[发明专利]一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统。

背景技术

MIMO(Multi-input Multi-output，多输入多输出)系统相对于SISO(Single-input Single-output，单输入单输出)系统，可以增加信道容量。无线MIMO系统假设信道为瑞利衰落：信道没有直达径，而是具备丰富的多径。此时，MIMO信道的容量可以根据天线的数量线性增加。

对于微波信道而言，通常系统具有较强的直达径，此时信道可以被模拟成莱斯衰落。在莱斯衰落信道下，信道矩阵通常为低秩状态，即部分MIMO信道矩阵特征值λ_i为0，根据香农公式其中λ_i为MIMO信道矩阵特征值，P_T为平均信号功率，σ²为噪声功率，n_T为发送天线个数，r为接收天线的个数，B为信号带宽，C为信道容量，低秩状态下MIMO系统的容量不能得到充分发挥。MIMO系统中的条件数定义为信道矩阵的最大特征值与最小特征值之间的比值，条件数越大，信道的奇异性越强，条件数越小，即越接近1，MIMO系统的正交性越好。对于莱斯信道下的MIMO系统，当天线间隔为瑞利距离时，MIMO系统的多个子信道可以保持正交性能，信道的条件数接近1，从而支持多数据流独立传输。

目前有两种实现微波多输入多输出的方案：

第一种，在微波基站1和微波基站2之间加入中继基站，通过中继基站的转发产生相互独立的传输路径，从而增加信道容量。这种方案的实质是增加了一条独立的发送路径，使得信道相关性趋近于0。

第二种，收发机3的天线之间的间隔为瑞利间隔，收发机4的天线之间的间隔也为瑞利间隔。这样使得MIMO信道的相关性趋于0，从而增加信道容量。对于30GHz频段而言，传输2km的条件下，所需要的瑞利距离为3m，此时天线阵的面积较大，不易于实现。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

第一种方案需要额外的中继基站提升微波MIMO系统容量，硬件成本较高，并且中继基站所选的位置也非常关键，组网的难度较大；

第二种方案收发机天线之间的间隔较大，天线阵列的面积较大，天线阵列不易于实现。

发明内容

为了在实现微波MIMO时避免使用额外的硬件，减小天线阵列的面积，本发明实施例提供了一种实现微波多输入多输出的方法、设备和系统。

所述技术方案如下：

一种实现微波多输入多输出的设备，所述设备包括发送信道校正模块；

所述发送信道校正模块包括：发送能量分配器和发送耦合器；

所述发送能量分配器，用于按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；

所述发送耦合器，用于按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送。

一种实现微波多输入多输出的设备，所述设备包括接收信道校正模块；

所述接收信道校正模块包括：接收能量分配器和接收耦合器；

所述接收能量分配器，用于按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；

所述接收耦合器，用于按照第二相位参数对各路子接收信号进行相位处理，从M路接收信号中各选取一路相位处理后的子接收信号进行叠加，分别得到M路输出信号。

一种实现微波多输入多输出的方法，所述方法包括

按照第一能量分配参数将N路发送信号中的每一路发送信号分解成与发送天线数量相同份数的子发送信号，发送天线数量为N，N为大于1的自然数；

按照第一相位参数对各路子发送信号进行相位处理，从N路发送信号中各选取一路相位处理后的子发送信号进行叠加，分别得到N路输出信号，将N路输出信号分别通过N个所述发送天线进行发送。

一种实现微波多输入多输出的方法，所述方法包括

按照第二能量分配参数将M路接收信号中的每一路接收信号分解成与接收天线数量相同份数的子接收信号，接收天线数量为M，M为大于1的自然数；