[发明专利]一种基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统及方法

权利要求书

1.一种基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于，包括：信号采集设备、发射端天线阵、接收端天线阵、传输矩阵获取装置和控制计算机；发射端天线阵连接到信号采集设备上，接收端天线阵放置于发射天线阵的正前方或正前方附近区域，发射端天线阵与接收端天线阵采用相同的天线阵列，发射端天线阵、接收端天线阵中的天线单元分别工作于发射与接收状态；控制计算机连接接收天线阵；传输矩阵获取装置的两端分别连接发射端天线阵与接收端天线阵；

从信号采集设备获得多路传输信号，使用发射端天线阵并行发射各路传输信号的数据，传输信号在自由空间中进行短距离的传播，然后被接收端天线并行地接收；根据发射端天线阵与接收端天线阵的间距，以及发射端天线阵与接收端天线阵的各天线单元的间距、数据流的数目和信号频段，利用传输矩阵获取装置确定发射端天线阵、接收端天线阵之间的传输矩阵A，并送至控制计算机中；

控制计算机计算传输矩阵A的条件数，调整发射端天线阵、接收端天线阵的间距，以及发射端天线阵与接收端天线阵各天线单元的间距、数据流的数目和信号频段，直到获得设定的传输矩阵的条件数；然后控制计算机对所获得的传输矩阵A求逆矩阵，将逆矩阵加载到接收信号上，通过对接收信号幅度和相位的调整，恢复出原始的传输信号，实现传输信号基于矩阵求逆的短距离并行无线传输。

2.根据权利要求1所述的基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于：所述发射端天线阵和接收端天线阵的间距可调整，最小间距为零，最大距离到信号最高频率所对应波长的三十倍。

3.根据权利要求1所述的基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于：所述设定的传输矩阵条件数为1-10，最佳条件数值为1。

4.根据权利要求1所述的基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于：所述传输矩阵获取装置分为有相位测量与无相位测量两类，有相位测量法所使用装置为一台矢量网络分析仪或频谱仪或综测仪或矢量接收机，传输信号时，发射端天线阵、接收端天线阵中的天线单元分别工作于发射与接收状态，如果发射信号是由有相位测量法所使用装置的自带芯片提供，则有相位测量法所使用装置将提供一路参考信号用于获取传输矩阵的相位信息；无相位测量方法包括旋转矢量法、换相测量法，不需要提供参考信号，发射端天线阵的每个天线单元需要连接一个数字移相器实现配相状态的改变，接收端天线阵的每个天线单元需要连接一个功率计，依次求解功率值与配相状态所联立的方程组获取传输矩阵的相位。

5.根据权利要求1所述的一种基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于：所述发射端天线阵进行信号传输时，若接收端天线阵的各天线单元的波束未能和相对应的发射端天线阵的各天线单元的波束方向对准，会导致其传输效率的降低，为避免各发射端天线所传输信号的串扰对系统稳定性产生影响，所使用的发射端天线阵与接收端天线阵的各天线单元都应该具有一致且良好的方向性，发射端天线阵各天线单元的波束与接收端天线阵各天线单元的波束对齐，天线增益在5dBi到25dBi之间。

6.根据权利要求1所述的一种基于矩阵求逆的短距离并行无线传输系统，其特征在于：所述发射端天线阵与接收端天线阵的各天线单元为双极化天线，具有与地面互相垂直或水平和正负45°两类极化方向；进行传输时，一方面要把接收端天线阵置于发射端天线阵前设定的距离和范围内；另一方面，也要降低因天线单元的极化方向不一致产生的极化损失，在天线单元的两极化之间添加探头幅度控制单元，控制双极化天线的两种极化，使得天线单元合成产生任意线极化，测量时将发射端天线阵与接收端天线阵的各天线单元的极化对正。