基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇合并分集方法，包括L個用于接收信號的獨立天線，L>1，所述每個天線通過射頻電纜分別連接到可重構(gòu)功率合成器的不同的射頻輸入端口，每個天線收到的射頻信號在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部按照不同的權(quán)值組合成為一路信號，從可重構(gòu)功率合成器輸出口輸出。與傳統(tǒng)的選擇性合并分集相比，該分集方法能夠提供更多的選擇通道，從而得到更好信噪比的信號。本發(fā)明在保持原有的分集天線數(shù)量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)更多的通道選擇，改善信噪比，降低誤碼率。
【專利說明】基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于無線通信領(lǐng)域一種新的分集方法，具體地，涉及一種基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法。
【背景技術(shù)】
[0002]分集技術(shù)是一種用來補(bǔ)償信道衰落的技術(shù)，可以用相對低廉的投資就可以大幅度改進(jìn)無線鏈路性能。它通常是使用兩個或者更多的接收天線來實現(xiàn)。選擇性合并是最簡單的分集，它只需要使用到一個接收機(jī)。
[0003]傳統(tǒng)的選擇性合并，是在射頻前端采用開關(guān)實現(xiàn)接收天線的選擇。對于L個(L>I)接收天線，由于采用射頻開關(guān)，所以每次只能選擇單獨一個天線進(jìn)行接收。接收通道的數(shù)量等于L個。傳統(tǒng)的選擇性合并從這L個信道中選擇信噪比最大的通道。這種合并方式并沒有充分利用各分集天線的信號，如果不同天線的信號可以相互組合，可以得到更多的接收通道數(shù)目，從而可能得到更好的信噪比，降低誤碼率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，在相同的信道條件下，誤碼率明顯低于傳統(tǒng)的選擇性
I=I TT O
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方法如下:
[0006]一種基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，包括L個用于接收信號的獨立天線，L>1，所述每個天線通過射頻電纜分別連接到可重構(gòu)功率合成器的不同的射頻輸入端口，每個天線收到的射頻信號在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部按照不同的權(quán)值組合成為一路信號，從可重構(gòu)功率合成器輸出口輸出。
[0007]優(yōu)選地，所述每個天線的接收信號通道的權(quán)值為O或I。
[0008]優(yōu)選地，所述L個獨立天線提供21-1種不同的權(quán)值組合情況。
[0009]優(yōu)選地，通過檢測器對21-1種情況下的合成信號的信噪比進(jìn)行檢測，選擇合成信號的信噪比最大的情況的各射頻信號通道所對應(yīng)的權(quán)值為最終權(quán)值。
[0010]優(yōu)選地，在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部根據(jù)最終權(quán)值選擇各射頻通道的通斷，將選擇的合成路徑的信號從可重構(gòu)功率合成器輸出端口輸出，進(jìn)入接收機(jī)。
[0011]本發(fā)明所采用的基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，該分集方法是在射頻前端采用可重構(gòu)功率合成器代替原有的射頻開關(guān)實現(xiàn)多天線選擇性合并分集。與傳統(tǒng)的選擇性合并分集相比，該分集方法能夠提供更多的選擇通道，從而得到更好信噪比的信號。本發(fā)明在保持原有的分集天線數(shù)量的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)更多的通道選擇，改善信噪t匕，降低誤碼率。
【專利附圖】

【附圖說明】[0012]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0013]圖1為本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0014]圖2為本發(fā)明可重構(gòu)功率合成器一實施例的結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的實施例與傳統(tǒng)選擇性合并相比的性能。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]請參閱圖1，基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法實施例圖。
