一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，属于无线通信和散射通信技术领域。本发明专利技术在发端进行自适应编码调制、交织、空间映射以及变频、放大，实现基带信道到模拟信号的转换；在收端通过混频、放大及信道均衡变为基带信号后，利用多维信道状态反馈器，获得各通道信道质量和信噪比的比例关系及分布关系；再利用动态交织规则规划器，获得交织/解交织矩阵，最终实现对交织和解交织规则的优化，能够使误码率提升2个量级，实现良好的传输效果。本发明专利技术可用于超视距衰落信道下的高速信息传输，特别适用于多发多收的多天线散射通信系统。

A multi-dimensional dynamic interleaver for multi antenna scattering communication

【技术实现步骤摘要】
一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置
本专利技术涉及无线通信和散射通信
，特别是指一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，可用于多发射天线、多接收天线的多天线通信系统。
技术介绍
多天线通信系统是采用多个发射天线和多个接收天线的通信系统，主要用于增强通信系统效果，其价值在无线通信网络中已经得到了广泛认可。在通信系统中，交织用于打散数据，与纠错编码结合使用以解决信息传输过程中突发错码。现有的通信系统中，普遍采用固定的交织方式，这种交织方式在面对衰落信道下的高速数据传输时已经不能满足系统需求。自适应的交织规则能最大限度的分散错误比特，提高系统解码成功率，提升系统性能，但现有技术中尚不存在采用这种交织规则的装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，该装置可实现对交织和解交织规则的自适应优化，适用于超视距衰落信道下的高速信息传输。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，其包括发射天线、接收天线、自适应编码调制器、交织器、空间映射器、变频与放大器、动态交织规则规划器、多维信道状态反馈器、放大与变频器、信道均衡器、解交织器、解调译码器、电源模块以及时钟单元；所述电源模块用于提供电源，所述时钟单元用于提供工作时钟；信号发射时，所述自适应编码调制器对发送信息进行自适应纠错编码以及QPSK/QAM调制映射，将调制信号送入交织器；交织器根据交织矩阵，对调制信号进行重新排序，并将重新排序后的调制信号送入空间映射器；空间映射器按照空间映射规则，形成多路信号并输出至不同发通道的变频与放大器中；在各发通道的变频与放大器中，多路信号分别进行变频和放大，然后通过发射天线发射出去；信号接收时，接收天线将接收到信号送入放大与变频器，信号在放大与变频器中经过低噪声放大和下变频处理，转换为中频信号，然后输出至信道均衡器；信道均衡器用于消除信道带来的多径干扰与畸变，得到多路数字基带信号，并将多路数字基带信号送入多维信道状态反馈器和解交织器；多维信道状态反馈器对数字基带信号进行信道质量分析，输出信道质量、信噪比分布以及比例关系至动态交织规则规划器；动态交织规则规划器根据信道质量、信噪比分布以及比例关系，通过排序、加权和旋转操作，产生交织/解交织矩阵，并将交织矩阵送入交织器，将解交织矩阵送入解交织器；解交织器依据解交织矩阵对数字基带信号进行解交织，并输出解交织后的信号至解调译码器；解调译码器对解交织后的信号进行QPSK/QAM解调映射及译码，得到接收信息。进一步地，所述多维信道状态反馈器包括多空间流信息相关分析器、多信道信噪比估计器、信道质量分析器以及交织效果评估器；多空间流信息相关分析器收到多路数字基带信号后，对多路数字基带信号进行相关分析，分离出多个经过不同路径的独立信号，获得有效信道维度，并将各独立信号输出至多信道信噪比估计器；多信道信噪比估计器对多个独立信号进行信噪比估计，得出各个独立信号的信噪比，将信噪比送入动态交织规则规划器；信道质量分析器依据多路数字基带信号分析各路信号的星座图，得出噪声分布和信道分集指数，将噪声分布和信道分集指数输出至交织效果评估器；交织效果评估器依据交织原则对噪声分布和信道分集指数进行对比分析，获得量化的交织效果，送入动态交织规则规划器。进一步地，所述动态交织规则规划器包括比例排序器、分布排序器、加权排序器、多维深度分析器、块旋转器、空间旋转器和解交织矩阵生成器；比例排序器对多路独立信号的信噪比按照设定的四阶多项式进行排序，输出排序后的信噪比送入加权排序器；分布排序器对量化的交织效果按照指数分布进行排序，输出至加权排序器；加权排序器根据比例排序器及分布排序器的输出结果进行综合加权，以此增加交织的随机性，输出综合加权后的信息至多维深度分析器；多维深度分析器通过综合加权后的信息产生块旋转和空间旋转参数，并分别将块旋转参数和空间旋转参数输出至块旋转器和空间旋转器；块旋转器依据块旋转参数对初始设置的交织矩阵或迭代后的交织矩阵信息进行块旋转，输出块旋转后的交织矩阵信息至空间旋转器；空间旋转器依据空间旋转参数对块旋转后的交织矩阵信息进行空间旋转，输出交织矩阵至解交织矩阵产生器、块旋转器和交织器；解交织矩阵产生器对交织矩阵进行逆运算，生成解交织矩阵并输出至解交织器。本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：1、本专利技术提出了一种新型的自适应交织算法设计思路，与传统的自适应交织装置相比，该方法特别适用于多发多收的散射通信系统，通过利用多维信道状态反馈器，对接收信号进行相关分析，分离信号并获取有效通道维度，进行加权交织后，提升交织效果。2、本专利技术采用了动态交织规则规划器，分别对信道质量、信噪比进行分布和比例排序，并进行综合加权，增加了交织的随机性，进而提升了交织效果。