[发明专利]基于MIMO-OFDM、协作、认知的无线设备及通信方法

摘要

本发明提出一种基于MIMO‑OFDM、协作、认知的无线设备的通信方法，包括认知识别环境信号；根据认知无线的环境信号在多用户环境中通过一定规则共享其他用户天线，获得全部的空间分集增益效果；通过利用认知识别的环境信号在多用户环境中通过一定规则共享其他用户天线的步骤，实现通信装置与该通信对方之间的传播路径的通信估计矩阵的矩阵式不为0的天线组合，达到无缝连接通信的效果。本发明结合了MIMO‑OFDM技术、协作通信技术和认知识别技术，解决了无线通信过程中信号衰落严重，传输速率和通信质量，通信连接方式间断的问题，大大加强了通信传输能力。

主权项

1.一种基于MIMO‑OFDM、协作、认知的无线设备，其特征在于：包括多输入多输出模块、正交频分复用接收器、协作通信模块和认知无线电模块，所述认知无线电模块、所述协作通信模块和所述多输入输出模块及正交频分复用接收器依次通信连接；所述认知无线电模块包括依次通信连接的认知信号获取装置、信号识别传输装置、无线环境鉴别处理器以及无线信号输出装置；其中，所述认知信号获取装置包括光学传感器、声学传感器、电信号成像器，并通过所述光学传感器、声学传感器、电信号成像器获取环境实时图像；所述认知信号获取装置通过所述光学传感器、声学传感器或/和电信号成像器获取环境实时图像，通过所述信号识别传输装置将相关的环境实时图像传输到所述无线环境鉴别处理器，根据获取的视觉信息进行信号特征检测以及目标识别，将提取出的信号特征和目标信息导入到无线环境鉴别处理器的数据库，根据导入到数据库的信号特征和目标信息分析、判断目前无线环境，根据判断目前无线环境制定通信方案，最后通过无线信号输出装置输出通信方案；再通过无线信号输出装置输入到至少两个协作装置；所述协作通信模块包括选择装置以及确定装置，所述选择装置用于选择至少两个协作装置，所述确定装置用于确定重传的至少两个信号特征，所述的至少两个信号特征与所述至少两个协作装置一一对应；所述协作通信模块还包括有信号发送器，用于向所述至少两个协作装置发送所述选择的信号；由选择装置选择至少两个协作装置，然后由确定装置确定是否重传的至少两个信号特征，所述的至少两个信号特征与所述的至少两个协作装置一一对应；通过协作通信模块利用无线信道的广播特性，允许单天线终端设备在多用户环境中通过一定规则共享其他用户的天线，形成虚拟天线阵列，使得同一信息能够通过不同的独立无线信道到达接收端；并通过协作通信模块提供全部的空间分集增益效果，即n个参与协作通信的节点所提供的空间分集增益等同于信源节点具有n个独立的发射天线所提供的空间分集增益；所述多输入多输出模块包括多输入多输出信号处理单元、发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别通信连接所述多输入多输出信号处理单元；所述发射端包括第一天线单元、第二天线单元，所述接收端包括第三天线单元和第四天线单元，所述第一天线单元和第二天线单元设置在一条直线上，所述第三天线单元和第四天线单元位于所述直线外的同一侧，所述第一天线单元、第二天线单元，第三天线单元和第四天线单元均与所述多输入多输出信号处理单元连接；通过所述第一天线单元、第二天线单元，第三天线单元和第四天线单元将接收到的信号输入到多输入多输出信号处理单元，由多输入多输出信号处理单元进行信道估计值的计算；所述发射端发射两个通信流时，由多输入多输出信号处理单元从第一天线单元、第二天线单元、第三天线单元和第四天线单元的输出中选择任意两个输出，实现无缝通信连接。