[0018]4個獨立天線用于接收信號，所述每個天線通過射頻電纜分別連接到可重構(gòu)功率合成器的不同的射頻輸入端口，可重構(gòu)功率合成器的實施方法可以參見Y.Chung和R.Song等人在國際期刊電子快報(Electronics Letters)的文章“兩種工作模式的功率路徑:兩通道的威爾金森功率分配器和單獨一路的通道(Power routing schemewith dual operating modes:two-way Wilkinson divider and one-way signal path，ISSN0013-5194，2004年I月22日”提出了一款可重構(gòu)功率合成器。該可重構(gòu)功率合成器的結(jié)構(gòu)如圖2所示，在傳統(tǒng)的威爾金森功率合成器上通過兩個微帶耦合線和6個射頻開關(guān)，實現(xiàn)可重構(gòu)功率合成器。當(dāng)S1-S5全部閉合，實現(xiàn)端口 I和端口 2同時導(dǎo)通，對應(yīng)于“11”。當(dāng)SI，S2，S3，S5斷開，S4閉合，實現(xiàn)端口 I導(dǎo)通，而端口 2隔離，對應(yīng)于“10”。當(dāng)SI，S3，S4，S5斷開，S2閉合，實現(xiàn)端口 2導(dǎo)通，而端口 I隔離，對應(yīng)于“01”。若要實現(xiàn)4路可重構(gòu)功率合成器，可進(jìn)行兩級可重構(gòu)功率合成器級聯(lián)，即三個兩路可重構(gòu)功率合成器實現(xiàn)4路可重構(gòu)功率合成器。
[0019]每個天線收到的射頻信號在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部按照不同的權(quán)值組合成為一路信號，4個天線的編號分別為天線1、天線2、天線3和天線4，分別與可重構(gòu)功率合成器的輸入端口 1、輸入端口 2、輸入端口 3和輸入端口 4用射頻電纜線相連，可重構(gòu)功率合成器的權(quán)值組合說明如下:
[0020]可重構(gòu)功率合成器的輸出端口的輸出射頻信號來自于單獨一個天線的情況:單獨天線I的權(quán)值記為1000，單獨天線2的權(quán)值記為0100，單獨天線3的權(quán)值記為0010，單獨天線4的通道記為0001 ；
[0021]可重構(gòu)功率合成器的輸出端口的輸出射頻信號來自于兩個天線合成的情況:天線I與天線2合成的權(quán)值記為1100，天線I與天線3合成的權(quán)值記為1010，天線I與天線4合成的權(quán)值記為1001，天線2與天線3合成的權(quán)值記為0110，天線2與天線4合成的權(quán)值記為0101，天線3與天線4合成的權(quán)值記為0011 ；
[0022]可重構(gòu)功率合成器的輸出端口的輸出射頻信號來自于三個天線合成的情況:天線1、天線2和天線3合成的權(quán)值記為1110，天線1、天線2和天線4合成的權(quán)值記為1101，天線2、天線3和天線4合成的權(quán)值記為0111 ;
[0023]可重構(gòu)功率合成器的輸出端口的輸出射頻信號來自于四個天線合成的情況:天線1、天線2、天線3和天線3合成的權(quán)值記為1111。
[0024]所以對應(yīng)于4個接收天線，通道數(shù)量為15個，對應(yīng)的權(quán)值的組合為15個。
[0025]通過檢測器對15種情況下的合成信號的信噪比進(jìn)行檢測，選擇合成信號的信噪比最大的情況的各射頻信號通道所對應(yīng)的權(quán)值為最終權(quán)值。
[0026]在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部根據(jù)最終的權(quán)值選擇各射頻通道的通斷，將選擇的合成路徑的信號從可重構(gòu)功率合成器輸出端口輸出，進(jìn)入接收機(jī)。
[0027]如圖3所示是本實施例的仿真得到的平均信噪比與誤碼率的關(guān)系圖。本實施例是采用BPSK調(diào)制，平坦的瑞利衰落信道模型下各個接收天線是不相關(guān)的，且假設(shè)發(fā)送“O”和“I”的概率相等，天線的個數(shù)L分別為2、4、6，仿真樣本數(shù)量為108。橫坐標(biāo)的信噪比代表單獨一個天線接收時的平均信噪比。從圖中可以看出，基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法在相同的信道條件下，誤碼率明顯低于傳統(tǒng)的選擇性合并。
[0028]以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，其特征在于:包括L個用于接收信號的獨立天線，L>1，所述每個天線通過射頻電纜分別連接到可重構(gòu)功率合成器的不同的射頻輸入端口，每個天線收到的射頻信號在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部按照不同的權(quán)值組合成為一路信號，從可重構(gòu)功率合成器輸出口輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，其特征在于:所述每個天線的接收信號通道的權(quán)值為O或I。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，其特征在于:所述L個獨立天線提供21-1種不同的權(quán)值組合情況。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，其特征在于:通過檢測器對21-1種不同的權(quán)值組合情況下的合成信號的信噪比進(jìn)行檢測，選擇合成信號的信噪比最大的情況的各射頻信號通道所對應(yīng)的權(quán)值為最終權(quán)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于可重構(gòu)功率合成器的多天線選擇性合并分集方法，其特征在于:在可重構(gòu)功率合成器內(nèi)部根據(jù)最終權(quán)值選擇各射頻通道的通斷，將選擇的合成路徑的信號從可重構(gòu)功率合成器輸出端口輸出，進(jìn)入接收機(jī)。
【文檔編號】H04B7/08GK103607229SQ201310489418
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】范海軍, 耿軍平, 劉明明, 金榮洪, 梁仙靈 申請人:上海交通大學(xué)