[发明专利]基于多天线的同频同时双工的通信方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及发射机天线选择、天线的信号调制方法和干扰消除结合的方法，具体涉及一种基于多天线的同频同时双工的通信方法和系统，属于无线通信领域。

背景技术

无线通信系统的一项基本任务是实现两个通信节点(A1和A2)的信息交互，信息的传输分为两个方向：(1)从A1到A2和(2)从A2到A1。如果一个通信节点采用两根天线，一根作为发射天线，另一根作为接收天线，通信节点在接收天线信号中消除来自自身发射天线的信号，则可以在同一频率和同一时隙中实现双向通信。这种通信方式称为同频同时双工。

发明内容

将同频同时双工系统扩展为每个通信节点采用多根天线发射和多根天线接收，并基于天线选择发射的信息调制技术，本发明提出了一种具有更高频谱效率的通信技术。

本发明的技术方案如下：

一种基于多天线的同频同时双工的通信方法，其特征在于，

每个通信节点配备至少两根天线，所述通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收；

发送信息时：一部分信息用于选择其中的一根天线作为发射天线；另一部分信息通过符号调制映射到被选中的那根发射天线上进行发射；该通信节点除发射天线以外的天线都作为接收天线；

接收信息时：接收天线从接收信号中消除本通信节点自身发射信号的干扰，然后判别对方通信节点的发射天线和发射符号，解调出所有信息。

所述的基于多天线的同频同时双工的通信方法，接收信息时，通过最大似然检测方法判别对方通信节点的发射天线和发射符号，具体方式是首先计算所有的欧氏距离，然后选出最小的欧氏距离，并将获得此值的信道和调制符号作为输出；其中，所述的欧氏距离定义为，接收信号r与根据导频估计出的对方通信节点中的任一根天线到本通信节点接收天线的信道h_j和任一调制符号s_k的乘积的差的模平方，即||r-h_j s_k||²。

所述的基于多天线的同频同时双工的通信方法，其所述通信节点除发射天线以外的任何一根天线都可以作为接收天线；接收天线需要从接收信号中消除本通信节点发射信号产生的干扰。

所述的基于多天线的同频同时双工的通信方法，发射信息流被分为两部分，一部分用于信号调制，一部分用于发射天线选择；用于信号调制的信息比特经过信道编码、调制形成发射天线上发射的信号；用于天线选择的信息比特每次有log₂M比特，由这部分信息控制选择哪根天线进行发射，其中M为该通信节点的天线数。

所述的基于多天线的同频同时双工的通信方法，对于配置M根天线的通信节点A1，选择m根天线发射，其中0<m<M，选择另外M-m中的一根或多根天线作为接收天线。

本发明同时提供一种基于多天线的同频同时双工的通信系统，包括多个通信节点，其特征在于，每个通信节点均包括发射信息流、天线选择单元、至少两根天线、干扰消除器和接收机；所述的通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收；

其中，

所述的发射信息流，是一串待发送给对方通信节点的比特序列；

所述的天线选择单元，用于选择所有天线中的一根作为发射天线，其它天线作为接收天线；

所述的干扰消除器，用于消除由本通信节点发射天线发射信号时传递到接收天线的干扰；

所述的接收机，用于解调对方通信节点发送的信息，包括信道信息和调制符号信息。

本发明的优点：本发明所述的方法，将部分信息调制在不同的天线上发射,提高了通信的带宽效率；通信节点将发射信号在除发射天线以外的天线上加以消除，从而使得这部分天线可以用于接收来自另一个通信节点同频同时信号，实现了同频同时双工的工作方式。利用上述两种手段的结合提高了频谱效率。

附图说明

图1通信节点示意图。

图2发射信息流示意图。

图3信号接收过程示意图。

图4系统容量比较。

具体实施方式

（一）通信节点

一个通信节点配备M根天线（M≥2），将信息映射到发射天线上，如果每次选一根天线发射，每次通过发射天线选择可以携带Γ=log₂M个比特信息。

通信节点在相同的频率和时间上进行发射和接收。该通信节点除发射天线以外的任何一根天线都可以作为接收天线。接收天线需要从接收信号中消除自身发射信号的干扰。