專利名稱：一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)線中程傳感網(wǎng)，尤其涉及在無(wú)線中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的 裝置和方法。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，具有感知能力、 計(jì)算能力和通信能力的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)開始出現(xiàn)，并且引起了人們的極大關(guān)注。這種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成無(wú)線傳感網(wǎng)能夠協(xié)調(diào)地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì) 象信息，并發(fā)布給需要這些信息的用戶。無(wú)線傳感網(wǎng)將邏輯上的信息世界與真實(shí)的物理世界 融合在一起，深刻地改變了人與自然的交互方式；可以廣泛地應(yīng)用于軍事、工農(nóng)業(yè)控制、生 物醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域。目前，無(wú)線傳感網(wǎng)的布設(shè)中都是基于分簇的方式，所有的傳感器節(jié)點(diǎn)都根據(jù)位置信息分 成若干個(gè)簇，每個(gè)簇都有一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)被推舉為簇頭節(jié)點(diǎn)，簇內(nèi)所有傳感器節(jié)點(diǎn)的信息都 通過(guò)簇頭節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)輸出，因此簇頭節(jié)點(diǎn)需要具備與較遠(yuǎn)的網(wǎng)關(guān)通信的能力，且傳輸?shù)臄?shù)據(jù) 量較大能耗較高。因此有的傳感網(wǎng)中就在簇中設(shè)置一個(gè)能支持高速通信，且能量相對(duì)充沛的 傳感器節(jié)點(diǎn)作為簇頭，與網(wǎng)關(guān)一起組成中程傳感網(wǎng)。而在目前的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，出現(xiàn)了在發(fā)射端和接收端都采用了多個(gè)天線的多入多出天 線系統(tǒng)。在發(fā)射端通過(guò)空時(shí)編碼產(chǎn)生同一個(gè)信號(hào)的多個(gè)副本并通過(guò)多個(gè)天線發(fā)射，且發(fā)射端 和接收端各個(gè)天線之間的信道都是相互獨(dú)立的，在接收端則將多個(gè)天線接收的信號(hào)作空時(shí)譯 碼處理從而獲得與發(fā)射天線數(shù)和接收天線數(shù)乘積等數(shù)量級(jí)的分集增益。從而能夠有效的提高 發(fā)射機(jī)的能量效率，在能量受限的無(wú)線傳感網(wǎng)中，這相當(dāng)有吸引力。另外，多入多出天線系 統(tǒng)還演變成多入單出天線系統(tǒng)和單入多出天線系統(tǒng)，多入單出天線系統(tǒng)的發(fā)射端采用多個(gè)發(fā) 射天線而接收端采用單個(gè)接收天線；單入多出天線系統(tǒng)的發(fā)射端采用單個(gè)發(fā)射天線而接收端 采用多個(gè)接收天線。然而，使用多入多出天線系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)在于天線陣列的物理尺寸。為獲得多入多出天 線系統(tǒng)的好處，最好是各個(gè)天線之間具有顯著的十個(gè)波長(zhǎng)級(jí)的空間間隔。在所關(guān)心的頻率上， 這需要米級(jí)到十米級(jí)的天線間隔。對(duì)于中程傳感網(wǎng)中的簇頭節(jié)點(diǎn)，這是非常不可行的，因?yàn)樵谶@些情況下，天線將會(huì)是簇頭節(jié)點(diǎn)尺寸的數(shù)十倍。由于所述多入多出天線系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)， 所以在目前中程傳感網(wǎng)中各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)都是基于單天線方式工作的。為此，在現(xiàn)有技術(shù)中需要具有更高能量效率的改進(jìn)的中程傳感網(wǎng)絡(luò)，特別地需要一種中 程傳感網(wǎng)，其簇頭節(jié)點(diǎn)分別使用多入多出天線系統(tǒng)提供的多個(gè)獨(dú)立信道中的一個(gè)信道同時(shí)向 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，而在簇頭節(jié)點(diǎn)處不需要過(guò)大尺寸的多入多出天線。
發(fā)明內(nèi)容
-本發(fā)明的目的是提供一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置和方法，為無(wú)線傳 輸提供分集增益，以提高網(wǎng)絡(luò)的能量效率。本發(fā)明要解決的現(xiàn)有多入多出天線系統(tǒng)不適合在中程傳感網(wǎng)中應(yīng)用的問(wèn)題。 為實(shí)現(xiàn)上述目的本發(fā)明所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置，至少包 括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的多入多出多天線系統(tǒng)，用作上行通信的接收機(jī)和下行通信的發(fā)射 機(jī)；簇頭節(jié)點(diǎn)，包含空時(shí)處理模塊，采用單天線系統(tǒng)，用作上行通信的發(fā)射機(jī)和下行通信的 接收機(jī)。