專利名稱：一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收
>J-U裝直。
背景技術(shù)：
無(wú)線通信系統(tǒng)常常工作在復(fù)雜的地理環(huán)境中，發(fā)射的電磁波信號(hào)經(jīng)過(guò)反射、散射、繞射等多條不同傳播路徑后，到達(dá)接收天線。不同路徑的信號(hào)分量具有不同的傳播時(shí)延、相位和振幅，并附加有信道噪聲，它們的疊加會(huì)使復(fù)合信號(hào)相互抵消或增強(qiáng)，形成多徑效應(yīng)。其中不同相位及振幅的信號(hào)相互疊加，合成信號(hào)的幅度表現(xiàn)為快速的起伏變化，形成快衰 落。對(duì)于數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)，當(dāng)傳播時(shí)延與碼元周期相當(dāng)時(shí)，不同路徑的信號(hào)疊加，會(huì)在不同信息碼元之間會(huì)產(chǎn)生很大的碼間干擾。多徑效應(yīng)造成的衰落會(huì)降低可獲得的有用信號(hào)功率并增加干擾的影響，使得接收機(jī)的接收信號(hào)產(chǎn)生失真、波形展寬、波形重疊和畸變，造成通信系統(tǒng)解調(diào)器出現(xiàn)很大誤比特率，以至完全不能通信。分集接收是無(wú)線通信中對(duì)抗多徑衰落的一種有效方法，其在接收端分散接收到的幾個(gè)衰落情況不同(相互統(tǒng)計(jì)獨(dú)立)的信號(hào)，以一定的方式將它們合并集中，使總接收信號(hào)的信噪比得到改善，減小衰落的影響。多天線分集又稱空間分集，主要是利用不同的接收地點(diǎn)所接收到信號(hào)衰落的獨(dú)立性，來(lái)實(shí)現(xiàn)抗衰落的功能。多天線分集基本構(gòu)成發(fā)射端一副天線發(fā)送，接收端用多副天線來(lái)接收，各接收天線之間的距離大于波長(zhǎng)的一半，以保證接收天線輸出信號(hào)的衰落特性是相互獨(dú)立的，也就是說(shuō)，當(dāng)某一副接收天線的輸出信號(hào)很低時(shí)，其他接收天線的輸出則不一定在這同一時(shí)刻也出現(xiàn)幅度低的現(xiàn)象，經(jīng)相應(yīng)的合并電路后，得到一路信號(hào)幅度較大、信噪比最佳的總的接收天線輸出信號(hào)，這樣就降低了信道衰落的影響，改善了傳輸?shù)目煽啃浴?br>
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，以增加接收信號(hào)的信噪比，簡(jiǎn)化合并及均衡策略，提高無(wú)線通信系統(tǒng)性能。為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，包括下變頻單元、信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元；其中下變頻單元將天線接收下的射頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字復(fù)基帶信號(hào)，復(fù)基帶信號(hào)送入信道估計(jì)單元估計(jì)出信道參數(shù)，信道參數(shù)送入時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元取其時(shí)間反轉(zhuǎn)共軛式后對(duì)復(fù)基帶信號(hào)進(jìn)行卷積處理，各天線將時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后的復(fù)基帶信號(hào)送分集合并單元進(jìn)行合并。上述基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置還進(jìn)一步包括有混頻單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，混頻單元將天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號(hào)，模擬中頻信號(hào)送模數(shù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)中頻采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，數(shù)字中頻信號(hào)送入下變頻單元。上述基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置還進(jìn)一步包括有時(shí)鐘單元，時(shí)鐘單元為信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元提供時(shí)鐘，以使上述各單元實(shí)現(xiàn)同步操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn)(I)增強(qiáng)了合并后的信號(hào)信噪比現(xiàn)在多天線接收合并技術(shù)是分別選擇各天線接收多徑信號(hào)中較強(qiáng)的一個(gè)路徑信號(hào)進(jìn)行合并的，而本實(shí)用新型將各天線接收信號(hào)與其信道時(shí)間反轉(zhuǎn)式卷積，利用時(shí)間反轉(zhuǎn)的聚焦特性，可以將多個(gè)路徑的信號(hào)疊加在一起，實(shí)現(xiàn)多徑分集，從而增強(qiáng)最終合并輸出的信噪比；(2)無(wú)需進(jìn)行均衡多徑傳播在碼元周期與傳播延時(shí)相當(dāng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生碼間干擾，需要采用均衡技術(shù)來(lái)消除碼間干擾，采用時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)將多個(gè)路徑的信號(hào)聚焦到一起的同時(shí)，也就消除了各路徑間的相互干擾；(3)簡(jiǎn)化了合并技術(shù)等增益合并需要調(diào)整各天線接收信號(hào)的相位，采用時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后，各天線的接收信號(hào)會(huì)聚焦到相同的相位，直接相加就可實(shí)現(xiàn)等增益合并。

圖I為基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收方法的原理圖；圖3為基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收誤比特率Vs SNR曲線；圖4為基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收誤比特率Vs SIR曲線。
具體實(shí)施方式
