[发明专利]物联网节点天线增强技术

说明书

本发明涉及一种基于双天线技术的物联网节点，包括双天线及其空时分集方法，能保证物联网节点可以工作于双天线模式下，也可以工作于单天线模式下。该系谎只需增加少量硬件成本和能量消耗，即可增大物联网节点的通信距离，提高物联网中信息传输的可靠性。属于无线通信和信息传输技术领域。

背景技术

物联网是大量无线传感器节点籍由无线通信的方式组成的信息传输网络，在军事、工业、交通、安全、医疗、家庭和办公环境等众多场合有着非常广泛的应用。物联网节点是物联网的关键组成部分，包括信息采集模块、信息处理模块、无线通信模块和电源模块，用于完成信息采集、处理和传输；同时要求成本低、功耗低。无线传感器节点一般由电池供电，在不更换电池的情况下要求能够工作数月至数年之久。如何在成本和功耗限制之下，增大物联网节点的通信距离，实现物联网中信息的可靠传输，是物联网需要解决的关键技术。

中国发明专利申请公开说明书CN101068174，CN101009623公开了一种物联网节点，它由信息采集模块、信息处理模块、无线通信模块和电源模块所组成，这种节点由于采用单天线发射无线电信号，在节点系统能量受限条件下，通信距离短，当通信距离增加时可能伴随着信号传输可靠性的降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在现有的物联网节点只需增加少量硬件和能量消耗，就可增大通信距离，提高数据传输可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明采用物联网节点的基本架构，在物联网节点上配备了双天线，采用了一种低复杂度双天线空时分集方法来收发数据。物联网节点可以工作于双天线模式下，也可以工作于单天线模式下。

低复杂度双天线空时分集方法是这样实现的：发送方将用户比特数据进行一系列映射、调制、扩频和空时编码等变换后，得到两路数字信号，每路信号都是全部用户数据信号的不同表现形式，该两路数字信号分别承载在发送方的发射天线甲和发射天线乙上，发射给接收方。接收方分别对接收天线甲接收到的两路信号和接收天线乙接收到的两路信号进行一系列译码和变换后，得到最终的对原始数据的估计。发送方和接收方也可以根据具体的情况，工作于单天线模式下：只让一根天线工作，关闭另一根天线，以节省能量消耗。

积极效果是，该发明可以在相对于传统的物联网节点只增加少量硬件成本和能量消耗的条件下，增大物联网节点的通信距离，提高物联网中信息传输的可靠性；同时，该发明可以根据实际要求，工作于单天线模式下，以节省能量消耗。

附图说明

图1为基于双天线技术的物联网节点通信示意图。

图2为低复杂度双天线空时分集发送方法示意图。

图3为低复杂度双天线空时分集接收方法示意图。

图中101.发射天线甲，102.发射天线乙，103.低复杂度双天线空时分集发送方法，104.发送方物联网节点；111.接收天线甲，112.接收天线乙，113.低复杂度双天线空时分集接收方法，114.接收方物联网节点；100.无线信道。

其中发送方物联网节点104根据低复杂度双天线空时分集发送方法103，将信息通过101发射天线甲和102发射天线乙送入无线信道100，两根发射天线的信号在空间传播时经过各自独立的衰落信道到达111接收天线甲和112接收天线乙。接收方物联网节点114根据113低复杂度双天线空时分集接收方法进行译码。

图2为低复杂度双天线空时分集发送方法示意图。

图中101.发射天线甲，102.发射天线乙，104.发送方物联网节点；201.比特/符号映射器，202.扩频器，203.调制器，204.选择器甲，205.选择器乙，206.空时编码器，207.控制器甲；211.比特序列B，212.符号序列W，213.码片序列C，214.信道符号序列S，215.信道符号序列S2，216.信道符号序列S2。

211比特序列B被比特/符号映射器201映射为212符号序列W，W被扩频器202扩频为213码片序列C，C被203调制器调制为214信道符号序列S，送入204选择器甲。控制器甲207根据104发送方物联网节点的工作模式来控制204选择器甲、205选择器乙、206空时编码器。

如果104发送方物联网节点工作于单天线模式下，207控制器甲关闭206空时编码器，204选择器甲直接将S送入205选择器乙，207控制器甲根据通信质量控制205选择器乙，将S送入101发射天线甲或者102发射天线乙。