該裝置使用多入多出系統(tǒng)在上行通信過(guò)程中進(jìn)行多天線數(shù)據(jù)的接收、采樣、處理， 并在下行通信過(guò)程中進(jìn)行信號(hào)的空時(shí)編碼和調(diào)制；在上行通信過(guò)程中，對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行編 碼并分發(fā)給各個(gè)協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)，控制各簇頭節(jié)點(diǎn)協(xié)同向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)射多天線信號(hào)，并在下行 信道中收集各個(gè)協(xié)同節(jié)點(diǎn)接收的由網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的多天線信號(hào)，進(jìn)行多天線信號(hào)處理。所述 的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以采用傳統(tǒng)的多入多出天,系統(tǒng)，這里就不再詳述。本發(fā)明所述的簇頭節(jié)點(diǎn)在原有設(shè)備的基礎(chǔ)上增加了用于對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和 采樣的接收模塊，用于對(duì)編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和發(fā)射的發(fā)射模塊，用于對(duì)需要發(fā)送的數(shù) 據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼處理的空時(shí)編碼器，用于對(duì)接收到的多天線信號(hào)進(jìn)行空時(shí)譯碼處理的空時(shí)譯 碼器和用于存放各個(gè)協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)接收到的多天線信號(hào)樣本的存儲(chǔ)器。本發(fā)明所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法包括上行通信方法，用 作組織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線發(fā)射機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；下行通信方法，用作組 織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線接收機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。在上行通信過(guò)程中，主簇頭 節(jié)點(diǎn)將要發(fā)送的數(shù)據(jù)先分發(fā)給多個(gè)協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)，然后各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)一起對(duì)發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行 分布式空時(shí)編碼，并使用現(xiàn)有的單天線系統(tǒng)對(duì)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行協(xié)同發(fā)射以構(gòu)造虛擬多天線 發(fā)射，在網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)上設(shè)置多個(gè)接收天線對(duì)信道中傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行采樣，并進(jìn)行空時(shí)譯碼處理， 從而獲得分集增益。在下行通信過(guò)程中，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)對(duì)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼由多個(gè)發(fā) 射天線發(fā)射，在接收端每個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)使用單天線對(duì)網(wǎng)關(guān)發(fā)射的多天線信號(hào)進(jìn)行接收和采樣，然后協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)將接收到的多天線信號(hào)樣本傳輸?shù)街鞔仡^節(jié)點(diǎn)，由主簇頭節(jié)點(diǎn)對(duì)接收到的 多天線信號(hào)樣本進(jìn)行空時(shí)譯碼處理，從而構(gòu)造虛擬的多入多出天線系統(tǒng)獲得分集增益。由此 本發(fā)明提供了一種在無(wú)線中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有的中程傳感網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中采用傳統(tǒng)的多入多出天線系統(tǒng)，在簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，加入了空時(shí)編碼器和空時(shí)譯碼器，使其具有空時(shí)處理能力，實(shí)施 多個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作的方式構(gòu)建了虛擬的多入多出多天線系統(tǒng)。在工作時(shí)對(duì)一組發(fā)射的數(shù) 據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼產(chǎn)生兩組碼序列，通過(guò)虛擬的兩入兩出多天線系統(tǒng)進(jìn)行傳輸從而可以獲得6dB 的分集增益，即在保持通信質(zhì)量不變的條件下，發(fā)射功率可以將為原先的1/4，有效的提高了 中程傳感網(wǎng)的能量效率。


