专利名称：一种mimo系统中天线选择的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信接收系统，尤其涉及上行MIMO系统中解空间复用的天线选 择方法。
背景技术：
MIMO (Multipe-Input Multipe-Output)无线通信系统是发射端 和接收端都有多根天线的系统，也就是表示多输入多输出。相对于普通的 SISO(Single-InputSingle-Output)系统，即单输入单输出，MIMO系统的一个主要特征就 是把在传统意义上认为有害的多径传播转变为有利因素。它充分利用了信道随时间随机衰 落以及多径迟延扩展，来成倍地提高传输速度，提高了系统信道容量，而并不需要增加系统 的带宽，因此，MIMO技术被越来越多的人重视。如
图1所示，为MIMO系统的基本原理示意 图。图1中，发送端101和接收端102各有多根天线(图示为两根)。无线电发送的信号被 反射时，会产生多份信号，每份信号都是一个空间流，使用SISO系统一次只能发送或接受 一个空间流。MIMO系统允许多个天线同时发送和接收多个空间流，能增加无线范围并提高 性能。当然，在MIMO系统中天线的数目可以更多，如4根、8根或更多。在MIMO系统中，天线数较少的情况下，如只有两根实际接收天线时，在解空间复 用时可以不进行天线选择，系统的处理能力可以满足使用所有的天线。随着现代技术的发 展，天线数目有所增加，需要从中选择若干根天线进行MIMO解空间复用，而并非使用全部 天线，这样MIMO解空间复用的复杂度就显著增加。为了减少MIMO解空间复用的复杂度或 降低成本，MIMO天线选择技术引起了广泛的关注。天线选择技术就是从发送或者接收天线 中，按照某种原则选择出最优的一个天线子集，这样在逼近MIMO信道容量的情况下，降低 MIMO系统中解空间复用的复杂度。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种MIMO系统中天线选择的方法及装置， 运用MIMO接收系统的数学模型进行天线选择用于解空间复用。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种MIMO系统中的天线选择方法，包括以下步骤根据解空间复用需要使用的天线数确定天线子集的个数S ；对每一个天线子集进行循环遍历，确定每个天线子集的条件数；基于所述条件数对每个天线子集进行优劣判断，选择最优的天线子集用于解空间 复用。在所述确定天线子集的个数S之前还包括设定启动天线选择的统计周期，只有在 到达统计周期时才启动天线选择。所述启动天线选择的统计周期根据MIMO系统的资源设定；所述MIMO系统的资源为MIMO系统的处理能力。
在所述确定天线子集的个数S之前还包括判断是否需要进行天线选择。所述判断是否需要进行天线选择的方法是根据系统中实际存在的天线数，当系统处理能力足以支持使用全部天线时，不需 要进行天线选择；否则进行天线选择。所述判断是否需要进行天线选择之后，根据判断结果，若不需要进行天线选择，则 使用天线全集进行解空间复用。在所述确定天线子集的个数S之前还包括，在判断MIMO系统是否到达统计周期之 前，判断MIMO系统中的天线使能是否有变化。当所述天线使能没有变化时，判断MIMO系统是否到达统计周期，到达统计周期则 启动天线选择。当所述天线使能发生变化时，需确定解空间复用需要使用的天线数K。所述确定天线子集个数S的方法是设系统中实际存在的接收天线数为N，进行解空间复用需要使用的天线数为K，得 到C^种天线组合，即天线子集个数S。所述确定每一个天线子集的条件数的方法包括对于每个天线子集的信道传输矩阵H，得到其对应的Htf的特征值，将MT的特征 值的最大值和最小值之比及条件数的平方值，作为天线选择的条件数Conditiorunumber， 其中，
信道传输矩阵H用于表示天线子集的信道传输特性，
权利要求
1.一种MIMO系统中的天线选择方法，其特征在于，包括以下步骤根据解空间复用需要使用的天线数确定天线子集的个数S ；对每一个天线子集进行循环遍历，确定每个天线子集的条件数；基于所述条件数对每个天线子集进行优劣判断，选择最优的天线子集用于解空间复用。
