[发明专利]利用干涉图案的MIMO系统和方法

说明书

一种通信系统10包括周期波的源装置12。源装置被配置成生成具有多个波瓣18.1至18.13的干涉波图案。每个波瓣具有从源装置处的原点22发散的主轴20以及在任何两个相邻波瓣之间的零点24。为波提供至少一个传感器装置26。传感器装置包括彼此间隔开的第一传感器28和第二传感器30。第一信号源40通过相移装置41连接至源装置12，以生成第一干涉波图案18，相比于第二传感器30，该第一干涉波图案18更多地照射第一传感器28。第二信号源42通过相移装置连接至源装置，以生成第二干涉图案46，该第二干涉图案46相对第一干涉图案有偏移，并且相比于第一传感器，该第二干涉图案46更多地照射第二传感器。

技术领域

本发明涉及通信系统和方法，并且更具体地，涉及不依赖于多径传播的多输入多输出(MIMO)系统。

背景技术

MIMO系统依赖于发送天线和接收天线之间的多个去相关路径，以在相同频率上发送若干数据流，从而增加信道容量。通常，在自由空间点对点无线电通信系统中，只有两个完全去相关的信道是可能的。这两个完全去相关的信道是两个正交的或相反圆极化的传输，并且可以以这些极化方案之间的无相关或低相关来生成和接收这两个完全去相关的信道。这允许在自由空间中使用2x2 MIMO系统，但是在没有信道内的反射的情况下，通常认为诸如4x4或8x8的更高阶MIMO是不可能的。因此，在实践中利用发送位置和接收位置之间的机会反射(chance reflection)来实现高于2×2的MIMO。

发明目的

因此，本发明的一个目的是提供一种在协作发送和接收天线之间的通信系统和方法，其实现去相关信道，而不依赖于或利用引起多径的反射，并且申请人认为利用其至少可以减轻上述缺点，或者其可以为已知的天线和方法提供有用的替代方案。

发明内容

根据本发明，提供了一种通信系统，该通信系统包括：

-周期波的源装置，源装置被配置成生成干涉波图案，干涉波图案包括多个波瓣，所述波瓣均具有从源装置处的原点发散的主轴和在任意两个相邻波瓣之间的零点；

-用于波的至少一个传感器装置，该传感器装置包括彼此间隔开的至少第一传感器和第二传感器；

-第一信号源，其通过相移装置被连接至源装置，以生成第一干涉波图案，相比于第二传感器，该第一干涉波图案更多地照射第一传感器；

以及

-第二信号源，其通过相移装置被连接至源装置，以生成第二干涉图案，该第二干涉图案相对第一干涉图案有偏离，并且相比于第一传感器，该第二干涉图案更多地照射第二传感器。

周期波可以具有与波长λ_c相关联的中心频率f_c，源装置可以至少包括彼此间隔距离d₁的第一波源和第二波源，在任何主轴和相邻零点之间可以存在角度θ，至少一个传感器装置可以与波源装置间隔开距离s，第一传感器和第二传感器可以彼此间隔距离d₂，使得

d₁＝λ_cs/2d₂

并且使得间隔开的传感器之间的线对着原点处的角度θ，第一信号源可以通过相移装置被连接至之间具有第一相位差的第一波源和第二波源，以共同生成第一干涉图案；第二信号源可以通过相移装置被连接至之间具有第二相位差的第一波源和第二波源，第一相位差和第二相位差之间的差在90度和270度之间，以共同生成第二干涉图案。

每个波源可以包括发送天线，并且每个传感器可以包括接收天线。

天线的基本特性是用于接收时天线的接收图案(根据方向的灵敏性)与用于发送时的天线的远场辐射图案相同。这是电磁学互易定理的结果。因此，当在本说明书中提及辐射图案时，天线可以被视为发送或接收或两者，在上下文中更方便。