圖1是無(wú)線中程傳感網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景示窣圖。 圖2是本發(fā)明簇頭節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖。 圖3是本發(fā)明上行通信方法框圖。 圖4是本發(fā)明下行通信方法框圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。圖1示出了中程傳感網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景，其中包括簇頭節(jié)點(diǎn)、簇內(nèi)傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)， 各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)都是分成若干個(gè)簇進(jìn)行組織的。其中細(xì)箭頭表示的是目前的簇頭節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān) 節(jié)點(diǎn)間以單天線的方式通信；花箭頭表示在本發(fā)明的方法中，兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)采用虛擬多天線 分集的方式與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)設(shè)置有兩個(gè)天線。本發(fā)明所述的中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集方法包括上行通信方法，用作組織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線發(fā)射機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信， 下行通信方法，用作組織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線接收機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。 根據(jù)上行通信和下行通信中各簇頭節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的角色不同，分別對(duì)上行通信和下行通信進(jìn) 行了定義。在說(shuō)明本方法的實(shí)施方式之前，先對(duì)下面的說(shuō)明中可能涉及的一些名詞進(jìn)行說(shuō)明。 通信過(guò)程中涉及的簇頭節(jié)點(diǎn)中，我們將數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑创仡^節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)接收目的簇頭節(jié)點(diǎn)稱作 主簇頭節(jié)點(diǎn)，其余參與協(xié)同發(fā)射和協(xié)同接收的簇頭節(jié)點(diǎn)稱作協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)。主簇頭節(jié)點(diǎn)和協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)只是在一次通信過(guò)程中的關(guān)系，在下一次通信中可能會(huì)是另一個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)承擔(dān)主 簇頭節(jié)點(diǎn)。上行通信方法請(qǐng)參見圖3。當(dāng)主簇頭節(jié)點(diǎn)有數(shù)據(jù)需要傳送給網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)時(shí)，在T1時(shí)間內(nèi)， 主簇頭節(jié)點(diǎn)將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)送入空時(shí)編碼器進(jìn)行空時(shí)編碼，得到兩組碼序列，其中第一組碼 序列由自己傳輸，第二組碼序列交給協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳輸。在T2時(shí)間內(nèi)，主簇頭節(jié)點(diǎn)將第 二組碼序列傳給協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)，并控制協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)與它組成一個(gè)虛擬的多天線系統(tǒng)，在本 實(shí)施例中，我們選用一個(gè)協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)與一個(gè)主簇頭節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)也具有兩個(gè)天 線，整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)虛擬的雙入雙出多天線系統(tǒng)。在T3時(shí)間內(nèi)，主簇頭節(jié)點(diǎn)和協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn) 分別將第一組碼序列和第二組碼序列交給發(fā)射處理模塊進(jìn)行協(xié)同發(fā)射，實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬的雙天 線發(fā)射。在接收端，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的多接收天線系統(tǒng)在T4時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行接收和采樣，得到兩 組多天線信號(hào)。在T5時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將接收到的兩組多天線信號(hào)交給空時(shí)譯碼器進(jìn)行空時(shí) 譯碼，從接收到的多天線信號(hào)中解出發(fā)送的數(shù)據(jù)。至此完成上行通信。下行通信方法請(qǐng)參見圖4。在本實(shí)施例中，下行通信也是由兩個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)協(xié)同構(gòu)成一個(gè)虛 擬的雙接收天線，與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的雙發(fā)射天線一起構(gòu)成一個(gè)虛擬的雙入雙出天線系統(tǒng)。