3、本专利技术在发端采用自适应编码调制，保证了高效的带宽利用率；在收端利用多维信道状态反馈器，获得多通道各自的信道质量、信噪比分布与比例关系，再依据信道质量、信噪比的分布与比例关系，利用动态交织规则规划器调整交织/解交织矩阵，实现对交织和解交织规则的自适应优化，能够使丢包率提升2个量级，实现良好的传输效果。附图说明图1是本专利技术实施例中多维动态交织装置的电原理方框图；图2是图1中多维信道状态反馈器的电原理方框图；图3是图1中动态交织规则规划器的电原理方框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步的说明。图1是一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置的电原理方框图，其包括自适应编码调制器、交织器、空间映射器、变频与放大器、动态交织规则规划器、多维信道状态反馈器、放大与变频器、信道均衡器、解交织器、解调译码器、电源以及时钟单元；其中，发送信息进入自适应编码调制器，完成自适应纠错编码以及QPSK或QAM调制映射后将调制信号送入交织器；交织器根据交织矩阵，对调制信号完成重新排序，重新排序后的调制信号进入空间映射器；空间映射器按照空间映射规则，形成多路信号并输出至不同的发通道；多路信号分别进行变频和放大，发射出去；接收天线接收到信号后，在放大与变频器中经过低噪声放大和下变频等处理，转换为中频信号后输出至信道均衡器；系统利用信道均衡器消除信道带来的多径干扰与畸变，得到数字基带信号，数字基带信号分别被送入多维信道状态反馈器和解交织器；多维信道状态反馈器对数字基带信号进行信道质量分析，输出信道质量、信噪比分布与比例关系至动态交织规则规划器；根据信道质量、信噪比分布与比例关系，动态交织规则规划器运用排序、加权、旋转，产生交织/解交织矩阵，同时将交织矩阵送入交织器，解交织矩阵送入解交织器；解交织器依据解交织矩阵对数字基带信号进行解交织并输出解交织后的信号至解调译码器；解调译码器对解交织后的信号进行QPSK/QAM解调映射及译码，最终得到接收信息。该装置中，电源为装置中的其它所有模块提供电源，时钟单元为装置中其它模块提供工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，其特征在于：包括发射天线、接收天线、自适应编码调制器、交织器、空间映射器、变频与放大器、动态交织规则规划器、多维信道状态反馈器、放大与变频器、信道均衡器、解交织器、解调译码器、电源模块以及时钟单元；所述电源模块用于提供电源，所述时钟单元用于提供工作时钟；/n信号发射时，所述自适应编码调制器对发送信息进行自适应纠错编码以及QPSK/QAM调制映射，将调制信号送入交织器；交织器根据交织矩阵，对调制信号进行重新排序，并将重新排序后的调制信号送入空间映射器；空间映射器按照空间映射规则，形成多路信号并输出至不同发通道的变频与放大器中；在各发通道的变频与放大器中，多路信号分别进行变频和放大，然后通过发射天线发射出去；/n信号接收时，接收天线将接收到信号送入放大与变频器，信号在放大与变频器中经过低噪声放大和下变频处理，转换为中频信号，然后输出至信道均衡器；信道均衡器用于消除信道带来的多径干扰与畸变，得到多路数字基带信号，并将多路数字基带信号送入多维信道状态反馈器和解交织器；多维信道状态反馈器对数字基带信号进行信道质量分析，输出信道质量、信噪比分布以及比例关系至动态交织规则规划器；动态交织规则规划器根据信道质量、信噪比分布以及比例关系，通过排序、加权和旋转操作，产生交织/解交织矩阵，并将交织矩阵送入交织器，将解交织矩阵送入解交织器；解交织器依据解交织矩阵对数字基带信号进行解交织，并输出解交织后的信号至解调译码器；解调译码器对解交织后的信号进行QPSK/QAM解调映射及译码，得到接收信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，其特征在于：包括发射天线、接收天线、自适应编码调制器、交织器、空间映射器、变频与放大器、动态交织规则规划器、多维信道状态反馈器、放大与变频器、信道均衡器、解交织器、解调译码器、电源模块以及时钟单元；所述电源模块用于提供电源，所述时钟单元用于提供工作时钟；
信号发射时，所述自适应编码调制器对发送信息进行自适应纠错编码以及QPSK/QAM调制映射，将调制信号送入交织器；交织器根据交织矩阵，对调制信号进行重新排序，并将重新排序后的调制信号送入空间映射器；空间映射器按照空间映射规则，形成多路信号并输出至不同发通道的变频与放大器中；在各发通道的变频与放大器中，多路信号分别进行变频和放大，然后通过发射天线发射出去；
信号接收时，接收天线将接收到信号送入放大与变频器，信号在放大与变频器中经过低噪声放大和下变频处理，转换为中频信号，然后输出至信道均衡器；信道均衡器用于消除信道带来的多径干扰与畸变，得到多路数字基带信号，并将多路数字基带信号送入多维信道状态反馈器和解交织器；多维信道状态反馈器对数字基带信号进行信道质量分析，输出信道质量、信噪比分布以及比例关系至动态交织规则规划器；动态交织规则规划器根据信道质量、信噪比分布以及比例关系，通过排序、加权和旋转操作，产生交织/解交织矩阵，并将交织矩阵送入交织器，将解交织矩阵送入解交织器；解交织器依据解交织矩阵对数字基带信号进行解交织，并输出解交织后的信号至解调译码器；解调译码器对解交织后的信号进行QPSK/QAM解调映射及译码，得到接收信息。


2.根据权利要求1所述的一种用于多天线散射通信的多维动态交织装置，其特征在于：所述多维信道状态反馈器包括多空间流信息相关分析器、多信...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈斌松，孙柏昶，李飞，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13