CN103812540B - 阵列天线及发射接收信号方法、装置 - Google Patents

阵列天线及发射接收信号方法、装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种阵列天线及发射接收信号方法、装置。其中，所述阵列天线包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接。通过设置至少两根主动天线，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，而且，每根寄生天线分别与可控负载耦接，当信道处于良好状态时，调整与寄生天线耦接的可控负载，即可实现对调整信道容量，在信道并非处于良好状态时，同时调整与寄生天线耦接的可控负载，以及根据调整向量调整主动天线的发射方向图，即可实现降低误码率，同时，还能够实现小型化。

Description

阵列天线及发射接收信号方法、装置
技术领域
本申请涉及通信领域，特别是涉及阵列天线及发射接收信号方法、装置。
背景技术
多输入多输出（MIMO，Multiple-Input Multiple-Output）系统允许多个天线同时发送和接收多个空间流，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。在发送端或接收端使用MIMO系统能够使得多个并行数据流可以同时传送，提高信道容量，同时，在发送端或接收端使用MIMO系统可以显著克服信道的衰落，降低误码率。
现有技术的提供了一种MIMO系统，由多根主动天线组成，而且每根主动天线连接到一个发射或接收链路，通过控制发射或接收链路从而调整每根主动天线的发射或接收方向图，从而实现调整信道容量或克服信道衰落。但是，由于现有的MIMO系统每根主动天线都必须连接一个发射或接收链路，从而使得MIMO系统较为庞大，不利于实现装置的小型化。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供阵列天线及发射接收信号方法、装置，能够在实现传统MIMO系统的性能同时实现系统的小型化。
为解决上述技术问题，本申请一方面提供了一种数据发射方法，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述方法包括如下步骤：发射信号装置根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态；如果信道处于良好状态，选择正交发射组合，并根据所述正交发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；如果信道并非处于良好状态，选择相关发射组合，并根据所述相关发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整所述主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
其中，所述选择正交发射组合步骤之前包括如下步骤：在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；所述选择正交发射组合步骤包括如下步骤：遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合；根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；如果信道处于慢衰落情况，从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
其中，所述选择相关发射组合的步骤包括如下步骤：在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值；如果发射方向向量组合的相关性大于阈值，则存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合；根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；如果信道处于慢衰落情况，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
其中，所述发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
为解决上述技术问题，本申请另一方面提供了一种接收信号方法，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述方法包括如下步骤：接收信号装置接收模式命令，并根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式；如果发射信号装置采用复用模式，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过控制电路调整所述可控负载的电抗以接收信号；如果发射信号装置采用波束成型模式，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。
其中，所述选择正交接收组合步骤之前包括如下步骤：在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；所述选择正交接收组合步骤包括如下步骤：遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合；根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；如果发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；如果发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
其中，所述选择相关接收组合的步骤包括如下步骤：在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值；如果接收方向向量组合的相关性大于阈值，则存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合；根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；如果发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；如果发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
其中，所述接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
为解决上述技术问题，本申请再一方面提供了一种发射信号装置，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：判断模块以及选择调整模块；所述判断模块用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态，并将第一判断结果向所述选择调整模块发送；所述选择调整模块用于接收所述第一判断结果，并在信道处于良好状态时，选择正交发射组合，并根据所述正交发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；在信道并非处于良好状态时，选择相关发射组合，并根据所述相关发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整所述主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
其中，所述选择调整模块包括第一遍历单元、第二遍历单元、第一判断单元以及第一选择单元；所述第一遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将所述多组发射方向向量组合向所述第二遍历单元发送；所述第二遍历单元用于遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合，并将所述至少一组正交发射组合向所述第一选择单元发送；所述第一判断单元用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第二判断结果向第一选择单元发送；所述第一选择单元用于接收所述至少一组正交发射组合以及所述第二判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从所述至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；以及，在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
其中，所述选择调整模块包括第三遍历单元、第二判断单元、存储单元、第三判断单元以及第二选择单元；所述第三遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将所述多组发射方向向量组合向所述第二判断单元发送；所述第二判断单元用于接收多组发射方向向量组合，判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向所述存储单元发送；所述存储单元用于接收所述第三判断结果，在发射方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合，并将所述至少一组相关发射组合向所述第二选择单元发送；所述第三判断单元用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第四判断结果向所述第二选择单元发送；所述第二选择单元用于接收所述至少一组相关发射组合以及所述第四判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
其中，所述发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
