预信道智能天线MIMO发射装置及无线信号发射方法.pdf

本发明涉及通信技术。本发明解决了现有智能天线的发射波束一次仅能传输一路数据流的问题，提供了一种预信道智能天线MIMO发射装置及无线信号发射方法，其技术方案可概括为：预信道智能天线MIMO发射装置，包括多路信号发射支路及一个加法器，每一路信号发射支路包括一个复加权模块、一个调制器及一根天线，还包括一个加法器、多路信号输入端及与信号输入端数量相对应的输入复加权模块，每一路信号输入端都分别与一个与其对应的输入复加权模块连接，每一个输入复加权模块与一个加法器连接，加法器与所有信号信号发射支路连接。本发明的有益效果是，提高数据传输率，适用于数据传输系统。

权利要求书
1.   预信道智能天线MIMO发射装置，包括多路信号发射支路，每一路信号发射支路包括一个复加权模块、一个调制器及一根天线，其特征在于，还包括一个加法器、多路信号输入端及与信号输入端数量相对应的输入复加权模块，每一路信号输入端都分别与一个与其对应的输入复加权模块连接，每一个输入复加权模块与一个加法器连接，加法器与所有信号发射支路连接；
所述输入复加权模块用于对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作，然后传输给加法器；
所述加法器用于将所有输入复加权模块输出的复加权后的基带信号进行合并后传输给每一路信号发射支路进行发送。

2.   如权利要求1所述的预信道智能天线MIMO发射装置，其特征在于，所述输入复加权模块对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作是：输入复加权模块根据预设的复加权值或者根据反馈信息动态调整的复加权值，或者根据通过编程方式调整的复加权值对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作。

3.   预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、预信道智能天线MIMO发射装置中的信号输入端接收到输入的基带信号，将该基带信号传送给其对应的输入复加权模块进行复加权操作后再传送给加法器；
步骤2、加法器将其接收到的所有对应信号输入端传送来的复加权后的基带信号进行合并，然后传送给所有信号发射支路进行处理后发送。

4.   如权利要求3所述的预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，步骤1中，所述输入复加权模块进行复加权操作的方法为：输入复加权模块根据预设的复加权值对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作。

5.   如权利要求3所述的预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，步骤1中，所述输入复加权模块进行复加权操作的方法为：输入复加权模块根据情况或者根据反馈信息动态调整的复加权值对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作。

6.   如权利要求3所述的预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，步骤1中，所述输入复加权模块进行复加权操作的方法为：输入复加权模块根据通过编程方式调整的复加权值对信号输入端输入的基带信号进行复加权操作。

7.   如权利要求3所述的预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，步骤2中，所述处理为先进行复加权操作，再进行射频调制。

8.   如权利要求3所述的预信道智能天线MIMO无线信号发射方法，其特征在于，所述输入复加权模块采用滤波器代替。

说明书预信道智能天线MIMO发射装置及无线信号发射方法
技术领域
本发明涉及通信技术，特别涉及智能天线及MIMO无线传输技术。
背景技术
现有智能天线利用天线阵列在发射端产生定向波束使信号能量集中在特定的方向传输，因而使接收信号的信噪比大幅度提高，能明显改善无线通信系统的性能。图1是一种具有发射波束的现有智能天线系统的系统框图，在该系统中，发射端配置n根天线，输入端的信号或数据流x通过不同的复加权值w0,w1,......,wn‑1后进入调制器，产生共n路同一载波频率的射频信号，然后经n个天线同时发射出去，其中，n为大于等于2的正整数。
复加权值w0,w1,......,wn‑1的适当取值组合即可形成一个定向的发射波束，使输入端的信号或数据流x沿一个特定的方向传输，因此能使信号在同样的功率下传输距离更远；在同样的传输距离下接收端的信噪比更高。
接收端可以是一个普通的单天线接收机，也可以是一个天线阵列接收机，图1所示的接收端为一个天线阵列接收机，共配置k根接收天线，当k=1时即是单天线接收机。接收到的信号经解调后还原为基带信号，基带信号经优化合并及基带处理后就得到输出y，它是发射端数据流x的估计值，即在这里，优化合并的主要功能是将来自各路天线的且经历了不同信道的有用信号进行合理的叠加，以取得最大的输出信噪比。由于本发明技术主要在于对发射端的改进，因此对接收端的情况不再详细阐述。
但是上述的智能天线技术中，每个发射波束需要通过n个复加权值来实现，一个发射波束在同一时间仅能传输一路基带信号或数据流，波束的利用率比较低，这是现有智能天线技术存在的缺点。
现有的MIMO（多输入多输出）技术利用发射端与接收端的多天线的不同空间位置所形成的不同无线信道并行传输多路信号或数据流，能大幅度提高无线通信系统的数据传输率及吞吐量，是现代无线通信技术的一个重要发展，已经在通信领域内产生了极大的影响，具有广泛的应用价值。图2所示为现有MIMO无线通信系统的系统框图，发射端包括n路信号发射端及与信号发射端相对应的n个信号输入端，每一路信号发射端包括一个调制器及一根天线（这里忽略功率放大器及编码器），信号输入端输入的基带信号经调制器调制后传输给天线进行发送，发射端具有n路输入基带数据流x0,x1,…..,xn‑1及n根发射天线（n为正整数），xm∈{±1}(m=0,1,...,n‑1)，每路数据流xm经射频调制后，变为同一载波频率的高频信号，再由相应的天线Ant.m(m=0,1,...,n‑1)发射出去；接收端包括k根天线、k个解调器(这里忽略低噪声放大器)、基带信号处理模块及n个信号输出端，每根天线分别与一个解调器一一对应连接，每一个解调器都与基带信号处理模块连接，基带信号处理模块与n个信号输出端连接，接收端配置有k根接收天线(k=1,2,……)，每根天线的射频信号经解调器后得到基带信号，基带信号处理模块对来自不同天线的k路基带信号进行优化合并、检测、判决等处理，最后得到n路输出数据流y0,y1……,yn‑1,ym∈{±1}(m=0,1,...,n‑1)，ym即是发射端输入数据流xm的估计值，
而针对基带信号处理模块工作过程的分析如下：设第m根发射天线与第l根接收天线之间的信道为hml，则第l根接收天线上的信号为