在無(wú)線通信領(lǐng)域,根據(jù)無(wú)線信道信息,基于每個(gè)天線既可以作為傳輸天線又可以作為接收天線的設(shè)備前提下,通過(guò)靈活雙工通信靈活選擇多天線陣列的接收和發(fā)送天線組合,選擇出最優(yōu)傳輸速度的狀態(tài)的技術(shù)。
背景技術(shù):
::全雙工通信(Full-Duplex)作為一門新興技術(shù),在一定程度上提高無(wú)線傳輸速率,而在無(wú)線通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。全雙工通信:一種新的無(wú)線傳輸設(shè)備的傳輸模塊和接收模塊同時(shí)工作的工作模式.接收模塊在接收其目標(biāo)設(shè)備的傳輸模塊的發(fā)射信號(hào)時(shí),除了受到其他設(shè)備的發(fā)射信號(hào)干擾以外,同時(shí)也會(huì)受到來(lái)自自己的發(fā)射端的發(fā)射信號(hào)干擾。在多天線傳輸模型下,單純的全雙工通信模式可能由于一方通信環(huán)境不佳傳輸天線之間自干擾嚴(yán)重降低通信速率,而導(dǎo)致傳輸質(zhì)量下降.為解決相關(guān)問(wèn)題,我們?cè)诙嗵炀€傳輸模型中(例如A設(shè)備為M根天線,B設(shè)備為N根天線,且每一根天線既可以作為傳輸天線工作,也可以作為接收天線工作),基于通過(guò)導(dǎo)頻傳輸估計(jì)得到的傳輸信道信息,靈活調(diào)節(jié)每一根天線的工作模式(接收/發(fā)射),選擇出傳輸速率最優(yōu)的傳輸模式和傳輸矩陣(傳輸矩陣:即在M*N的天線中,通過(guò)1表示天線作為傳輸天線,0表示接受天線,的一個(gè)狀態(tài)矩陣),充分提高信道的傳輸效率。本技術(shù)方案主要設(shè)計(jì)目的在不增加傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜度的情況下,通過(guò)在(M*N)的天線矩陣中通過(guò)估計(jì)天線傳輸信道選擇最佳的傳輸模式和傳輸矩陣的以減少自干擾的影響進(jìn)而提高系統(tǒng)的傳輸速度。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素::目前已經(jīng)有的關(guān)于全雙工通信效率提升方案主要是關(guān)注在于如何更好的消除自干擾,降低殘余自干擾.但是沒(méi)有考慮過(guò)通過(guò)靈活的調(diào)節(jié)天線傳輸矩陣選擇最佳的傳輸模式進(jìn)而有效提高信道的傳輸質(zhì)量。X-Duplex是基于系統(tǒng)傳輸信道條件已知的情況下,在M*N的天線矩陣中,選擇其中一部分天線作為接收單元,另外一部分天線作為發(fā)射單元,通過(guò)合理的天線工作狀態(tài)選擇最佳的通信傳輸模式.該發(fā)明描述一種在不提高系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下通過(guò)避免嚴(yán)重自干擾來(lái)提高信道的傳輸速度的方式。具體實(shí)施方式:本發(fā)明設(shè)計(jì)的主要場(chǎng)景在于傳輸斷有M根天線接收端有N根天線的傳輸設(shè)備對(duì)進(jìn)行設(shè)備直傳,通過(guò)導(dǎo)頻傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行估計(jì)信道,依據(jù)信道信息判斷哪些天線作為發(fā)射端,哪些天線作為接收端,選擇最佳的傳輸方式,從而提高信道的傳輸效率。以傳統(tǒng)的2*2天線陣列為例,假設(shè)A設(shè)備有A1,A2兩根天線,B設(shè)備有B1,B2兩根天線.那么他們一共有6種傳輸模式:MIMO:A設(shè)備全部作為發(fā)射端,B設(shè)備全部作為接收端.