本發(fā)明涉及無線通信領域，尤其涉及一種基于干擾對齊技術的無線通信系統(tǒng)及方法。

背景技術：

在單用戶無線通信系統(tǒng)中，信道容量受制于信道帶寬和信噪比，其數值由香農定理可以得出，多輸入多輸出技術在發(fā)送端/接收端配備多根天線，可以使信道容量得到線性提升，而在多用戶無線通信系統(tǒng)中，由于用戶間干擾的存在，單用戶信息論不再適用

當多個無線用戶在某個區(qū)域共存時，其相互之間的干擾會嚴重降低用戶的信干噪比進而影響整個系統(tǒng)的通信性能，目前最主要的解決方法是正交復用，包括時分復用、頻分復用和碼分復用等，但是正交復用無法解決可用頻譜資源受限的問題，隨著用戶數量的增加，每個用戶所能分到的資源非常有限，難以滿足高速數據傳輸的需要。上述問題亟需解決。

技術實現要素：

針對以上問題，本發(fā)明提供了一種基于干擾對齊技術的無線通信系統(tǒng)及方法，采用一種被稱為干擾對齊的方法可以獲得比其他任何方式更好的性能，通過一種漸進干擾對齊技術，每個用戶都能使其自由度達到無干擾情況下的1/2倍，整個系統(tǒng)總的自由度能夠達到單個用戶無干擾條件下的K/2倍，對多用戶無線通信系統(tǒng)，頻譜資源并不是有限的，總信道容量并不受用戶數量的限制，可以有效解決背景技術中的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種基于干擾對齊技術的無線通信系統(tǒng)，包括主接收端，所述主接收端的輸入端與主站控制中心相連接，所述主接收端還通過并行串口模塊與數據采集系統(tǒng)相連接，所述數據采集系統(tǒng)的輸出端與微控制器相連接，在數據采集系統(tǒng)的數據端還連接有模擬信號檢測設備，所述數據采集系統(tǒng)包括分站微處理器、無線通信模塊、數據存儲器、A/D轉換模塊；

分站微處理器，作為分站的控制中心還連接有接口和邏輯控制模塊以及高速數據接口模塊，所述接口和邏輯控制模塊作為各類數據接口，讀取數據，所述高速數據接口模塊用于和計算機通信，讀取存儲器中的數據；

無線通信模塊，用于和基站進行通信，通過無線通信模塊控制分站的數據采集，并可以通過數據接口提取出采集到的數據；

數據存儲器，負責控制數據采集及存儲的過程，實現與基站的通信；

A/D轉換模塊，在采樣前端加上調理電路，將模擬信號幅度調整到合適的范圍，使得輸出信號適用于不同信號幅度范圍的模擬觀測設備。

所述主接收端在對信道進行評估后，需要將CSI反饋給發(fā)射端，且在接收端的輸入端連接有預編碼矩陣反饋模塊；所述分站微處理器在干擾對齊的實現過程中，誤差來源主要包括信道的估計誤差、量化誤差以及過時誤差，對信道干擾的估計誤差以及量化誤差，都可以控制在不影響自由度的范圍內；所述微控制器內部的預編碼矩陣采用經典干擾對齊算法，使得在系統(tǒng)容量方面具有顯著優(yōu)勢；所述無線通信模塊利用多進制GMSK進行調制來獲取誤碼率和頻譜效率的折中效益，提高了無線通信系統(tǒng)的傳輸容量。

所述無線通信模塊的輸入端還連接有計算機控制系統(tǒng)，在計算機控制系統(tǒng)的數據端還連接有界面顯示及操作軟件模塊，在無線通信模塊的輸出端還設置有具有射頻轉換器的全方位天線；所述微處理器還包括數據協(xié)議控制器，在數據協(xié)議控制器的數據端還連接有用于加密以及監(jiān)測的數據編碼器模塊；所述A/D轉換模塊的數據端還連接有電源模塊，所述電源模塊的輸出端通過放大濾波器與信號調理電路相連接。

另外本發(fā)明還設計了一種基于干擾對齊技術的無線通信方法，包括以下步驟：

S1、各接收機以TDMA方式進行信道訓練，接收端采用MMSE估計；

S2、主接收端以TDMA方式發(fā)送各項預編碼矩陣的量化值；

S3、主接收端收集其他接收端的信道信息，并計算預編碼矩陣；

S4、設置3個發(fā)射端以干擾對其的方式同時通信，并且信息通知到云存儲器上。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：該基于干擾對齊技術的無線通信系統(tǒng)，采用一種被稱為干擾對齊的方法可以獲得比其他任何方式更好的性能，通過一種漸進干擾對齊技術，每個用戶都能使其自由度達到無干擾情況下的1/2倍，整個系統(tǒng)總的自由度能夠達到單個用戶無干擾條件下的K/2倍，對多用戶無線通信系統(tǒng)，頻譜資源并不是有限的，總信道容量并不受用戶數量的限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體工作原理結構示意圖；

