基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法及裝置，該方法和裝置既可應(yīng)用于一組兩條耦合傳輸線中的串?dāng)_抵消，也可應(yīng)用于一組n(n≥3)條耦合傳輸線中的串?dāng)_抵消。本發(fā)明方法在一組兩條耦合傳輸線或者一組n(n≥3)條耦合傳輸線中先建立信道傳輸矩陣H，然后對(duì)信道傳輸矩陣H進(jìn)行奇異值分解(Singular?Value?Decomposition，SVD)，得到分解后的左酉矩陣，對(duì)角陣和右酉矩陣，根據(jù)H矩陣的SVD分解形式建立串?dāng)_抵消模型，即在一組兩條傳輸線或者一組n(n≥3)條耦合傳輸線的輸入端和輸出端引入2個(gè)酉變換處理模塊和1個(gè)信號(hào)處理模塊對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，使信道傳輸矩陣為單位陣，從而實(shí)現(xiàn)串?dāng)_抵消。
【專利說明】基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在高速高密度總線系統(tǒng)中，由于傳輸線間的串?dāng)_限制了信號(hào)的互連，所以減小串?dāng)_已經(jīng)成為了高速高密度總線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要課題。串?dāng)_是指電路系統(tǒng)中有害信號(hào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移到相鄰網(wǎng)絡(luò)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的串?dāng)_主要是由于邊緣場(chǎng)產(chǎn)生的容性耦合和感性率禹合所引起的，任何一對(duì)網(wǎng)絡(luò)之間都存在串?dāng)_，比如芯片，印刷電路板(Printed CircuitBoard, PCB)，互連件，以及其它非屏蔽的高速高密度電路中。
[0003]在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，多輸入多輸出系統(tǒng)(Multiple-1nput Multiple-Output,MIM0)是用來描述多天線無線通信系統(tǒng)的抽象數(shù)學(xué)模型，在多天線無線通信系統(tǒng)中，發(fā)送端利用多個(gè)天線各自獨(dú)立地發(fā)送信號(hào)，而在接收端利用多個(gè)天線接收信號(hào)并恢復(fù)原始信息。如圖1所示，圖中描述了一個(gè)MIMO多天線系統(tǒng)模型，發(fā)送端的每個(gè)天線都在獨(dú)立地發(fā)送信號(hào)，同時(shí)接收端的每個(gè)天線都在接收信號(hào)，接收的信號(hào)中包含發(fā)送端所有天線發(fā)送的信息。在這一點(diǎn)上，MIMO多天線系統(tǒng)中接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)的關(guān)系，與高速高密度總線系統(tǒng)中耦合傳輸線上輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系類似，如圖2所示的一組耦合傳輸線，每條傳輸線的輸出信號(hào)中包括了傳輸線所有輸入信號(hào)的信息，既有通過本條傳輸線輸入端輸入的信息，也有其他傳輸線耦合過來的串?dāng)_信號(hào)?；谶@個(gè)原理，MMO多天線系統(tǒng)的一些技術(shù)就可以用來減小串?dāng)_或者進(jìn)行串?dāng)_抵消。
[0004]—般來說，PCB板上的f禹合傳輸線,其信號(hào)的輸入輸出可以表不成如圖3所不的關(guān)系圖，把任何兩個(gè)輸入端和輸出端之間都可以看成是一個(gè)信道，傳輸線是信道，傳輸線間的信號(hào)耦合也是信道，信號(hào)在信道中傳輸，那么，耦合傳輸線上輸入端和輸出端的信號(hào)關(guān)系就可以用信道傳輸矩陣來 描述。
[0005]根據(jù)文獻(xiàn)[SendaulaM, Sadiku M, Heiman R.Crosstalk computation incoupled transmission lines[C]? In:1EEE Proceedings of the S0UTHEASTC0N 1 91,Williamsburg，1991，790-795.]，由于串?dāng)_的存在，在n條耦合傳輸線中，其輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的關(guān)系可用向量和矩陣來表示
[0006]V(x) = HV(O)(1)
[0007]式中，H為一個(gè)nXn維矩陣，V(x) (x)為耦合傳輸線上的輸出信號(hào)向量，V(0)為率禹合傳輸線上的輸入信號(hào)向量。
[0008]現(xiàn)定義H為耦合傳輸線的信道傳輸矩陣，如式(2)所示。
【權(quán)利要求】