为解决上述技术问题，本申请又一方面提供了一种接收信号装置，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：判断模块以及选择调整模块；所述判断模块用于接收模式命令，根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式，并将第一判断结果向所述选择调整模块发送；所述选择调整模块用于接收所述第一判断结果，并在发射信号装置采用复用模式时，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以接收信号；在发射信号装置采用波束成型模式时，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。
其中，所述选择调整模块包括第一遍历单元、第二遍历单元、第一判断单元以及第一选择单元；所述第一遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将所述多组接收方向向量组合向所述第二遍历单元发送；所述第二遍历单元用于遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合，并将所述至少一组正交接收组合向所述第一选择单元发送；所述第一判断单元用于根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第二判断结果向第一选择单元发送；所述第一选择单元用于接收所述至少一组正交接收组合以及所述第二判断结果，并在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；以及，在发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
其中，所述选择调整模块包括第三遍历单元、第二判断单元、存储单元、第三判断单元以及第二选择单元；所述第三遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将所述多组接收方向向量组合向所述第二判断单元发送；所述第二判断单元用于接收多组接收方向向量组合，判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向所述第二选择单元发送；所述存储单元用于在接收方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合，并将所述至少一组相关接收组合向所述第二选择单元发送；所述第三判断单元用于接收所述至少一组相关接收组合，根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第四判断结果向所述第二选择单元发送；所述第二选择单元用于接收所述至少一组相关接收组合以及所述第四判断结果，并在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；在发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
其中，所述接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种阵列天线，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接。
通过设置至少两根主动天线，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，而且，每根寄生天线分别与可控负载耦接，当信道处于良好状态时，调整与寄生天线耦接的可控负载，使得每根主动天线的发射方向图均正交，降低信道的相关性，从而降低信道传输矩阵的条件数，即可实现增加信道容量以同时传输多路数据；在信道并非处于良好状态时，同时调整与寄生天线耦接的可控负载，以及根据接收或发射波束成型向量调整主动天线的发射方向图，提高信道的相关性，从而提高信道传输矩阵的条件数，即可利用多个主动天线及其所附属的寄生天线传输一路数据，以实现降低误码率。与现有技术相比，本申请中主动天线加上寄生天线数量的天线可以等同于传统MIMO系统中同样数量的天线（均为主动天线）的效果，而且，通过寄生天线去虚拟主动天线，并通过可控负载进行调整电抗，从而实现对发射或接收方向图的调整，可以减少对发射或接收链路的需求（传统MIMO系统每根天线都是主动天线，所以都必须连接到一个发射或接收链路），大大减少系统的体积，从而实现装置的小型化。
附图说明
图1是本申请阵列天线一实施方式的结构示意图；
图2是本申请数据发射方法一实施方式的流程图；
图3是本申请数据发射方法另一实施方式的流程图；
图4是图3所示的选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合步骤的流程图；
图5是图3所示的选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合步骤的流程图；
图6是图3所示的每个资源块对应选择一组相关发射组合步骤的流程图；
图7是本申请数据接收方法一实施方式的流程图；
图8是本申请数据接收方法另一实施方式的流程图；
图9是图8所示的选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合步骤的流程图；
图10是图8所示的选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合步骤的流程图；
图11是图8所示的每个资源块对应选择一组相关接收组合步骤的流程图；
图12是本申请发射信号装置一实施方式的结构示意图；
图13是本申请发射信号装置另一实施方式的结构示意图；
图14是本申请接收信号装置一实施方式的结构示意图；
图15是本申请接收信号装置另一实施方式的结构示意图；
图16是本申请发射信号装置再一实施方式的结构示意图；
图17是本申请接收信号装置再一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透切理解本申请。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
参阅图1，图1是本申请阵列天线一实施方式的结构示意图。本实施方式的阵列天线包括：主动天线110、寄生天线120、控制电路130。其中，主动天线110的数量为至少两根，每根主动天线110通过电阻111耦接于一个发射或接收链路（图未示），每根主动天线110围绕至少两根不同的寄生天线120，每根寄生天线120分别与可控负载121耦接，而可控负载121分别与控制电路130耦接。为了便于陈述，下文以两根主动天线110，每根主动天线110被两根等距离的寄生天线120所围绕为例进行说明。在其它的实施方式中，主动天线110和寄生天线120可根据实际需要进行设置，此处不作限定。
当两根主动天线110之间的距离d2，而主动天线110与寄生天线120之间的距离都为d1时，对阵列天线的发射方向图G(θ)进行建模得到：
G(θ)=aT(θ)w[s1 0 0 s2 0 0]T
=aT(θ)[w(1) w(4)][s1 s2]T
=aT(θ)[g1 g2][s1 s2]T
其中， λ为发射波的波长，θ为发射波的离开角，aT(θ)为阵列天线在θ方向的空间特征向量。
w=(Z+X)-1，w(1)为w的第一列，w(4)为w的第四列，g1=w(1)，g2=w(4)，
Z矩阵为所有天线（包括主动天线110以及寄生天线120）的阻抗阵列，其中，对角线上的元素为天线的自阻抗值，非对角线上的元素为天线之间的互阻抗值。X矩阵中的R为与主动天线110耦接的电阻111的阻值，jX1,jX2,jX3,jX4分别为图1中从左至右的可控负载121的电抗值。
s1，s2为分别输入到两根主动天线110的信号，当信道处于良好状态，适合进行两路数据传输时，s1，s2为两路不同的数据流，当信道处于非良好状态，只适合进行一路数据传输时，s1，s2为同一路数据分别在两根主动天线110进行相位和幅度控制所得到的结果。
从上述阵列天线的发射方向图G(θ)建模可知，两根主动天线110的发射方向图分别为G1(θ)=aT(θ)g1，G2(θ)=aT(θ)g2，对g1，g2进行调整可以使得两根主动天线110的发射方向图相应改变。而且，g1，g2与jX1,jX2,jX3,jX4相关，调整jX1,jX2,jX3,jX4即可获得不同的发射方向向量组合[g1g2}，其中，包括使得两根主动天线110的发射方向图正交的正交发射组合，以及使得g1，g2相关的相关发射组合。
对信道传输矩阵进行建模，可以得到信道传输矩阵其中，H为非耦合信道，从信道传输矩阵的建模可知，信道传输矩阵与g1，g2相关，因而对g1，g2进行调整时，可以调整信道的相关性。而且，调整jX1,jX2,jX3,jX4以获得正交发射组合时，信道的相关性将降低，从而降低信道传输矩阵的条件数，以实现增加信道容量同时传输多路数据；调整jX1,jX2,jX3,jX4以获得相关发射组合时，信道的相关性将增强，从而提高信道传输矩阵的条件数，以实现利用多个主动天线及其所附属的寄生天线传输一路数据，降低误码率。
参阅图2，图2是本申请数据发射方法一实施方式的流程图。本实施方式的数据发射方法包括如下步骤：
S201：发射信号装置根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态。如果信道处于良好状态，进入S202；如果信道处于非良好状态，进入S203。
S202：发射信号装置选择正交发射组合，并根据正交发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
下行链路的信道处于良好状态比信号处于非良好状态时的误码率低，因而，当下行链路的信道处于良好状态时，发射信号装置选择正交发射组合降低信道的相关性，从而实现增加信道容量同时传输多路数据。发射信号装置在选择合适的正交发射组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的正交发射组合以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。其中，正交发射组合为使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合。
S203：发射信号装置选择相关发射组合，并根据相关发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