圖2為本發(fā)明數據采集模塊內部結構示意圖；

圖3為本發(fā)明模數轉換電路結構示意圖。

圖中：1-主接收端；2-預編碼矩陣反饋模塊；3-數據采集系統(tǒng)；4-模擬信號檢測設備；5-并行串口模塊；6-主站控制中心；7-微處理器；8-數據協(xié)議控制器；9-數據編碼器模塊；10-A/D轉換模塊；11-電源模塊；12-放大濾波器；13-信號調理電路；14-全方位天線；15-分站微處理器；16-數據存儲器；17-無線通信模塊；18-計算機控制系統(tǒng)；19-界面顯示及操作軟件模塊；20-接口和邏輯控制模塊；21-高速數據接口模塊。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例：

請參閱圖1、圖2和圖3，本發(fā)明提供一種技術方案：一種基于干擾對齊技術的無線通信方法，包括以下步驟：

S1、各接收機以TDMA方式進行信道訓練，接收端采用MMSE估計；

S2、主接收端以TDMA方式發(fā)送各項預編碼矩陣的量化值；

S3、主接收端收集其他接收端的信道信息，并計算預編碼矩陣；

S4、設置3個發(fā)射端以干擾對其的方式同時通信，并且信息通知到云存儲器上。

包括主接收端，所述主接收端1在對信道進行評估后，需要將CSI反饋給發(fā)射端，且在接收端的輸入端連接有預編碼矩陣反饋模塊2；所述分站微處理器15在干擾對齊的實現過程中，誤差來源主要包括信道的估計誤差、量化誤差以及過時誤差，對信道干擾的估計誤差以及量化誤差，都可以控制在不影響自由度的范圍內；所述微控制器7內部的預編碼矩陣采用經典干擾對齊算法，使得在系統(tǒng)容量方面具有顯著優(yōu)勢；所述無線通信模塊17利用多進制GMSK進行調制來獲取誤碼率和頻譜效率的折中效益，提高了無線通信系統(tǒng)的傳輸容量；所述主接收端1的輸入端與主站控制中心6相連接，所述主接收端1還通過并行串口模塊5與數據采集系統(tǒng)3相連接，所述數據采集系統(tǒng)3的輸出端與微控制器7相連接，在數據采集系統(tǒng)3的數據端還連接有模擬信號檢測設備4。

所述數據采集系統(tǒng)3包括分站微處理器15、無線通信模塊17、數據存儲器16、A/D轉換模塊10；

分站微處理器15，作為分站的控制中心還連接有接口和邏輯控制模塊20以及高速數據接口模塊21，所述接口和邏輯控制模塊20作為各類數據接口，讀取數據，所述高速數據接口模塊21用于和計算機通信，讀取存儲器中的數據；

無線通信模塊17，用于和基站進行通信，通過無線通信模塊控制分站的數據采集，并可以通過數據接口提取出采集到的數據；

數據存儲器16，負責控制數據采集及存儲的過程，實現與基站的通信；

A/D轉換模塊10，在采樣前端加上調理電路，將模擬信號幅度調整到合適的范圍，使得輸出信號適用于不同信號幅度范圍的模擬觀測設備。

所述無線通信模塊17的輸入端還連接有計算機控制系統(tǒng)18，在計算機控制系統(tǒng)18的數據端還連接有界面顯示及操作軟件模塊19，在無線通信模塊17的輸出端還設置有具有射頻轉換器的全方位天線14；所述微處理器7還包括數據協(xié)議控制器8，在數據協(xié)議控制器8的數據端還連接有用于加密以及監(jiān)測的數據編碼器模塊9；所述A/D轉換模塊10的數據端還連接有電源模塊11，所述電源模塊11的輸出端通過放大濾波器12與信號調理電路13相連接。

所述模擬信號檢測設備4可以提取被觀測對象的一些特征信號，這些信號都是模擬量，有多個模擬信號檢測設備，且它們是同步工作的無線通信模塊17用于和基站進行通信高速的數據接口用于和計算機通信，讀取存儲器中的數據。在測試過程中可以不連接，而在測試完成之后用筆記本電腦與之連接，讀取數據微控制器7是分站的控制核心，負責控制數據采集及存儲的過程，實現與基站的通信。其中，分站微控制器及其外圍的數模信號轉換電路、存儲電路，構成了數據采集及存儲模塊。

本發(fā)明的工作原理：該基于干擾對齊技術的無線通信系統(tǒng)，采用一種被稱為干擾對齊的方法可以獲得比其他任何方式更好的性能，通過一種漸進干擾對齊技術，每個用戶都能使其自由度達到無干擾情況下的1/2倍，整個系統(tǒng)總的自由度能夠達到單個用戶無干擾條件下的K/2倍，對多用戶無線通信系統(tǒng)，頻譜資源并不是有限的，總信道容量并不受用戶數量的限制。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。