1.一種基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法，應(yīng)用于一組兩條耦合傳輸線中的串?dāng)_抵消，其特征在于，串?dāng)_抵消方法包括以下步驟: a)在兩條耦合傳輸線的輸入端對(duì)兩路輸入信號(hào)進(jìn)行第一次酉變換處理； b)第一次酉變換處理后的兩路信號(hào)在兩條稱合傳輸線上傳輸； c)在兩條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理； d)在兩條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理后再進(jìn)行信號(hào)處理，并輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述串?dāng)_抵消方法應(yīng)用于所述耦合傳輸線中數(shù)量等于2的一組耦合傳輸線或者多組耦合傳輸線。
3.如權(quán)利要求1所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述在兩條耦合傳輸線的輸入端對(duì)兩路輸入信號(hào)進(jìn)行第一次酉變換處理，該處理方法為將輸入的兩路信號(hào)分別乘以系數(shù)V2/2，然后第I路信號(hào)加上第2路信號(hào)得到新的第I路信號(hào)，第I路信號(hào)減去第2路信號(hào)得到新的第2路信號(hào)。
4.如權(quán)利要求1所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述在兩條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理， 該處理方法為先將待輸出的兩路信號(hào)分別乘以系數(shù)^/2，然后第I路信號(hào)加上第2路信號(hào)得到新的第I路信號(hào)，第I路信號(hào)減去第2路信號(hào)得到新的第2路信號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述在兩條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出的兩路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理后再進(jìn)行信號(hào)處理，該信號(hào)處理方法為對(duì)兩路信號(hào)分別使用RC濾波器進(jìn)行高頻濾波。
6.如權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的串?dāng)_抵消方法中，將兩路信號(hào)分別乘以系數(shù)V2/2，其特征在于，該系數(shù)不唯一，可以是符合條件的任意數(shù)。
7.一種應(yīng)用于一組兩條耦合傳輸線中的基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述串?dāng)_抵消裝置包括: a)第一次酉變換處理模塊，其設(shè)置于傳輸線的輸入端，用于對(duì)兩條耦合傳輸線上的輸入信號(hào)向量進(jìn)行左乘矩陣Uh動(dòng)作； b)第二次酉變換處理模塊，其設(shè)置于傳輸線的輸出端，用于對(duì)兩條耦合傳輸線上的待輸出信號(hào)向量進(jìn)行右乘矩陣V動(dòng)作； c)信號(hào)處理模塊，其設(shè)置于對(duì)待輸出信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理模塊后，用于將待輸出信號(hào)向量進(jìn)行右乘矩陣(UhHV)-1動(dòng)作。
8.如權(quán)利要求7所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述串?dāng)_抵消裝置應(yīng)用于所述耦合傳輸線中數(shù)量等于2的一組耦合傳輸線或者多組耦合傳輸線。
9.如權(quán)利要求7所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，添加在兩條耦合傳輸線上的第一次酉變換處理模塊和第二次酉變換處理模塊的位置可以互換。
10.如權(quán)利要求7所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述的矩陣UH，V和(UhHV)-1是通過對(duì)兩條耦合傳輸線的信道傳輸矩陣H進(jìn)行奇異值分解后間接得到的，其中，矩陣Uh是矩陣H奇異值分解后得到的左酉矩陣U的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，矩陣V是矩陣H奇異值分解后得到的右酉矩陣Vh的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，矩陣(UhHV)-1是矩陣H奇異值分解后得到的對(duì)角陣的逆矩陣。