下行链路的信道处于非良好状态比信号处于良好状态时的误码率高，因而，当下行链路的信道并非处于良好状态时，发射信号装置选择相关发射组合，提高信道的相关性，从而实现利用多个主动天线及其所附属的寄生天线传输一路数据，降低误码率。发射信号装置在选择合适的相关发射组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的相关发射组合，以及通过发射链路调整发射波束成型向量从而调整主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
参阅图3，图3是本申请数据发射方法另一实施方式的流程图。本实施方式数据发射方法包括如下步骤：
S301：发射信号装置根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态。
如果信道处于良好状态，发射信号装置适合选择正交发射组合降低信道的相关性，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送，从而实现增加信道容量同时传输多路数据，因而进入S302；如果信道处于非良好状态，发射信号装置适合选择相关发射组合，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送，提高信道的相关性，从而实现利用多个主动天线及其所附属的寄生天线传输一路数据，降低误码率，因而进入S308。
S302：发射信号装置在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合。
在本实施方式中，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组发射方向向量组合。
S303：发射信号装置遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合。
其中，正交发射组合能够使得每根主动天线的发射方向图均正交，因而满足如下公式：
其中，aT(θ)，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
发射信号装置遍历所获得的发射方向向量组合，将上一步骤中所获得的多组发射方向向量组合分别代入到公式中，如果满足公式，则该发射方向向量组合即为正交发射组合，从而获得至少一组正交发射组合。
S304：发射信号装置根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况。
如果下行链路的信道处于慢衰落情况，信道变化较慢，有足够的时间先获得使得信道容量最大的正交发射组合，因而进入S305；如果下行链路的信道处于快衰落情况，信道变化的情况较快，如果采用先找到使得信道容量最大的正交发射组合，然后调整可控负载的电抗的方法，可能导致在获得使信道容量最大的正交发射组合时，信道情况已经发生变化，不能达到预期效果，因此进入S306。
S305：发射信号装置从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
请一并参阅图4，图4是图3所示的选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合步骤的流程图。选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合步骤包括如下步骤：
S401：发射信号装置轮询多组正交发射组合，并发射多个相应的导频信号。
发射信号装置按序号从多组正交发射组合中选择其中一组正交发射组合，并根据该组正交发射组合调整可调负载的电抗，然后在调整后的可调负载下向接收信号装置发射相应的导频信号，再按序号选择下一组正交发射组合，直到多组正交发射组合相应的导频信号都发射完毕。
S402：接收信号装置根据多组导频信号分别估计多个信道传输矩阵。
由于发射信号装置在不同正交发射组合下的信道传输矩阵不同，所以，接收信号装置在按序号接收到多个导频信号后，根据导频信号分别估计出每组正交发射组合所对应信道传输矩阵。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S403：接收信号装置根据多个信道传输矩阵计算多个信道容量。
接收信号装置在计算得到每组正交发射组合所对应的信道传输矩阵后，根据以下公式计算得到每组正交发射组合所对应的信道容量。
其中，m∈M，M为正交发射组合的总量，m表示其中的一组正交发射组合，Cm为第m种正交发射组合所对应的信道容量，I2为二阶的单位矩阵，Ptotal为发射总功率，σ2为噪声方差，为第m种正交发射组合所对应的信道传输矩阵。
S404：接收信号装置比较多个信道容量以获得使得信道容量最大的正交发射组合。
在计算获得每组正交发射组合所对应的信道容量后，接收信号装置比较每组正交发射组合所对应的信道容量，以获得使得信道容量最大的正交发射组合，并将该组正交发射组合所对应的序号向接收信号装置发送。
综合上述，发射信号装置在下行链路的信道处于慢衰落情况时，从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送，并进入S307。
S306：发射信号装置将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
在下行链路的信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，从而达到快速选择正交发射组合的效果，然后，进入S307。
S307：发射信号装置根据正交发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗以发射数据。
当下行链路的信道处于慢衰落情况时，发射信号装置接收接收信号装置所发送的序号，并根据序号选择与所述序号对应的一组正交发射组合，然后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得这组正交发射组合。
当下行链路的信道处于快衰落情况时，发射信号装置将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送，并在第一块时频资源选择第一组正交发射组合，然后，控制电路调整可控负载的电抗以获得第一组正交发射组合。下一个时频资源选择下一组正交发射组合，直到最后一组正交发射组合被选择，然后，又重新选择第一组正交发射组合，直到所有的数据发送完毕。
S308：发射信号装置在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合。
在本实施方式中，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组发射方向向量组合。
S309：发射信号装置判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值。
发射信号装置在获得多组发射方向向量组合后，根据如下公式判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值。其中，阈值的范围为[0,1]，阈值越大，相关性越高，在本实施方式中可设置阈值为0.6。
其中，为每组发射方向向量组合的相关性，ε为阈值，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
如果发射方向向量组合的相关性大于阈值，进入S310，否则，将不进行任何处理。
S310：发射信号装置存储该组发射方向向量组合以构成至少一组相关发射组合。
发射信号装置将相关性大于阈值的发射方向向量组合存储在本地，以作为相关发射组合。
S311：发射信号装置根据信道预测或信道估计判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况。
如果下行链路的信道处于慢衰落情况，信道变化较慢，有足够的时间先获得使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，因而进入S312；如果下行链路的信道处于快衰落情况，信道变化的情况较快，如果采用先找到使得第一路波束增益最大化的相关发射组合的方法，可能导致在获得使第一路波束增益最大化的相关发射组合时，信道情况已经发生变化，不能达到预期效果，因此进入S313。
S312：发射信号装置从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
请一并参阅图5，图5是图3所示的选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合步骤的流程图。选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合步骤包括如下步骤：
S501：发射信号装置轮询多组相关发射组合，并发射多个相应的导频信号。
发射信号装置按序号从多组相关发射组合中选择其中一组相关发射组合，并根据该组相关发射组合调整可调负载的电抗，然后在调整后的可调负载下向接收信号装置发射相应的导频信号，再按序号选择下一组相关发射组合，直到多组相关发射组合相应的导频信号都发射完毕。
S502：接收信号装置根据多组导频信号分别估计多个信道传输矩阵。
由于发射信号装置在不同相关发射组合下的信道传输矩阵不同，所以，接收信号装置在按序号接收到多个导频信号后，根据导频信号分别估计出每组相关发射组合所对应信道传输矩阵。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S503：接收信号装置根据多个信道传输矩阵计算得到多个第一路波束增益。
接收信号装置在计算得到每组相关发射组合所对应的信道传输矩阵后，可对信道传输矩阵进行奇异值分解以获得每组相关发射组合所对应的第一路波束增益。奇异值分解的公式如下：
其中，n∈N，N为相关发射组合的总量，n表示其中的一组相关发射组合，H[g1，ng2,n]为第n组相关发射组合所对应的信道传输矩阵，λ1(H[g1，n g2,n])为第一路波束增益，λ2(H[g1，n g2,n])为第二路波束增益，并且，
λ1(H[g1,ng2,n])≥λ2(H[g1,ng2,n])≥0，U1，n，U2,n分别为第一路波束增益和第二路波束增益所对应的左奇异向量，而V1，n，V2,n分别为第一路波束增益和第二路波束增益所对应的右奇异向量。