該種狀態(tài)主要選擇在自干擾過(guò)于強(qiáng)烈的情況下.避免自干擾的方式。Full-Duplex:A和B設(shè)備各選擇一根天線作為接收端,一根天線作為發(fā)送端.具體選擇天線進(jìn)行通信,依據(jù)具體的信道條件.可以將4種通信模式都嘗試一遍,然后進(jìn)行比較選擇最佳的通信模式。詳細(xì)的M*N多天線靈活雙工系統(tǒng)的操作流程如下:1、信道收集階段:步驟1:傳輸天線:依據(jù)具體的傳輸情況以及之前的天線信道信息,設(shè)計(jì)合適的導(dǎo)頻步驟2:對(duì)于天線設(shè)計(jì)出合適的導(dǎo)頻信號(hào)之后,按序進(jìn)行導(dǎo)頻傳輸,測(cè)算相應(yīng)的信道信息.比如當(dāng)A設(shè)備的第一根天線發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào),那么相應(yīng)的A的相鄰天線可以估計(jì)天線之間的自干擾信號(hào),并且B設(shè)備上設(shè)備可以計(jì)算得到所有的傳輸信道信息.總歸需要輪訓(xùn)M+N個(gè)導(dǎo)頻階段,才能獲得所有M+N根天線之間的信道信息。2、傳輸狀態(tài)選擇:當(dāng)收集完成該階段內(nèi)所有信道的信道信息,包括傳輸信道hai.bj和自干擾信道hI.aij.其中hai.bj表示a設(shè)備的第i根天線到b設(shè)備的第j根天線之間的傳輸信道,而hI.aij則代表A設(shè)備中第i根天線對(duì)第j根天線的自干擾信道。當(dāng)收集了所有的傳輸信道之后,通過(guò)分配不同天線的功能身份,分配不同的天線為接收端,一些天線為發(fā)射端,設(shè)計(jì)不同的傳輸矩陣。依據(jù)所有的信道信息,將2^M次方中傳輸模式測(cè)試一遍計(jì)算得到所有天線最佳的工作模式。X-Duplex示例:我們以2*2的天線矩陣進(jìn)行設(shè)計(jì),如上所說(shuō)明首先在信道信息采集階段,我們獲取信道的信息,包括傳輸信道ha1.b1,ha1.b2,ha2.b1,ha2.b2以及自干擾信道hI.a12,hI.b12。然后進(jìn)入通信狀態(tài)選擇階段,天線一共有6中工作模式我們分別列出其中的工作模式其中是MIMO工作模式下,A1,A2為發(fā)射端,B1,B2為接收端,其傳輸矩陣是:ha1.b1ha1.b2ha2.b1ha2.b2.]]>還有FullDuplex工作模式:比如A1作為發(fā)射端A2作為接收端,B1作為發(fā)射端,B2作為接收端。ha1.b1hI.a12hI.b12hb2.a2.]]>對(duì)于FullDuplex,我們選擇不同的天線作為接收端,不同的天線作為發(fā)射端,可以得到不同的傳輸狀態(tài)。在這些傳輸狀態(tài)中,選擇傳輸速度最快的作為選擇的傳輸模式.基于該傳輸選擇方法,我們進(jìn)行了仿真模擬,得到我們的方案在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下有較為明顯的傳輸速率上的增益。附圖說(shuō)明:圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)模型示意圖,表示了兩個(gè)設(shè)備切換在不同模式下的工作狀態(tài)圖.其中hai.bi代表的是A設(shè)備第i根天線到B設(shè)備第i根天線的傳輸信道.相應(yīng)的hai.bj代表的是A設(shè)備第i根天線到B設(shè)備第j根天線的傳輸信道.而hI.aij代表的是A設(shè)備第i根天線到A設(shè)備第j根天線的自干擾傳輸信道.其中天線工作狀態(tài)選擇器會(huì)根據(jù)信道信息設(shè)計(jì)每根天線是應(yīng)該處于發(fā)射狀態(tài)還是接收狀態(tài)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3