11.一種基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消方法，應(yīng)用于一組n(n> 3)條耦合傳輸線中的串?dāng)_抵消，其特征在于，串?dāng)_抵消方法包括以下步驟: a)在一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸入端對(duì)n路輸入信號(hào)進(jìn)行第一次酉變換處理； b)第一次酉變換處理后的n路信號(hào)在n(n^ 3)條耦合傳輸線上傳輸； c)在一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出的n路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理； d)對(duì)待輸出的n路信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理后再進(jìn)行信號(hào)處理，并輸出。
12.如權(quán)利要求11所述的串?dāng)_抵消萬法，其特征在于，所述串?dāng)_抵消萬法應(yīng)用于所述耦合傳輸線中數(shù)量大于等于3的一組耦合傳輸線或者多組耦合傳輸線。
13.如權(quán)利要求11所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述在一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸入端對(duì)n路輸入信號(hào)進(jìn)行第一次酉變換處理，該處理方法為將n路輸入信號(hào)向量左乘矩陣UH，其中，矩陣Uh為對(duì)矩陣H進(jìn)行奇異值分解后得到左酉矩陣U的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
14.如權(quán)利要求11所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述在一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸出端對(duì)待輸出信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理，該處理方法為將待輸出信號(hào)向量右乘矩陣V，其中，矩陣V為對(duì)矩陣H進(jìn)行奇異值分解后得到的右酉矩陣Vh的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
15.如權(quán)利要求11所述的串?dāng)_抵消方法，其特征在于，所述對(duì)n路待輸出信號(hào)進(jìn)行第二次酉變換處理后再進(jìn)行信號(hào)`處理，該信號(hào)處理方法為將第二次酉變換處理后的輸出信號(hào)向量右乘矩陣(UhHV)-1，其中，矩陣(UhHV)-1是矩陣H奇異值分解后得到的對(duì)角陣的逆矩陣。
16.一種應(yīng)用于一組n(n>3)條耦合傳輸線中的基于耦合傳輸線信道傳輸矩陣的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述串?dāng)_抵消裝置包括: a)第一次酉變換處理模塊，其設(shè)置于一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸入端，用于對(duì)其上的n路輸入信號(hào)向量進(jìn)行左乘矩陣Uh動(dòng)作； b)第二次酉變換處理模塊，其設(shè)置于一組n(n^ 3)條耦合傳輸線的輸出端，用于對(duì)其上的n路待輸出信號(hào)向量進(jìn)行右乘矩陣V動(dòng)作； c)信號(hào)處理模塊，其設(shè)置于第二次酉變換處理模塊后，用于將第二次酉變換處理模塊的n路輸出信號(hào)向量右乘矩陣(UhHV)'
17.如權(quán)利要求16所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述串?dāng)_抵消裝置應(yīng)用于所述耦合傳輸線中數(shù)量大于等于3的一組耦合傳輸線或者多組耦合傳輸線。
18.如權(quán)利要求16所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，添加在一組n(n>3)條耦合傳輸線上的第一次酉變換處理模塊和第二次酉變換處理模塊的位置可以互換。
19.如權(quán)利要求16所述的串?dāng)_抵消裝置，其特征在于，所述的矩陣UH，V和(UhHV)-1是通過對(duì)一組n(n ^ 3)條耦合傳輸線的信道傳輸矩陣H進(jìn)行奇異值分解后間接得到的，其中，矩陣Uh是矩陣H奇異值分解后得到的左酉矩陣U的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，矩陣V是矩陣H奇異值分解后得到的右酉矩陣Vh的共軛轉(zhuǎn)置矩陣，矩陣(UhHV)-1是矩陣H奇異值分解后得到的對(duì)角陣的逆矩陣。
【文檔編號(hào)】H04B3/32GK103780283SQ201310425720
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月18日
【發(fā)明者】王亞飛, 李學(xué)華 申請(qǐng)人:北京信息科技大學(xué)