S504：接收信号装置比较多个第一路波束增益以获得使得第一路波束增益最大化的相关发射组合。
在计算获得每组相关发射组合所对应的第一路波束增益后，接收信号装置比较每组相关发射组合所对应的第一路波束增益，以获得使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将该组相关发射组合所对应的序号以及第一路波束增益所对应的右奇异向量向接收信号装置发送。
其中，如果发射信号装置中已经存储有与各个相关发射组合所对应的右奇异向量，也可以只将该组相关发射组合所对应的序号向接收信号装置发送，接收信号装置在接收到序号后，在本地进行检索，即可获得对应的右奇异向量。
综合上述，发射信号装置在下行链路的信道处于慢衰落情况时，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送，并进入S314。
S313：发射信号装置将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
在下行链路的信道处于快衰落情况时，发射信号装置将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块。
参阅图6，图6是图3所示的每个资源块对应选择一组相关发射组合步骤的流程图。每个资源块对应选择一组相关发射组合步骤包括如下步骤：
S601：发射信号装置在每个资源块对应选择一组相关发射组合，并发射多个相应的导频信号。
发射信号装置按序号在每个资源块选择一组相关发射组合，并根据该组相关发射组合调整可调负载的电抗，然后在调整后的可调负载下向接收信号装置发射相应的导频信号。
S602：接收信号装置根据导频信号估计信道传输矩阵。
由于发射信号装置必须在根据右奇异向量调整主动天线的发射方向图，所以接收信号装置在接收到导频信号后，必须根据导频信号估计信道传输矩阵以便对信道传输矩阵进行奇异值分解，进而获得右奇异向量。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S603：接收信号装置对信道传输矩阵进行奇异值分解。其中，对信道传输矩阵进行奇异值分解的过程与S503中的奇异值分解过程类似，此处不重复赘述。
接收信号装置在对信道传输矩阵进行奇异值分解后，将右奇异向量向发射信号装置发送。其中，如果发射信号装置已经存储有与各组相关发射组合相应的右奇异向量，接收信号装置也可将序号向发射信号装置发送，发射信号装置在接收到序号后，根据序号在本地进行搜索从而获得相应的右奇异向量。
S314：发射信号装置根据相关发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整主动天线的发射方向图。其中，发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的第一路波束增益所对应的右奇异向量。
当下行链路的信道处于慢衰落情况时，发射信号装置接收接收信号装置所发送的序号以及右奇异向量，并根据序号选择与所述序号对应的一组相关发射组合，然后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得这组相关发射组合，以及根据右奇异向量通过发射链路调整主动天线的发射方向图。
当下行链路的信道处于快衰落情况时，发射信号装置在第一块时频资源选择第一组相关发射组合，并接收接收信号装置所发送的右奇异向量，然后，控制电路调整可控负载的电抗以获得第一组相关发射组合，以及根据右奇异向量通过发射链路调整主动天线的发射方向图。下一个时频资源选择下一组相关发射组合，并接收接收信号装置所发送的右奇异向量，直到最后一组相关发射组合被选择，然后，又重新选择第一组相关发射组合，直到所有的数据发送完毕。
请再次参阅图1，在图1所示的阵列天线结构下，当两根主动天线110之间的距离d1，而主动天线110与寄生天线120之间的距离都为d2时，接收链路端的接收电压为：
[v1 0 0 v2 0 0]T=wHaR(θ)s(t)
[v1 v2]T=[w(1)w(4)]HaR(θ)s(t)
[v1 v2]T=[g1 g2]HaR(θ)s(t)
其中，v1,v2分别为两根主动天线110在接收链路端的接收电压。
w=(Z+X)-1，w(1)为w的第一列，w(4)为w的第四列，g1=w(1)，g2=w(4)，
Z矩阵为所有天线（包括主动天线110以及寄生天线120）的阻抗阵列，其中，对角线上的元素为天线的自阻抗值，非对角线上的元素为天线之间的互阻抗值。X矩阵中的R为与主动天线110耦接的电阻111的阻值，jX1,jX2,jX3,jX4分别为图1中从左至右的可控负载121的电抗值。 λ为接收波的波长，θ为接收波的进入角，aR(θ)为阵列天线在θ方向的空间特征向量。
s(t)表示幅度和相位在进入角θ的远场电流。
从上述可知，两根主动天线110的接收方向图分别为 对g1，g2进行调整可以使得两根主动天线110的接收方向图相应改变。而且，g1，g2与jX1,jX2,jX3,jX4相关，调整jX1,jX2,jX3,jX4即可获得不同的接收方向向量组合{g1g2}，其中，包括使得两根主动天线110的接收方向图正交的正交接收组合，以及使得g1，g2相关的相关接收组合。
对信道传输矩阵进行建模，可以得到信道传输矩阵从信道传输矩阵的建模可知，信道传输矩阵与g1，g2相关，因而对g1，g2进行调整时，可以调整信道的相关性，从而接收发射信号装置采样复用模式所发送的数据。调整jX1,jX2,jX3,jX4以获得相关接收组合时，信道的相关性将增强，从而提高信道传输矩阵的条件数，以实现接收发射信号装置采用波束成型模式所发送的数据，降低误码率。
参阅图7，图7是本申请数据接收方法一实施方式的流程图。本实施方式的数据接收方法包括如下步骤：
S701：接收信号装置接收模式命令，并根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式。如果发射信号装置采用复用模式，进入S702；如果发射信号装置采用波束成型模式，进入S703。
S702：接收信号装置选择正交接收组合，并根据正交接收组合通过控制电路调整可控负载的电抗以接收数据。
如果发射信号装置采用复用模式时，接收信号装置同样选择正交发射组合降低信道的相关性。发射信号装置在选择合适的正交接收组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的正交接收组合。其中，正交接收组合为使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合。
S703：接收信号装置选择相关接收组合，并根据相关接收组合通过控制电路调整可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整主动天线的接收方向图以接收数据。
如果发射信号装置采用波束成型模式时，接收信号装置同样选择相关发射组合提高信道的相关性。接收信号装置在选择合适的相关接收组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的相关接收组合，以及通过接收链路调整接收波束成型向量从而调整主动天线的接收方向图以接收数据。
参阅图8，图8是本申请数据接收方法另一实施方式的流程图。本实施方式数据接收方法包括如下步骤：
S801：接收信号装置接收模式命令，并根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式。
如果发射信号装置采用复用模式，接收信号装置适合选择正交接收组合降低信道的相关性，因而进入S802；如果发射信号装置采用波束成型模式，接收信号装置适合选择相关接收组合，提高信道的相关性，因而进入S808。
S802：接收信号装置在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合。
在本实施方式中，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组接收方向向量组合。
S803：接收信号装置遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合。
其中，正交接收组合能够使得每根主动天线的接收方向图均正交，因而满足如下公式：
其中，aR(θ)，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
接收信号装置遍历所获得的接收方向向量组合，将上一步骤中所获得的多组接收方向向量组合分别代入到公式中，如果满足公式，则该接收方向向量组合即为正交接收组合，从而获得至少一组正交接收组合。
S804：接收信号装置根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式还是快衰落模式。
如果发射信号装置采用慢衰落模式，进入S805；如果发射信号装置采用快衰落模式，进入S806。
S805：接收信号装置从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合。
请一并参阅图9，图9是图8所示的选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合步骤的流程图。选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合步骤包括如下步骤：
S901：发射信号装置发射多个导频信号。
发射信号装置向接收信号装置发送多个导频信号，其中，多个导频信号可以是不同的导频信号，也可以是相同的导频信号。
S902：接收信号装置轮询多个正交接收组合，以分别接收导频信号。
由于接收信号装置在不同正交接收组合下的信道传输矩阵不同，所以，接收信号装置在接收到多个导频信号后，根据导频信号分别估计出每组正交接收组合所对应信道传输矩阵。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S903：接收信号装置根据多个信道传输矩阵计算多个信道容量。
接收信号装置在计算得到每组正交接收组合所对应的信道传输矩阵后，根据以下公式计算得到每组正交接收组合所对应的信道容量。
