[发明专利]一种基于多输入信号的无线通信系统

权利要求书

1.一种基于多输入信号的无线通信系统，包括传感节点调控模块、传输优化模块、分布式空时编码模块，其特征在于：所述传感节点调控模块用于对矿井中的传感节点功能进行灵活调控，所述传输优化模块用于对无线传输环节进行自适应优化，所述分布式空时编码模块用于对无线通信中的协同通信传感节点进行协同编码，所述传输优化模块包括协同通信模块、多入多出调控模块、信道容量计算模块，所述协同通信模块用于优化传输模式，所述多入多出调控模块用于提高频谱利用率，所述信道容量计算模块用于对每个节点组成的传输线路的信道容量进行计算，所述传感节点调控模块与传输优化模块电连接，所述协同通信模块与多入多出调控模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述传输节点调控模块包括定位模块、通信协议下载模块、节点中继模块、自组织接入模块、动态重组模块，所述定位模块用于建立传感节点分布立体分布并定位单个节点，所述通信协议下载模块用于从服务器中下载对应功能的传输协议，所述节点中继模块用于选择节点作为中继节点，所述自组织接入模块用于统筹节点接入顺序，所述动态重组模块用于对传感节点进行动态重组，所述定位模块、通信协议下载模块与节点中继模块电连接，所述自组织接入模块与动态重组模块电连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述分布式空时编码模块包括节点功率优化模块、中继节点分配模块、性能仿真模块，所述节点功率优化模块用于对传感节点的功率进行传输优化，所述中继节点分配模块用于进行中继节点分配，所述性能仿真模块用于对分配完成的节点组合进行仿真模拟，所述节点功率优化模块、中继节点分配模块与性能仿真模块电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述传感节点调控模块的运行方法包括以下步骤：

步骤A：根据矿井中的节点分布进行定位与编号；

步骤B：对传感器节点进行通信协议下载；

步骤C：选择传感节点并导入中继通信协议，实现节点的中继功能；

步骤D：统筹节点接入顺序，进行自组织接入调节；

步骤E：对不同功能的节点进行动态重组。

5.根据权利要求4所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述通信协议包括源节点端协议、目的节点端协议、多个中继节点协议，其中源节点端协议与目的节点端协议的通信过程分为广播过程和协同过程。

6.根据权利要求5所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述通信协议中的中继节点协议用于协助源节点与目的节点进行通信，且以时分双工形式进行工作。

7.根据权利要求6所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述多入多出调控模块的运行方法包括以下步骤：

步骤一：建立由N_t根发射天线和N_r根接收天线组成的多入多出信道模型；

步骤二：对每一个信号在周期内进行调制，并组成N_t维列向量其中表示第N_t个元素由第t根虚拟天线发射出去；

步骤三：在接收机端建立N_r维列向量

步骤四：建立信道矩阵H，其中H可以表示为N_t×N_r的复矩阵；

步骤五：计算信道矩阵下，多入多出系统的输入输出方程，具体表示为y＝Hx+N_tN_r；

步骤六：根据复矩阵下的复信道增益h与接收天线的平均信噪比ρ计算多入多出系统的系统容量C，其中

8.根据权利要求7所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述步骤六中，多入多出系统的系统容量C的计算公式为：

其中，ρ为接收天线的平均信噪比，单位为db，h_t为输入信号数量为N_t时，复矩阵下的复信道增益，单位为Hz。

9.根据权利要求8所述的一种基于多输入信号的无线通信系统，其特征在于：所述中继节点分配模块的工作方法为：根据中继节点的发射功率进行差错概率最小化分配。