當(dāng)網(wǎng)關(guān) 節(jié)點(diǎn)要向簇頭節(jié)點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，在T1吋間內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)需要將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)交給空時(shí)編碼器 進(jìn)行空時(shí)編碼，得到兩組碼序列。在T2時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)將編碼器得到的兩組碼序列分別交 給兩個(gè)發(fā)射處理模塊通過(guò)雙發(fā)射天線發(fā)射，此吋接收端的主簇頭節(jié)點(diǎn)和協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)一起對(duì) 多天線信號(hào)進(jìn)行接收和采樣。在T3時(shí)間內(nèi)，主簇頭節(jié)點(diǎn)將本地接收和采樣的多天線信號(hào)樣本 存入存儲(chǔ)器中。在T4時(shí)間內(nèi)，協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)將接收和采樣的多天線信號(hào)樣本傳給主簇頭節(jié)點(diǎn)， 并由主簇頭節(jié)點(diǎn)接收后寫入存儲(chǔ)器中。在T5時(shí)間內(nèi)，主簇頭節(jié)點(diǎn)將存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的多天線信 號(hào)樣本交給空時(shí)譯碼器進(jìn)行譯碼，從中解出傳輸?shù)脭?shù)據(jù)。至此完成下行通信。本發(fā)明所述的在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置包括簇頭節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。在 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中可以采用傳統(tǒng)的多入多出天線系統(tǒng)，而在簇頭節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行改進(jìn)，才能實(shí)現(xiàn)多個(gè) 簇頭節(jié)點(diǎn)虛擬多天線分集。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的簇頭節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見圖2，至少包 括存儲(chǔ)器、主控制器、空時(shí)編碼器、空時(shí)譯碼器、發(fā)射處理模塊、接收處理模塊和射頻收發(fā) 器。所述的主控制器執(zhí)行基本的操作系統(tǒng)程序，以控制簇頭節(jié)點(diǎn)的整體操作。在一個(gè)這樣的 操作中，主控制器根據(jù)公知的原理，控制通過(guò)射頻收發(fā)器，接收處理模塊和發(fā)射處理處理模 塊的下行信號(hào)的接收，上行信號(hào)的發(fā)送以及各簇頭節(jié)點(diǎn)之間的接收和發(fā)送。所述的發(fā)射處理模塊從空時(shí)編碼器中獲取碼序列，或者從所述的主控制器獲取數(shù)據(jù)，并 對(duì)他們進(jìn)行基帶調(diào)制、成形濾波，數(shù)字上采樣等處理以產(chǎn)生基帶或者中頻信號(hào)輸出。所述的接收處理模塊從射頻收發(fā)器中獲取中頻或者基帶信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)字下變頻，下采 樣，匹配濾波，基帶解調(diào)等處理，以獲取數(shù)字信號(hào)。所述的射頻收發(fā)器具有射頻接收和射頻發(fā)射兩種工作狀態(tài)，并由主控制器控制其工作狀 態(tài)。在接收狀態(tài)時(shí)，射頻收發(fā)器對(duì)天線接收到的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)發(fā)射的多天線信號(hào)或者是其他簇頭 節(jié)點(diǎn)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行下變頻，以產(chǎn)生中頻或基帶信號(hào)，交給接收處理模塊。在發(fā)射狀態(tài)時(shí)， 射頻收發(fā)器將發(fā)射處理模塊產(chǎn)生的基帶或者中頻信號(hào)進(jìn)行上變頻，產(chǎn)生射頻信號(hào)經(jīng)由天線發(fā) 射。 -所述的空時(shí)編碼器將主控制器產(chǎn)生的傳輸數(shù)據(jù)根據(jù)公知的空時(shí)編碼算法進(jìn)行編碼，得到 兩組碼序列，交給發(fā)射處理器。所述的空吋譯碼器將存儲(chǔ)器中存放的本地多天線信號(hào)樣本和協(xié)同簇頭多天線信號(hào)樣本根 據(jù)公知的空時(shí)譯碼算法進(jìn)行空時(shí)譯碼處理，得到原始傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，并交給主處理器。綜上所述，本發(fā)明通過(guò)在現(xiàn)有的中程傳感網(wǎng)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中采用多入多出天線系統(tǒng)，在簇 頭節(jié)點(diǎn)進(jìn)行改進(jìn)，加入了空時(shí)編碼器和空時(shí)譯碼器，使其具有空時(shí)處理能力，實(shí)施多個(gè)簇頭 節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作的方式構(gòu)建了虛擬的多入多出多天線系統(tǒng)。在工作時(shí)對(duì)一組發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行空 時(shí)編碼產(chǎn)生兩組碼序列，通過(guò)虛擬的兩入兩出多天線系統(tǒng)進(jìn)行傳輸從而可以獲得6dB的分集 增益，即在保持通信質(zhì)量不變的條件下，發(fā)射功率可以將為原先的1/4，有效的提高了中程傳 感網(wǎng)的能量效率。在本發(fā)明中討論的圖1到4、以及用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明原理的各種實(shí)施例，僅通過(guò)說(shuō)明的方式 說(shuō)明具體的實(shí)施方式，在任何方式下不應(yīng)該被視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將 理解，可在任何適當(dāng)布設(shè)的無(wú)線傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的原理。