其中，m∈M，M为正交接收组合的总量，m表示其中的一组正交接收组合，Cm为第m种正交接收组合所对应的信道容量，I2为二阶的单位矩阵，Ptotal为发射总功率，σ2为噪声方差，为第m种正交接收组合所对应的信道传输矩阵。
S904：接收信号装置比较多个信道容量以获得使得信道容量最大的正交接收组合。
在计算获得每组正交接收组合所对应的信道容量后，接收信号装置比较每组正交接收组合所对应的信道容量，以获得使得信道容量最大的正交接收组合。
综合上述，接收信号装置在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合，并进入S807。
S806：接收信号装置将接收数据的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
在发射信号装置采用快衰落模式时，将接收数据的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合，从而达到快速选择正交接收组合的效果，然后，进入S807。
S807：接收信号装置根据正交接收组合通过控制电路调整可控负载的电抗以接收数据。
在发射信号装置采用慢衰落模式时，接收信号装置从本地选择一组使得信道容量最大的正交接收组合，然后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得这组正交接收组合。
在发射信号装置采用快衰落模式时，接收信号装置在第一块时频资源选择第一组正交接收组合，然后，控制电路调整可控负载的电抗以获得第一组正交接收组合。下一个时频资源选择下一组正交接收组合，直到最后一组正交接收组合被选择，然后，又重新选择第一组正交接收组合，直到所有的数据接收完毕。
S808：发射信号装置在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合。
在本实施方式中，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组接收方向向量组合。
S809：接收信号装置判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值。
接收信号装置在获得多组接收方向向量组合后，根据如下公式判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值。其中，阈值的范围为[0,1]，阈值越大，相关性越高，在本实施方式中可设置阈值为0.6。
其中，为每组接收方向向量组合的相关性，ε为阈值，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
如果接收方向向量组合的相关性大于阈值，进入S810，否则，将不进行任何处理。
S810：接收信号装置存储该组接收方向向量组合以构成至少一组相关接收组合。
接收信号装置将相关性大于阈值的接收方向向量组合存储在本地，以作为相关接收组合。
S811：接收信号装置根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或采用快衰落模式。
如果发射信号装置采用慢衰落模式，进入S812；如果发射信号装置采用快衰落模式，进入S813。
S812：接收信号装置从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合。
请一并参阅图10，图10是图8所示的选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合步骤的流程图。选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合步骤包括如下步骤：
S1001：发射信号装置发射多个相应的导频信号。
发射信号装置向接收信号装置发送多个导频信号，其中，多个导频信号可以是不同的导频信号，也可以是相同的导频信号。
S1002：接收信号装置根据多个导频信号分别估计多个信道传输矩阵。
由于接收信号装置在不同相关接收组合下的信道传输矩阵不同，所以，接收信号装置在接收到多个导频信号后，根据导频信号分别估计出每组相关接收组合所对应信道传输矩阵。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S1003：接收信号装置根据多个信道传输矩阵计算得到多个第一路波束增益。
接收信号装置在计算得到每组相关接收组合所对应的信道传输矩阵后，可对信道传输矩阵进行奇异值分解以获得每组相关接收组合所对应的第一路波束增益。奇异值分解的公式如下：
其中，n∈N，N为相关接收组合的总量，n表示其中的一组相关接收组合，[g1，n g2,n]HH为第n组相关接收组合所对应的信道传输矩阵，λ1([g1，n g2,n]HH为第一路波束增益，λ2([g1，n g2,n]HH为第二路波束增益，并且，
λ1([g1,ng2,n]HH)≥λ2([g1,ng2,n]HH)≥0，U1，n，U2,n分别为第一路波束增益和第二路波束增益所对应的左奇异向量，而V1，n，V2,n分别为第一路波束增益和第二路波束增益所对应的右奇异向量。
S1004：接收信号装置比较多个第一路波束增益以获得使得第一路波束增益最大化的相关接收组合。
在计算获得每组相关接收组合所对应的第一路波束增益后，接收信号装置比较每组相关接收组合所对应的第一路波束增益，以获得使得第一路波束增益最大化的相关接收组合。
综合上述，在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合，并进入S814。
S813：接收信号装置将接收数据的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
在发射信号装置采用快衰落模式时，接收信号装置将接收数据的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块。
参阅图11，图11是图8所示的每个资源块对应选择一组相关接收组合步骤的流程图。每个资源块对应选择一组相关接收组合步骤包括如下步骤：
S1101：发射信号装置发射多个相应的导频信号。
发射信号装置向接收信号装置发送多个导频信号，其中，多个导频信号可以是不同的导频信号，也可以是相同的导频信号。
S1102：接收信号装置根据导频信号估计信道传输矩阵。
由于接收信号装置必须在根据左奇异向量的共轭调整主动天线的接收方向图，所以接收信号装置在接收到导频信号后，必须根据导频信号估计信道传输矩阵以便对信道传输矩阵进行奇异值分解，进而获得左奇异向量的共轭。其中，接收信号装置预先存储有导频信号，因而，当接收信号装置接收到发射信号装置所发送的导频信号后，将接收到的导频信号与存储在本地的导频信号进行比对，即可获得信道传输矩阵。
S1103：接收信号装置对信道传输矩阵进行奇异值分解。其中，对信道传输矩阵进行奇异值分解的过程与S503中的奇异值分解过程类似，此处不重复赘述。然后，将得到的左奇异向量进行共轭运算以获得左奇异向量的共轭。
S814：接收信号装置根据相关接收组合通过控制电路调整可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整主动天线的接收方向图。其中，接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
当发射装置采用慢衰落模式时，接收信号装置选择一组使得第一路波束增益最大的相关发射组合，然后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得这组相关发射组合，以及根据左奇异向量的共轭通过接收链路调整主动天线的接收方向图。
当发射装置采用快衰落模式时，接收信号装置在第一块时频资源选择第一组相关接收组合，然后，控制电路调整可控负载的电抗以获得第一组相关接收组合，以及根据左奇异向量的共轭通过接收链路调整主动天线的接收方向图。下一个时频资源选择下一组相关接收组合，直到最后一组相关发射组合被选择，然后，又重新选择第一组相关接收组合，直到所有的数据接收完毕。
参阅图12，图12是本申请发射信号装置一实施方式的结构示意图。本实施方式的发射信号装置包括：至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：相互耦接的判断模块1210以及选择调整模块1220。
判断模块1210用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态，并将第一判断结果向选择调整模块1220发送。
选择调整模块1220用于接收第一判断结果，并在信道处于良好状态时，选择正交发射组合，并根据正交发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；在信道并非处于良好状态时，选择相关发射组合，并根据相关发射组合通过控制电路调整可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。比如，下行链路的信道处于良好状态比信号处于非良好状态时的误码率低，因而，当下行链路的信道处于良好状态时，选择调整模块1220选择正交发射组合降低信道的相关性，从而实现增加信道容量同时传输多路数据。选择调整模块1220在选择合适的正交发射组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的正交发射组合以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。其中，正交发射组合为使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合。下行链路的信道处于非良好状态比信号处于良好状态时的误码率高，因而，当下行链路的信道并非处于良好状态时，选择调整模块1220选择相关发射组合，提高信道的相关性，从而实现利用多个主动天线及其所附属的寄生天线传输一路数据，降低误码率。选择调整模块1220在选择合适的相关发射组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的相关发射组合，以及通过发射链路调整发射波束成型向量从而调整主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
