[发明专利]MIMO系统中全双工天线的选择方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种MIMO系统中全双工天线的选择方法。

背景技术

传统的无线通信系统运用了频分或时分的方法来实现双向通信，这就需要将时间或频率资源划分成正交区域；尽管对于通信效果而言，目前的技术已经可以让数据双向传递，但因其运用了频分或时分的方法，其本质仍为半双工无线通信系统。如果采用全双工通信系统以实现信息在同时同频下进行双向传输，其最大难点在于，对有用信号而言，在量化时会产生很大的量化噪声，使通信变得异常困难。近年来通过不断的研究，越来越多的学者对于全双工通信进行了多种尝试，提出全新的天线设计方法，运用干扰消除技术，使全双工天线变为可能。

MIMO（Multiple-In Multiple-Out，多输入多输出）技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破，其能在不增加带宽的情况下，成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。MIMO技术利用了无线信道多径传播的固有特性：如果在发送端与接收端同时采用多天线系统，只要天线间单元间距足够大，无线信道散射传播的多径分量足够丰富，各对发/收天线单元间的多径衰落就趋于独立，即各对等效的发/收天线间的无线传输信道趋于独立，这些同频率、同时间的子信道趋于相互正交。在具有M副发射天线与N副接收天线的MIMO系统中，发射数据流S被映射为M路子数据流，在调制与射频前端处理后以相同的频率分别经M副天线同时发射出去；经无线信道的散射传播，这些并行子数据流从不同路径到达接收机，由N副天线接收；接收机采用先进的信号处理技术对各接收信号联合处理，可恢复出原始数据流。

作为一项新技术，全双工天线目前的研究仅限于单发单收的系统，然而，第四代移动通信的推出已经说明MIMO系统越来越成为主流技术，将全双工天线与MIMO系统结合，可以进一步提高信道利用率，但是在MIMO系统中，基于全双工天线配对的不确定性，如何选择具有增益方案的天线搭配，现有技术中还没有确实可行的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种MIMO系统中全双工天线的选择方法，以实现在MIMO系统中全双工天线的选择，增进系统增益，提高频谱效率和系统容量。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种MIMO系统中全双工天线的选择方法，包括以下步骤：

S1、在全双工天线系统中，对通信两端各自的接收天线分别进行自干扰消除，获得相应的自干扰信道；

S2、分别对所述通信两端各自的接收天线所接收的信号进行均衡处理，得到其对应发送天线的后处理信号；

S3、当所述通信两端各自的接收天线分别对应的自干扰信道分布满足独立同分布的莱斯分布时，计算所述通信两端各自发送天线的后处理信号与干扰加噪声比；

S4、以所述通信两端各自发送天线的后处理信号与干扰加噪声比为基础，基于天线选择准则，遍历所述通信两端之间所有的天线配对，确定最终的天线搭配方案。

优选的，所述步骤S1进一步包括计算通信两端各自的接收天线分别对应的自干扰消除系数，所述自干扰消除系数为通信两端各自的接收天线分别进行自干扰消除后的信道能量与进行自干扰消除前的信道能量的比值，所述干扰消除系数随采取的自干扰消除模式而定。

优选的，所述步骤S1进一步包括：

S11、在全双工天线系统中，获取端点A/B之间的信道矩阵H_HD，所述端点A包括m个全双工射频通道，所述端点B包括n个全双工射频通道，所述端点A/B为全双工天线系统中的通信双方；

S12、分别获取端点A发送到端点B的信道矩阵H_FD1和端点B发送到端点A的信道矩阵H_FD2；

S13、对端点A/B的接收天线分别进行自干扰消除，获得相应的自干扰信道H_I，1和H_I，2，计算端点A/B的接收天线其对应的自干扰消除系数β₁和β₂。

优选的，所述步骤S13进一步包括：

当对端点A/B的接收天线分别进行数字干扰消除时，若β_DC，i≥0,则需要对端点A/B的接收天线同时进行数字和模拟干扰消除，则：