得到一路输出信号。
9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括接收端自适应参数产生器，用于通过训练获得或者通过理论模型计算获得第二能量分配参数和第二相位参数。
10.根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述接收端自适应参数产生器包括信道状态信息计算单元、能量选择单元和相位选择单元；所述信道状态信息计算单元，用于根据输入的信道状态信息产生判决阈值； 所述能量选择单元，用于根据所述判决阈值，确定第二能量分配参数； 所述相位选择单元，用于根据所述判决阈值，确定第二相位参数。
11.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括用于对基带信号进行解调的解调模块、用于对数据进行第一次变频的中频模块、和用于对数据进行第二次变频的射频模块；所述解调模块与所述接收信道校正模块连接，且所述接收信道校正模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述射频模块连接；或者，所述解调模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述射频模块连接，所述射频模块与所述接收信道校正模块连接；或者，所述解调模块与所述中频模块连接，所述中频模块与所述接收信道校正模块连接，所述接收信道校正模块与所述射频模块连接。
12.—种实现微波多输入多输出的方法，其特征在于，所述方法包括按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，第一能量分配参数和第一相位参数通过训练获得或者通过理论模型计算获得。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述发送信号为基带信号、射频信号、 或者中频信号。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。
16.一种实现微波多输入多输出的方法，其特征在于，所述方法包括按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为Μ, M为大于1的自然数；按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，第二能量分配参数和第二相位参数通过训练获得或者通过理论模型计算获得。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述接收信号为基带信号、射频信号、 或者中频信号。
19.一种实现微波多输入多输出的系统，其特征在于，所述系统包括发射机和接收机 所述发射机包括发送信道校正模块，所述接收机包括接收信道校正模块；所述发送信道校正模块包括发送能量分配器和发送耦合器；所述发送能量分配器，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；所述发送耦合器，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送；所述接收信道校正模块包括接收能量分配器和接收耦合器；所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将N路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为N ；所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从N路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到N路输出信号。
全文摘要
本发明提供一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统，涉及无线通信领域，设备包括发送信道校正模块，包括发送能量分配器和发送耦合器；发送能量分配器，按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；发送耦合器，按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号。本发明减小了MIMO系统的信道条件数，使得信道级联的结果等效于多径对信道的影响，使微波MIMO系统的信道保持正交性，从而支持多数据流独立传输，同时无需使用额外的硬件，天线阵列的面积较小。
文档编号H04B7/06GK102439870SQ201180002243
公开日2012年5月2日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者李昆, 蔡梦 申请人:华为技术有限公司