参阅图13，图13是本申请发射信号装置另一实施方式的结构示意图。本实施方式的发射信号装置包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：相互耦接的判断模块1310以及选择调整模块1320。其中，选择调整模块1320包括顺序耦接的第一遍历单元1321、第二遍历单元1322、第一判断单元1323、第一选择单元1324、第三遍历单元1325、第二判断单元1326、存储单元1327、第三判断单元1328以及第二选择单元1329。
判断模块1310以及选择调整模块1320与上一实施方式的判断模块1210以及选择调整模块1220相同，此处不重复赘述。其中，选择调整模块1320具体还包括：
第一遍历单元1321用于在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将多组发射方向向量组合向第二遍历单元1322发送。比如，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组发射方向向量组合。
第二遍历单元1322用于遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合，并将至少一组正交发射组合向第一选择单元1324发送。其中，正交发射组合能够使得每根主动天线的发射方向图均正交，因而满足如下公式：
其中，aT(θ)，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
比如，发射信号装置遍历所获得的发射方向向量组合，所获得的多组发射方向向量组合分别代入到公式中，如果满足公式，则该发射方向向量组合即为正交发射组合，从而获得至少一组正交发射组合。
第一判断单元1323用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第二判断结果向第一选择单元1324发送。
第一选择单元1324用于接收至少一组正交发射组合以及第二判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；以及，在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。比如，当信道处于慢衰落情况时，第一选择单元1324在控制阵列天线发射导频信号后，得到接收装置根据导频信号所找到的使得信道容量最大化的正交发射组合。具体的流程如图4所示，此处不重复赘述。信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，从而达到快速选择正交发射组合的效果。
第三遍历单元1325用于在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将多组发射方向向量组合向第二判断单元1326发送。比如，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组发射方向向量组合。
第二判断单元1326用于接收多组发射方向向量组合，判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向存储单元1327发送。比如，发射信号装置在获得多组发射方向向量组合后，根据如下公式判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值。其中，阈值的范围为[0,1]，阈值越大，相关性越高，在本实施方式中可设置阈值为0.6。
其中，为每组发射方向向量组合的相关性，ε为阈值，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
存储单元1327用于接收第三判断结果，在发射方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合，并将至少一组相关发射组合向第二选择单元1329发送。比如，发射信号装置将相关性大于阈值的发射方向向量组合存储在本地，以作为相关发射组合。
第三判断单元1328用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第四判断结果向第二选择单元1329发送。
第二选择单元1329用于接收至少一组相关发射组合以及第四判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。比如，在信道处于慢衰落情况时，第二选择单元1329控制阵列天线发射导频信号，并获得接收信号装置根据导频信号计算得到的使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，其具体过程请见图5，此处不重复赘述。在信道处于快衰落情况时，第二选择单元1329将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，然后向接收信号装置发送导频信号，并根据导频信号获得每个相关发射组合所对应的右奇异向量，其具体过程请见图6，此处不重复赘述。其中，发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
参阅图14，图14是本申请接收信号装置一实施方式的结构示意图。本实施方式的接收信号装置包括：至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：相互耦接的判断模块1410以及选择调整模块1420。
判断模块1410用于接收模式命令，根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式，并将第一判断结果向选择调整模块1420发送。
选择调整模块1420用于接收所述第一判断结果，并在发射信号装置采用复用模式时，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以接收信号；在发射信号装置采用波束成型模式时，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。比如，如果发射信号装置采用复用模式时，选择调整模块1420同样选择正交发射组合降低信道的相关性。选择调整模块1420在选择合适的正交接收组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的正交接收组合。其中，正交接收组合为使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合。如果发射信号装置采用波束成型模式时，接收信号装置同样选择相关发射组合提高信道的相关性。选择调整模块1420在选择合适的相关接收组合后，通过控制电路调整可控负载的电抗以获得所需的相关接收组合，以及通过接收链路调整接收波束成型向量从而调整主动天线的接收方向图以接收数据。
参阅图15，图15是本申请接收信号装置另一实施方式的结构示意图。本实施方式的接收信号装置包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：相互耦接的判断模块1510以及选择调整模块1520。其中，选择调整模块1520包括顺序耦接的第一遍历单元1521、第二遍历单元1522、第一判断单元1523、第一选择单元1524、第三遍历单元1525、第二判断单元1526、存储单元1527、第三判断单元1528以及第二选择单元1529。
判断模块1510以及选择调整模块1520与上一实施方式的判断模块1410以及选择调整模块1420相同，此处不重复赘述。其中，选择调整模块1520具体还包括：
第一遍历单元1521用于在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将多组接收方向向量组合向第二遍历单元1522发送。比如，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组接收方向向量组合。
第二遍历单元1522用于遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合，并将至少一组正交接收组合向第一选择单元1524发送。其中，正交接收组合能够使得每根主动天线的接收方向图均正交，因而满足如下公式：
其中，aR(θ)，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
比如，接收信号装置遍历所获得的接收方向向量组合，将上一步骤中所获得的多组接收方向向量组合分别代入到公式中，如果满足公式，则该接收方向向量组合即为正交接收组合，从而获得至少一组正交接收组合。
第一判断单元1523用于根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第二判断结果向第一选择单元1524发送。
第一选择单元1524用于接收至少一组正交接收组合以及第二判断结果，并在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；以及，在发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。比如，当信道处于慢衰落情况时，第一选择单元1524接收导频信号后，并根据导频信号获得的使得信道容量最大化的正交接收组合。具体的流程如图9所示，此处不重复赘述。信道处于快衰落情况时，将接收数据的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合，从而达到快速选择正交接收组合的效果。
第三遍历单元1525用于在预定义的范围内，遍历不同的可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将多组接收方向向量组合向第二判断单元1526发送。比如，可预定义可控负载的电抗在区间[-100j,100j]中，遍历不同的可控负载的电抗可以获得多组接收方向向量组合。
第二判断单元1526用于接收多组接收方向向量组合，判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向存储单元1527发送。比如，接收信号装置在获得多组接收方向向量组合后，根据如下公式判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值。其中，阈值的范围为[0,1]，阈值越大，相关性越高，在本实施方式中可设置阈值为0.
