[发明专利]一种全双工信能同传天线模式切换收发机及收发方法

说明书

本发明提供一种全双工信能同传天线模式切换收发机，包括模式切换模块，用于依据和速率最大准则的自适应切换算法来切换收发机上各天线的工作模式；接收模块，用于当天线处于接收工作模式时，在天线接收到信号后，将接收的信号分割成两个部分，并将其中一部分用于信息处理，将另一部分用于能量采集；发送模块，用于当天线处于发送工作模式时，将处理后的待发送信号发送至各发送天线上进行发送；闲置模块，用于当天线处于闲置工作模式时，既不接收信号，也不发送信号。本发明还提供一种全双工信能同传天线模式切换收发方法，本发明优点：可实现传输性能的明显提升，同时可以最大化系统和速率。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种全双工信能同传天线模式切换收发机及收发方法。

背景技术

在目的节点或中继没有固定或稳定的能量来源时，节点还可通过采集信源发送的无线射频信号来获取能量，即无线能量采集技术，此技术提高了网络传输能效，并延长了无线网络的寿命，目前已受到学者们的广泛关注。节点可对传送能量与信息的信号进行相应的无线能量采集和信息解码操作，可实现信息和能量的同时传输，简称信能同传(SWIPT)。

在传统的SWIPT系统中，接收机仅针对单天线的接收信号进行信息处理与能量采集操作。为了收集到更多能量以保证可靠通信，学者们通常会利用多根天线来接收信号，然后统一送入时间分割或功率分割单元进行信息处理与能量采集，然而该方案却缺乏灵活性，未能有效挖掘多天线分集增益。

此外，现有的全双工MIMO系统收发天线的配置根据天线与发送和接收处理链路的连接方式的不同，可分为两种：共享天线和独立天线。在共享天线模式中，单根天线可同时发送和接收，由内置双工器区分收发信号。在独立天线模式中，单根天线只能发送或者接收，无法同时收发。独立天线又可分为固定独立天线和切换独立天线两种模式，其中，固定独立天线的发送或接收的功能固定，而切换独立天线则可自由切换。然而，共享天线和固定独立天线却无法充分利用多天线的独立空间衰落特性，影响了传输性能的提升。

发明内容

本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种全双工信能同传天线模式切换收发机，通过该收发机可解决传统的固定天线模式的全双工传输方案存在的影响性能提升的问题。

本发明是这样实现技术问题之一的：一种全双工信能同传天线模式切换收发机，所述收发机包括模式切换模块、接收模块、发送模块以及闲置模块；

所述模式切换模块，用于依据和速率最大准则的自适应切换算法来切换收发机上各天线的工作模式；

所述接收模块，用于当天线处于接收工作模式时，在天线接收到信号后，将接收的信号分割成两个部分，并将其中一部分用于信息处理，将另一部分用于能量采集；

所述发送模块，用于当天线处于发送工作模式时，将处理后的待发送信号发送至各发送天线上进行发送；

所述闲置模块，用于当天线处于闲置工作模式时，既不接收信号，也不发送信号。

进一步地，在所述接收模块中，所述将接收的信号分割成两个部分，并将其中一部分用于信息处理，将另一部分用于能量采集具体为：

将接收的信号通过时间分割模式分割成β_iT和(1-β_i)T两个部分，并将β_iT用于信息处理，将(1-β_i)T用于能量采集；其中，T表示第i根天线的一个信息码元的传输时隙，β_i表示功率分割因子，且0≤β_i≤1。

进一步地，在所述接收模块中，所述将接收的信号分割成两个部分，并将其中一部分用于信息处理，将另一部分用于能量采集具体为：