一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置如圖I所示，其主要由混頻單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、下變頻單元、信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元、分集合并單元和時(shí)鐘單元組成。混頻單元將天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號(hào)，模擬中頻信號(hào)送模數(shù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)中頻采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，數(shù)字中頻信號(hào)送下變頻單元，下變頻單元將數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字復(fù)基帶信號(hào)，復(fù)基帶信號(hào)送入信道估計(jì)單元估計(jì)出信道參數(shù)，信道參數(shù)送入時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元取其時(shí)間反轉(zhuǎn)共軛式后對(duì)復(fù)基帶信號(hào)進(jìn)行卷積處理，各天線將時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后的復(fù)基帶信號(hào)送分集合并單元進(jìn)行合并，時(shí)鐘單元為信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元提供時(shí)鐘，以使上述各單元實(shí)現(xiàn)同步操作。本實(shí)用新型可以通過(guò)上述各獨(dú)立的功能模塊構(gòu)建而成；也可以經(jīng)由FPGA實(shí)現(xiàn)下變頻單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元、及對(duì)模數(shù)轉(zhuǎn)換單元的控制，由DSP實(shí)現(xiàn)信道估計(jì)單元和分集合并單元；甚至可以直接將各天線接收信號(hào)數(shù)字化送入計(jì)算機(jī)，以軟件的方式實(shí)現(xiàn)下變頻單元、信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元。上述基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置實(shí)現(xiàn)的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收方法，如圖2所示，包括如下步驟(I)對(duì)于同一信源發(fā)射的信號(hào)，多天線分集接收中第k個(gè)天線接收的射頻信號(hào)表達(dá)式為yk (t) = sb (t)ej2Mfct hk 0)① 式中Sb(t)為發(fā)射的復(fù)基帶信息；fc為載波頻率表示卷積運(yùn)算；hk(t)為多徑衰落信道的沖擊響應(yīng)，其表達(dá)式為
權(quán)利要求1.一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，其特征是包括下變頻單元、信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元；其中下變頻單元將天線接收下的射頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字復(fù)基帶信號(hào)，復(fù)基帶信號(hào)送入信道估計(jì)單元估計(jì)出信道參數(shù)，信道參數(shù)送入時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元取其時(shí)間反轉(zhuǎn)共軛式后對(duì)復(fù)基帶信號(hào)進(jìn)行卷積處理，各天線將時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后的復(fù)基帶信號(hào)送分集合并單元進(jìn)行合并。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，其特征是還進(jìn)一步包括有混頻單元和模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，混頻單元將天線接收的射頻信號(hào)經(jīng)混頻后轉(zhuǎn)換成模擬中頻信號(hào)，模擬中頻信號(hào)送模數(shù)轉(zhuǎn)換單元經(jīng)中頻采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，數(shù)字中頻信號(hào)送入下變頻單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，其特征是還進(jìn)一步包括有時(shí)鐘單元，時(shí)鐘單元為信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元提供時(shí)鐘，以使上述各單元實(shí)現(xiàn)同步操作。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的多天線分集接收裝置，包括下變頻單元、信道估計(jì)單元、時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元和分集合并單元；其中下變頻單元將天線接收下的射頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字下變頻轉(zhuǎn)換為數(shù)字復(fù)基帶信號(hào)，復(fù)基帶信號(hào)送入信道估計(jì)單元估計(jì)出信道參數(shù)，信道參數(shù)送入時(shí)間反轉(zhuǎn)處理單元取其時(shí)間反轉(zhuǎn)共軛式后對(duì)復(fù)基帶信號(hào)進(jìn)行卷積處理，各天線將時(shí)間反轉(zhuǎn)處理后的復(fù)基帶信號(hào)送分集合并單元進(jìn)行合并。本實(shí)用新型能夠增加接收信號(hào)的信噪比，簡(jiǎn)化合并及均衡策略，提高無(wú)線通信系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04B7/08GK202395770SQ201120546338
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者丁勇, 徐婷, 歐陽(yáng)繕, 蔣留兵, 謝躍雷 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)