其中，为每组接收方向向量组合的相关性，ε为阈值，g1，g2的定义如上文所述，此处不在重复赘述。
存储单元1527用于接收第三判断结果，在接收方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合，并将至少一组相关接收组合向第二选择单元1529发送。比如，接收信号装置将相关性大于阈值的接收方向向量组合存储在本地，以作为相关接收组合。
第三判断单元1528用于根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第四判断结果向第二选择单元1529发送。
第二选择单元1529用于接收至少一组相关接收组合以及第四判断结果，并在发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；在发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。比如，在信道处于慢衰落情况时，第二选择单元1529接收导频信号，并根据导频信号计算得到的使得第一路波束增益最大化的相关接收组合，其具体过程请见图10，此处不重复赘述。在信道处于快衰落情况时，第二选择单元1529将接收数据的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，然后接收导频信号，并根据导频信号获得每个相关接收组合所对应的左奇异向量的共轭，其具体过程请见图10，此处不重复赘述。其中，接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
参阅图16，图16是本申请发射信号装置再一实施方式的结构示意图。本实施方式的发射信号装置包括：阵列天线1610、控制电路1620、存储器1630以及处理器1640。其中，阵列天线1610包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路1620耦接。处理器1640分别耦接控制电路1620以及存储器1630。
阵列天线1610，用于通过调整寄生天线的电抗，以及通过发射链路调整发射波束成型向量调整发射方向图；
控制电路1620，用于调整寄生天线的电抗；
存储器1630，用于存储程序及数据；
处理器1640，用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态；
如果信道处于良好状态，选择正交发射组合，并根据所述正交发射组合通过所述控制电路1620调整所述阵列天线1610中的可控负载的电抗以发射数据，并将发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；如果信道并非处于良好状态，选择相关发射组合，并根据所述相关发射组合通过所述控制电路1620调整所述阵列天线1610中的可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整所述主动天线的发射方向图以发射数据，并将发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。所述发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
其中，在选择正交发射组合时，处理器1640还用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合；根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；如果信道处于慢衰落情况，从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
在选择正交发射组合时，处理器1640还用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值；如果发射方向向量组合的相关性大于阈值，则存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合；根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；如果信道处于慢衰落情况，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向接收信号装置发送。
参阅图17，图17是本申请接收信号装置再一实施方式的结构示意图。本实施方式的接收信号装置包括：阵列天线1710、控制电路1720、存储器1730以及处理器1740。其中，阵列天线1710包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路1720耦接。处理器1740分别耦接控制电路1720以及存储器1730。
阵列天线1710，用于通过调整寄生天线的电抗，以及通过发射链路调整发射波束成型向量调整发射方向图；
控制电路1720，用于调整寄生天线的电抗；
存储器1730，用于存储程序及数据；
处理器1740，用于接收模式命令，并根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式；如果发射信号装置采用复用模式，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过控制电路1720调整所述阵列天线1710中的可控负载的电抗以接收信号；如果发射信号装置采用波束成型模式，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路1720调整所述阵列天线1710中的可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。所述接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
其中，选择正交接收组合时，处理器1740还用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；所述选择正交接收组合步骤包括如下步骤：遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合；根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；如果发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；如果发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
选择相关接收组合时，处理器1740还用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值；如果大于阈值，则存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合；根据模式命令判断发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；如果发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；如果发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
本申请还提供了一种阵列天线，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，可控负载分别与控制电路耦接。具体结构参加图1及其相关描述，此处不重复描述。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (17)

1.一种数据发射方法，其特征在于，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述方法包括如下步骤:
发射信号装置根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态；
如果信道处于良好状态，选择正交发射组合，并根据所述正交发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以发射数据，并将所述发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；如果信道并非处于良好状态，选择相关发射组合，并根据所述相关发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整所述主动天线的发射方向图以发射数据，并将所述发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择正交发射组合步骤之前包括如下步骤：
在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；
所述选择正交发射组合步骤包括如下步骤：遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合；
根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；
如果信道处于慢衰落情况，从至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将所述发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将所述发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择相关发射组合的步骤包括如下步骤：
在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合；
判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值；
如果发射方向向量组合的相关性大于阈值，则存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合；
根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落还是快衰落情况；
如果信道处于慢衰落情况，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将所述发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送；如果信道处于快衰落情况，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将所述发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
5.一种接收信号方法，其特征在于，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述方法包括如下步骤:
接收信号装置接收模式命令，并根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式；
如果所述发射信号装置采用复用模式，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以接收信号；如果所述发射信号装置采用波束成型模式，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选择正交接收组合步骤之前包括如下步骤：
在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；
所述选择正交接收组合步骤包括如下步骤：遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合；
根据模式命令判断所述发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；
如果所述发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；如果所述发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述选择相关接收组合的步骤包括如下步骤：
