[发明专利]一种提高多输入多输出超宽带系统抗干扰的方法

说明书

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种提高多输入多输出超宽带系统抗干扰的方法，包括：RASK调制激活一根目标接收天线，将发射天线阵列形成空间波束；发射端对信号进行时间反演处理，归一化后聚焦发射信号到达目标接收天线；接收端采用最大接收功率检测算法正确地检测出天线索引，估计出比特序列。本发明的方法可以充分利用时间反演和RASK调制的特点，不仅有效地降低多天线干扰和多径干扰，同时能降低接收端的检测复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种提高多输入多输出超宽带系统抗干扰的方法。

背景技术

超宽带(ultra wide band，UWB)技术自21世纪初期民用以来得到了快速发展，利用极窄的脉冲传输信息，使其具有多径分辨力强、功耗低、成本低等优势，因此逐渐成为最具潜力的新型短距离无载波通信技术之一。随着对数据传输速率和吞吐量需求的持续增长，多输入多输出UWB(multiple input multiple output UWB，MIMO-UWB)通信系统得到了广泛关注。MIMO-UWB系统具有许多优势的同时也有一些不足，其中重要的方面是多天线存在的信道间干扰(inter-channel interference，ICI)等问题以及多径效应引起的符号间干扰(inter-symbol interference，ISI)。

近年来研究发现，采用空间调制(Spatial Modulation，SM)方式在发射端激活一根发射天线，利用空域中天线索引来传输比特信息，能够消除MIMO系统中的多天线中的信道间ICI问题，例如PENG等人提出了一种基于SM的MIMO-UWB方案，通过采用最大比合并检测恢复信号实现了低检测复杂度，但UWB的多径效应引起的ISI造成误比特率(bit errorrate，BER)较高。HU等人提出了一种基于混沌空间调制的UWB方案，克服多天线问题的同时提高了系统的信道容量，但多径效应会使得系统性能下降。BAI等人提出了一种基于正交互补码的SM-UWB方案，采用正交互补码扩展频谱从而提高利用率在一定程度上缓解了多径效应，但是接收端复杂度较高。总而言之，这些现有技术都能在一定程度上解决多天线存在的信道间干扰问题；但是对于多径效应却并没有得到有效地解决。

对于多径效应引起的符号间干扰，一般是采用时间反演(time reversal，TR)技术来减少多径效应引起的ISI，TR技术可以将经过多径传输后的信号在空域和时域上实现能量聚焦，具有空时聚焦特性，利用空时聚焦特性就可以减少多径效应引起的ISI，同时，TR还可以收集UWB通信系统中分散的多径分量实现能量聚焦，还能够降低接收端的复杂度，最终能够有效提高系统的抗干扰性。

然而在接收天线移位键控(receive antenna shift keying，RASK)调制方式中，不仅可以较好地解决通信系统中多天线干扰问题，而且由于在接收端选择一根天线作为目标天线对信号进行接收，可以简化接收机结构对本来接收端比较复杂的通信系统例如超宽带系统十分有用；但是由于RASK调制将发射天线阵列形成空间波束形成一种聚焦效果，需要一种能有效形成聚焦效果的技术进一步提高聚焦性，同时考虑到超宽带系统本身存在严重的多径干扰，而目前传统UWB系统中只单方面考虑了如何处理多天线干扰和多径干扰，然而在复杂多变的实际环境中具有一定的局限性，无法适应实际环境。

发明内容

为了能够提高多输入多输出超宽带系统的抗干扰性能，本发明提出了一种基于时间反演接收天线移位键控的MIMO-UWB(time reversal receive antenna shift keyingUWB，TR-RASK-UWB)方法，接收端利用RASK调制将发射天线阵列形成空间波束的同时，在发射端对发射信号采用时间反演将信道冲激响应序列取反得到信道冲激响应的反序列，从而产生聚焦特性。

本发明提出的一种提高多输入多输出超宽带系统抗干扰的方法，包括以下步骤：

S1、接收端利用接收天线移位键控调制在接收端激活一根天线作为目标接收天线，发射端所有天线则都对准目标接收天线，构成多输入单输出系统模型；