一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统及通信方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统及通信方法。本发明专利技术使用空间调制技术将发送信息流分为天线选择信息流和星座调制信息流，天线选择信息传输一部分发送信息，星座调制后得到的发射符号传输另一部分发送信息，提高了通信系统的空间复用增益；通过自干扰信道矩阵得到预编码向量，将发射符号与预编码向量相乘，在接收天线上加以消除，从而使得这部分天线能够用于接收来自另一个通信节点同频同时信号，实现了同频同时全双工的通信模式；利用上述两种手段的结合提高了通信系统的频谱效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统及通信方法
本专利技术属于无线通信领域，具体涉及一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统及其通信方法。
技术介绍
无线通信系统的一项基本任务是实现两个通信节点(A1和A2)的信息互通，信息的传输分为两个方向：(1)从A1到A2和(2)从A2到A1。如果一个通信节点采用两根天线，一根作为发射天线，另一根作为接收天线，通信节点在接收天线信号中消除来自自身发射天线的信号，则可以在同一频率和同一时隙中实现双向通信，这种通信方式称为同频同时全双工。在现有无线通信系统中，通常认为同一无线设备(如基站和移动终端等)不能够同时在同一频段上发射和接收信号，因此无线设备只能工作在半双工模式下，这使得频谱资源未能得到充分的利用。而使用同频同时全双工通信技术的无线设备能够在同一频段上同时进行发射和接收信号，使通信的频谱效率提高一倍，而且有利用上层协议的设计。
技术实现思路
针对以上现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统及其通信方法。本专利技术的一个目的在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统，其特征在于，所述同频同时全双工通信系统包括M个通信节点，各个通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发送和接收；第i个通信节点包括：信源、串并变换单元、天线选择单元、星座调制单元、空间调制预编码单元、N

【技术特征摘要】
1.一种基于空间调制的同频同时全双工通信系统，其特征在于，所述同频同时全双工通信系统包括M个通信节点，各个通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发送和接收；第i个通信节点包括：信源、串并变换单元、天线选择单元、星座调制单元、空间调制预编码单元、Ni根天线、信道估计单元、最大似然检测单元、发射向量解调单元以及信息组合单元；其中，所述信源连接至串并变换单元；所述串并变换单元分别连接至天线选择单元和星座调制单元；所述天线选择单元和星座调制单元连接至空间调制预编码单元；所述空间调制预编码单元连接Ni根天线；所述Ni根天线还分别连接至信道估计单元和最大似然检测单元；所述信道估计单元连接至最大似然检测单元；所述最大似然检测单元、发射向量解调单元和信息组合单元依次连接；第i个通信节点的信号发射过程中，信源发出发送信息流至串并变换单元；串并变换单元将发送信息流分成两部分，一部分为天线选择信息流发送至天线选择单元，另一部分为星座调制信息流发送至星座调制单元；天线选择单元根据天线选择信息流，从Ni根天线中选择Nai根作为发射天线，其中0<Nai<Ni，从另外的Ni-Nai根天线中选择Nri根天线作为接收天线，得到天线选择信息，将天线选择信息发送至空间调制预编码单元；同时，星座调制单元对星座调制信息流进行星座调制，得到发射符号发送至空间调制预编码单元；被选择的Nai根发射天线和Nri根接收天线之间形成自干扰信道，空间调制预编码单元根据天线选择信息得到自干扰信道矩阵，并通过对自干扰信道矩阵做奇异值分解，得到自干扰信道矩阵零空间的标准正交基向量，选择自干扰信道矩阵零空间的标准正交基向量中的一个列向量作为预编码向量，预编码向量与发射符号相乘得到发射向量，传输至Ni根发射天线并从选择好的Nai根发射天线发射出去；第j个通信节点的信号接收过程中，第j个通信节点的Nj根天线中的Nrj根接收天线接收得到接收信号，传输至信道估计单元，得到通信信道状态信息；接收信号和通信信道状态信息一同传输至最大似然检测单元；最大似然检测单元通过接收信号和通信信道状态信息，得到发射向量的估计，将发射向量的估计传输至发射向量解调单元；发射向量解调单元对发射向量的估计进行解调，得到星座调制信息流的估计和天线选择信息流的估计，将它们传输至信息组合单元；信息组合单元将星座调制信息流的估计和天线选择信息流的估计进行组合，得到接收信息流，Ni和Nj≥2，i和j＝1,……,M，M≥2。


2.如权利要求1所述的同频同时全双工通信系统，其特征在于，所述信源发出的发送信息流是一串待发送给对方通信节点的二进制比特序列。


3.如权利要求1所述的同频同时全双工通信系统，其特征在于，所述接收天线数量Nri＝min{Nai-1，Ni-Nai}，其中，Ni为第i个通信节点的天线根数，Nai为第i个通信节点的发射天线的根数，Nri为第i个通信节点的接收天线的根数，i＝1,……,M，M为通信节点的个数。


4.如权利要求1所述的同频同时全双工通信系统，其特征在于，所述发送信息流经过串并变换单元，每次有比特作为天线选择信息流。


5.一种基于空间调制的同频同时全双工通信方法，其特征在于，所述同频同时全双工通信方法包括以下步骤：
(一)第i个通信节点的信号发射过程：
1)信源发出发送信息流至串并变换单元；
2)串并变换单元将发送信息流分成两部分，一部分为天线选择信息流发送至天线选择单元，另一部分为星座调制信息流发送至星座调制单元；
3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：马猛，王忠龙，魏来，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11