[發明專利]一種MIMO-EDM無線通信系統及方法

有效

• 申請號: 201410330976.5
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104113921B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 吳娜;衛永琴;郭銀景;呂文紅;衛阿盈;孫紅雨;梁泉泉;陸翔;荊剛;丁慶安;王正杰;白星振;張賓
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04B7/0413
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 楊采良

本發明公開了一種MIMO?EDM無線通信系統及方法，該MIMO?EDM無線通信系統包括：混合系統和分離系統；將多輸入多輸出技術與MIMO技術相結合，利用熵分復用算法可以從熵域進行多路信號的分離，該MIMO?EDM無線通信方法流程包括發射n路源信號、接收端接收混疊信號、分離系統分離多路混疊信號。本發明提高了頻譜資源利用率和無線信道的容量，采用負熵作為統計獨立性的判據，首次在信息熵域中實現了多路混疊信號的分離過程，實現高速率、高質量的寬帶無線通信。

技術領域

本發明屬于無線通信的技術領域，尤其涉及一種MIMO-EDM無線通信系統及方法。

背景技術

隨著無線通信技術的快速發展，用戶對無線通信的需求也日益增長，而無線通信系統本身是一個資源受限系統，因此導致了頻譜資源極度緊缺的問題。如何有效地解決這一問題，已經成為全世界通信工作者共同關注的命題。而信道多路復用技術恰好可以有效地解決這一問題。所謂多路復用(Multiplexing)是指將多路源信號按照一定的方式組合成一個復合信號，然后在同一信息傳輸通道上進行傳輸，在接收端采用一定的準則將它們分離，并分別接收下來。在信道復用技術中，兩個通信站點之間利用同一個信息傳輸通道，傳送多路信號而不會導致相互干擾，這樣就充分利用了信道容量，使得單路信息傳輸的成本大大降低。目前，常用的信道復用方式主要包括以下幾種類型：時分復用(Time DivisionMultiplexing，簡稱TDM)，是指同一信道上傳輸的多路信號，分別占用不同的時間間隙進行通信，也就是說時間被分成了若干均勻的間隙，而各路信息被分配在各個不同的間隙進行傳輸，從而使各路信號互相分開，互不干擾。頻分復用(Frequency DivisionMultiplexing，簡稱FDM)，就是將用于傳輸的信道總帶寬劃分成若干個子頻帶(或稱子信道)，每一個子信道傳輸1路信號。

碼分復用(Code Division Multiplexing，簡稱CDM)，是指通信系統中所傳輸的多路信號，分別利用不同的編碼來攜帶每路信號的信息，從而實現多路通信的一種復用方式。多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技術，是指在無線通信系統中，發射端利用多個天線發送信號，接收端利用多個天線接收信號的一種通信模式。

MIMO技術的實質是為系統提供空間復用增益和空間分集增益。空間復用可以進一步提高信道容量，空間分集則可進一步提高通信系統的可靠性。MIMO技術的空間復用就是在發射端和接收端均使用多副天線，充分地利用空間中的多徑矢量，在同一頻帶上采用多個MIMO子信道來發射信號。因此系統容量會隨著天線數目的增加而線性增加，而且信道容量的增大既不需要占用額外的帶寬，也不需要消耗額外的發射功率。

目前，時分復用方法存在以下缺點：由于時隙預先固定分配給每路源信號，即使在某個時隙，源信號并沒有信息可以傳輸，也要將該時隙分配給它，這就不可避免的造成了頻譜資源的浪費。由于每個時隙被分配給特定的輸入線路，當所有的輸入線路不能全部進入工作狀態時，就會出現空閑的時隙，所以傳統的時分多路復用技術信息傳輸效率非常低。

頻分復用方法存在以下缺點：為確保信息傳輸過程中，每個子信道上的通信信號互不干擾，時分復用技術需在每個子信道之間設置一定的保護時間間隔，頻分復用技術則需設置一定的保護頻帶，因此極大地降低了頻帶利用率。

碼分復用方法存在以下缺點：碼分復用方式會受到碼字長度和可用碼字數量的影響，無論采用什么樣的碼集，總會不可避免的產生多址干擾。目前，傳統的無線通信方法存在無線信道的容量和頻譜資源的利用效率低、無法避免多址干擾現象、信息傳輸效果差的問題。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種MIMO-EDM無線通信系統及方法，旨在解決傳統的無線通信方法存在無線信道的容量和頻譜資源的利用效率低、無法避免多址干擾現象、信息傳輸效果差的問題。