[發(fā)明專利]基于多模傳輸線的有線CMIMO信號傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210240962.9
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114615210B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 車文荃;李玥;薛泉;廖紹偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: H04L47/50
• 分類號: H04L47/50;H04L69/16;H04B3/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 江裕強(qiáng)

1.基于多模傳輸線的有線CMIMO信號傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、選定多模傳輸線的類型；

S2、基于選擇的多模傳輸線的類型，設(shè)計(jì)多模傳輸線的結(jié)構(gòu)以及多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多端口接收結(jié)構(gòu)，構(gòu)建基于多模傳輸線的有線CMIMO傳輸系統(tǒng)；所述基于多模傳輸線的有線CMIMO傳輸系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)、多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多模傳輸線、多端口接收結(jié)構(gòu)和接收機(jī)；

其中，原始信號通過發(fā)射機(jī)經(jīng)過多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)送入多模傳輸線中，多模傳輸線可激勵(lì)出多個(gè)可傳輸?shù)谋菊髂Ｊ剑夹盘栐诙嗄鬏斁€中以多個(gè)本征模式形成的多徑進(jìn)行傳輸，由多端口接收結(jié)構(gòu)接收并輸出至接收機(jī)中；

S3、對多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多模傳輸線和多端口接收結(jié)構(gòu)組成的整體進(jìn)行信道測量，得到傳輸系數(shù)矩陣；輸入多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)的原始信號為多端口接收結(jié)構(gòu)接收后的信號為系統(tǒng)噪聲為具體如下：

多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)和多端口接收結(jié)構(gòu)的端口數(shù)目均為M，x_i代表發(fā)射機(jī)由多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)的第i個(gè)端口所發(fā)射的信號，i＝1,2,3,…,M，y_j代表接收機(jī)由多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口所接收的信號，j＝1,2,3,…,M，n_j代表接收機(jī)的多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口所對應(yīng)的系統(tǒng)噪聲信號；

多模傳輸線作為傳輸系統(tǒng)的媒介，兩端分別為多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)和多端口接收結(jié)構(gòu)，通過信道測量，得到傳輸系數(shù)矩陣具體如下：

其中，S_ji表示多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)的第i個(gè)端口到多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口的傳輸系數(shù)；

S4、判斷傳輸系數(shù)矩陣是否滿足滿秩且可逆且具有滿足條件的條件數(shù)，若否則執(zhí)行步驟S5，若是則執(zhí)行步驟S6；

S5、對多模傳輸線的結(jié)構(gòu)以及多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多端口接收結(jié)構(gòu)的進(jìn)行優(yōu)化，得到傳輸系數(shù)矩陣，使傳輸系數(shù)矩陣滿足滿秩可逆且具有滿足條件的條件數(shù)；

S6、將由多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多模傳輸線和多端口接收結(jié)構(gòu)組成的整體所提供的傳輸系數(shù)矩陣等效為有線CMIMO傳輸系統(tǒng)的信道矩陣；將由多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)、多模傳輸線和多端口接收結(jié)構(gòu)組成的整體所提供的傳輸矩陣等效為信道矩陣，記為

并假設(shè)為：

矩陣中h_ji表示多端口激勵(lì)結(jié)構(gòu)的第i個(gè)端口到多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口的傳輸系數(shù)，滿足h_ji＝S_ji，i＝1,2,3,…,M，j＝1,2,3,…,M，且矩陣需要滿足滿秩且可逆的條件；

因此接收信號表示為：

展開可得：

S7、基于得到的信道矩陣和基于多模傳輸線的有線CMIMO信號傳輸方法的理論，完成基于多模傳輸線的有線CMIMO傳輸系統(tǒng)的信號激勵(lì)、傳輸和接收；基于協(xié)作式多入多出(cooperative?multiple?input?multiple?output，CMIMO)進(jìn)行聯(lián)合解碼，由接收機(jī)接收的信號解算后所恢復(fù)的信號記為同時(shí)記此時(shí)：

其中，x_j'代表由多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口接收后恢復(fù)出來的信號，n_j'代表多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口經(jīng)反解后得到的等效系統(tǒng)噪聲，j＝1,2,3,…,M；e_ab表示數(shù)字計(jì)算得到的的元素，a＝1,2,3,…,M，b＝1,2,3,…,M；

式(3)可化簡為：

對于多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口的接收信號所恢復(fù)的信號x_j'有：

x_j'＝e_1jx₁+e_2jx₂+…+e_Mjx_M+n_j'????????????(5)

其中，j＝1,2,3,…,M；

因此，多端口接收結(jié)構(gòu)的第j個(gè)端口的接收信號所恢復(fù)的信號x_j'的信噪比SUNR_j為：

同理可求其它接收端口所恢復(fù)出來的信號的信噪比，假設(shè)工作帶寬為B，則整個(gè)傳輸系統(tǒng)的信道容量C為：