2.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，在所述确定天线子集的个数S之 前还包括设定启动天线选择的统计周期，只有在到达统计周期时才启动天线选择。
3.根据权利要求2所述的天线选择方法，其特征在于，所述启动天线选择的统计周期 根据MIMO系统的资源设定；所述MIMO系统的资源为MIMO系统的处理能力。
4.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，在所述确定天线子集的个数S之 前还包括判断是否需要进行天线选择。
5.根据权利要求4所述的天线选择方法，其特征在于，所述判断是否需要进行天线选 择的方法是根据系统中实际存在的天线数，当系统处理能力足以支持使用全部天线时，不需要进 行天线选择；否则进行天线选择。
6.根据权利要求4或5所述的天线选择方法，其特征在于，所述判断是否需要进行天线 选择之后，根据判断结果，若不需要进行天线选择，则使用天线全集进行解空间复用。
7.根据权利要求2所述的天线选择方法，其特征在于，在所述确定天线子集的个数S之 前还包括，在判断MIMO系统是否到达统计周期之前，判断MIMO系统中的天线使能是否有变 化。
8.根据权利要求7所述的天线选择方法，其特征在于，当所述天线使能没有变化时，判 断MIMO系统是否到达统计周期，到达统计周期则启动天线选择。
9.根据权利要求7或8所述的天线选择方法，其特征在于，当所述天线使能发生变化 时，需确定解空间复用需要使用的天线数K。
10.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，所述确定天线子集个数S的方 法是设系统中实际存在的接收天线数为N，进行解空间复用需要使用的天线数为K，得到 种天线组合，即天线子集个数S。
11.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，所述确定每一个天线子集的条 件数的方法包括对于每个天线子集的信道传输矩阵H，得到其对应的Htf的特征值，将MT的特征值的 最大值和最小值之比及条件数的平方值，作为天线选择的条件数Condition number，其中，信道传输矩阵H用于表示天线子集的信道传输特性，
12.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，所述基于条件数Conditioru number对各天线子集进行优劣判断的方法是将各天线子集的条件数Conditiorunumber与1进行比较，选择差值的绝对值最小的天 线子集为最优。
13.根据根据权利要求1或12所述的天线选择方法，其特征在于，MIMO系统对所述最 优天线子集进行保存用于解空间复用，下次遍历天线子集重新选出最优天线子集时更新 保存。
14.根据权利要求1所述的天线选择方法，其特征在于，所述天线选择方法应用于基于 OFDMA系统的无线宽带移动通信系统。
15.一种MIMO系统中实现天线选择的装置，其特征在于，至少包括天线子集数计算模 块、天线子集条件数计算模块和天线子集选择模块，其中，天线子集数计算模块，用于MIMO接收系统根据解空间复用需要使用的天线数确定所 述天线子集的个数S。天线子集条件数计算模块，用于对每一个天线子集进行遍历，确定所述每个天线子集 的条件数Condition_number。天线子集选择模块，用于基于所述条件数Condition_number 对每个天线子集进行优劣判断，选择最优的天线子集用于解空间复用。
全文摘要
本发明公开了一种MIMO系统中天线选择的方法和装置，当MIMO系统的处理能力不足以支持使用所有天线时，确定解空间复用需要使用的天线数，运用MIMO接收系统的数学模型，确定天线子集的个数，计算每个天线子集的条件数，基于条件数判断天线子集的优劣，选择最优的天线子集进行解空间复用。本发明的方法通过软件模块控制实现天线选择，降低了解空间复用的复杂度，并且在系统中天线数较多的情况下，能够选择出传输性能较优的天线集合，提高信号在接收端的准确性。
文档编号H04B7/08GK102006112SQ20101053893
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月9日 优先权日2010年11月9日
发明者张玉杰, 张翠杰 申请人:中兴通讯股份有限公司