權(quán)利要求
1.一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置，其特征在于至少包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的多入多出多天線系統(tǒng)，用作上行通信的接收機(jī)和下行通信的發(fā)射機(jī)；簇頭節(jié)點(diǎn)，包含空時(shí)處理模塊，采用單天線系統(tǒng)，用作上行通信的發(fā)射機(jī)和下行通信的接收機(jī)。
2. 如權(quán)力要求l所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置，其特征在于所 述的簇頭節(jié)點(diǎn)至少包括存儲(chǔ)器、主控制器、空時(shí)編碼器、空時(shí)譯碼器、發(fā)射處理模塊、接收 處理模塊和射頻收發(fā)器。
3. 如權(quán)力要求2所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置，其特征在于所 述的發(fā)射處理模塊、接收處理模塊和射頻收發(fā)器不僅能與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)之間通信，還支持簇頭節(jié) 點(diǎn)之間的通信。
4. 一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于包括 上行通信方法，用作組織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線發(fā)射機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信， 下行通信方法，用作組織各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬的多天線接收機(jī)與網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。
5. 如權(quán)力要求4所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于所 述的上行通信方法中包括主簇頭節(jié)點(diǎn)將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼后對(duì)得到的幾組碼序列 在自己與協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)之間分配。
6. 如權(quán)力要求l所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于 所述的上行通信方法中包括步驟協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)接收到要發(fā)送的碼序列后與主簇頭節(jié)點(diǎn)一起組 成一個(gè)虛擬多天線發(fā)射機(jī)，進(jìn)行協(xié)同發(fā)射。
7. 如權(quán)力要求l所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于所 述的下行通信方法中包括步驟主簇頭節(jié)點(diǎn)和協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)一起組成一個(gè)虛擬多天線接收機(jī)， 接收多天線信號(hào)。
8. 如權(quán)力要求l所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于所 述的下行通信方法中包括步驟協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)將接收到的多天線信號(hào)樣本傳輸給主簇頭節(jié)點(diǎn)。
9. 如權(quán)力要求l所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法，其特征在于所 述的下行通信方法中包括步驟主簇頭節(jié)點(diǎn)對(duì)于自己和協(xié)同簇頭節(jié)點(diǎn)接收到的多天線信號(hào)樣本 進(jìn)行空時(shí)處理，解出傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的裝置和方法至少包括采用傳統(tǒng)的多入多出天線系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和具有空時(shí)信號(hào)處理能力的單天線簇頭節(jié)點(diǎn)。本發(fā)明所述的一種在中程傳感網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)虛擬多天線分集的方法包括各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)之間組成虛擬多天線發(fā)射的上行通信方法和各個(gè)簇頭節(jié)點(diǎn)組成虛擬多天線接收的下行通信方法。本發(fā)明在工作時(shí)對(duì)一組發(fā)射的數(shù)據(jù)進(jìn)行空時(shí)編碼產(chǎn)生多組碼序列，通過(guò)虛擬的多入多出多天線系統(tǒng)進(jìn)行傳輸從而可以獲得相當(dāng)可觀的分集增益，以兩入兩出多天線系統(tǒng)為例其分集增益可以達(dá)到6dB，即在保持通信質(zhì)量不變的條件下發(fā)射功率可以將為原先的1/4，有效的提高了中程傳感網(wǎng)的能量效率。
文檔編號(hào)H04L1/06GK101237305SQ200810059969
公開日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者盛 丁, 愷 嚴(yán), 劉海濤, 華 姜, 建 姜, 施玉松, 邱云周, 晨 陳 申請(qǐng)人:中科院嘉興中心微系統(tǒng)所分中心