在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合；
判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值；
如果接收方向向量组合的相关性大于阈值，则存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合；
根据模式命令判断所述发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式；
如果所述发射信号装置采用慢衰落模式，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；如果所述发射信号装置采用快衰落模式，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
9.一种发射信号装置，其特征在于，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：判断模块以及选择调整模块；
所述判断模块用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道是否处于良好状态，并将第一判断结果向所述选择调整模块发送；
所述选择调整模块用于接收所述第一判断结果，并在信道处于良好状态时，选择正交发射组合，并根据所述正交发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以发射数据，并将所述发射信号装置采用复用模式承载在模式命令上向接收信号装置发送；在信道并非处于良好状态时，选择相关发射组合，并根据所述相关发射组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据发射波束成型向量调整所述主动天线的发射方向图以发射数据，并将所述发射信号装置采用波束成型模式承载在模式命令上向接收信号装置发送。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选择调整模块包括第一遍历单元、第二遍历单元、第一判断单元以及第一选择单元；
所述第一遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将所述多组发射方向向量组合向所述第二遍历单元发送；
所述第二遍历单元用于遍历所获得的发射方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的发射方向图均正交的发射方向向量组合，以构成至少一组正交发射组合，并将所述至少一组正交发射组合向所述第一选择单元发送；
所述第一判断单元用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第二判断结果向所述第一选择单元发送；
所述第一选择单元用于接收所述至少一组正交发射组合以及所述第二判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从所述至少一组正交发射组合中选择一组使得信道容量最大化的正交发射组合，并将所述发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送；以及，在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与正交发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交发射组合，并将所述发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述选择调整模块包括第三遍历单元、第二判断单元、存储单元、第三判断单元以及第二选择单元；
所述第三遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组发射方向向量组合，并将所述多组发射方向向量组合向所述第二判断单元发送；
所述第二判断单元用于接收多组发射方向向量组合，判断每组发射方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向所述存储单元发送；
所述存储单元用于接收所述第三判断结果，在发射方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组发射方向向量组合，以构成至少一组相关发射组合，并将所述至少一组相关发射组合向所述第二选择单元发送；
所述第三判断单元用于根据信道变化预测、信道质量报告反馈或上行链路数据传输情况判断下行链路的信道处于慢衰落情况或处于快衰落情况，并将第四判断结果向所述第二选择单元发送；
所述第二选择单元用于接收所述至少一组相关发射组合以及所述第四判断结果，并在信道处于慢衰落情况时，从至少一组相关发射组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关发射组合，并将所述发射信号装置采用慢衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送；在信道处于快衰落情况时，将发射数据的时频资源划分为与相关发射组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关发射组合，并将所述发射信号装置采用快衰落模式承载在模式命令上以向所述接收信号装置发送。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述发射波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的右奇异向量。
13.一种接收信号装置，其特征在于，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接，所述装置还包括：判断模块以及选择调整模块；
所述判断模块用于接收模式命令，根据模式命令判断发射信号装置采用复用模式或波束成型模式，并将第一判断结果向所述选择调整模块发送；
所述选择调整模块用于接收所述第一判断结果，并在所述发射信号装置采用复用模式时，选择正交接收组合，并根据所述正交接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗以接收信号；在所述发射信号装置采用波束成型模式时，选择相关接收组合，并根据所述相关接收组合通过所述控制电路调整所述可控负载的电抗，以及根据接收波束成型向量调整所述主动天线的接收方向图以接收信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述选择调整模块包括第一遍历单元、第二遍历单元、第一判断单元以及第一选择单元；
所述第一遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将所述多组接收方向向量组合向所述第二遍历单元发送；
所述第二遍历单元用于遍历所获得的接收方向向量组合，以获得至少一组使得每根主动天线的接收方向图均正交的接收方向向量组合，以构成至少一组正交接收组合，并将所述至少一组正交接收组合向所述第一选择单元发送；
所述第一判断单元用于根据模式命令判断所述发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第二判断结果向所述第一选择单元发送；
所述第一选择单元用于接收所述至少一组正交接收组合以及所述第二判断结果，并在所述发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组正交接收组合中选择一组使得信道容量最大化的正交接收组合；以及，在所述发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与正交接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组正交接收组合。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述选择调整模块包括第三遍历单元、第二判断单元、存储单元、第三判断单元以及第二选择单元；
所述第三遍历单元用于在预定义的范围内，遍历不同的所述可控负载的电抗，以获得多组接收方向向量组合，并将所述多组接收方向向量组合向所述第二判断单元发送；
所述第二判断单元用于接收多组接收方向向量组合，判断每组接收方向向量组合的相关性是否大于阈值，并将第三判断结果向所述第二选择单元发送；
所述存储单元用于在接收方向向量组合的相关性大于阈值时，存储该组接收方向向量组合，以构成至少一组相关接收组合，并将所述至少一组相关接收组合向所述第二选择单元发送；
所述第三判断单元用于接收所述至少一组相关接收组合，根据模式命令判断所述发射信号装置采用慢衰落模式或快衰落模式，并将第四判断结果向所述第二选择单元发送；
所述第二选择单元用于接收所述至少一组相关接收组合以及所述第四判断结果，并在所述发射信号装置采用慢衰落模式时，从至少一组相关接收组合中选择一组使得第一路波束增益最大化的相关接收组合；在所述发射信号装置采用快衰落模式时，将接收信号的时频资源划分为与相关接收组合数量相等的资源块，每个资源块对应选择一组相关接收组合。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述接收波束成型向量为对信道传输矩阵进行奇异值分解后的所述第一路波束增益所对应的左奇异向量的共轭。
17.一种阵列天线，其特征在于，包括至少两根主动天线，其中，每根主动天线围绕至少两根不同的寄生天线，每根寄生天线分别与可控负载耦接，所述可控负载分别与控制电路耦接；
所述至少两根主动天线在传输数据时通过调整所述可控负载的电抗以形成正交发射/接收组合，或通过调整所述可控负载的电抗以及根据发射/接收波束成型向量调整所述主动天线的发射/接收方向图以形成相关发射/接收组合。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9590708B1 (en) * 2015-08-25 2017-03-07 Motorola Mobility Llc Method and apparatus for equal energy codebooks for antenna arrays with mutual coupling
KR20170065252A (ko) * 2015-12-03 2017-06-13 한국전자통신연구원 Los 환경에서 채널 용량을 늘리기 위한 다중입출력 방법 및 장치
JP2018207333A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 富士通株式会社 基地局、無線端末、無線通信システム、及び通信制御方法
KR102387939B1 (ko) * 2017-11-28 2022-04-19 삼성전자주식회사 안테나 및 그 안테나를 포함하는 전자 장치
TWI743379B (zh) * 2018-07-18 2021-10-21 昇雷科技股份有限公司 生理徵象偵測系統之生理徵象訊號的偵測方法及生理徵象訊號之信心度的評估方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221523A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 National Institute Of Information & Communication Technology アレーアンテナ装置
WO2009075480A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for controlling radiation direction
CN102334236A (zh) * 2009-02-27 2012-01-25 株式会社Mobitech 具有寄生元件的mimo天线

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4170100B2 (ja) * 2003-01-10 2008-10-22 富士通株式会社 適応アンテナを用いる通信機
US6985113B2 (en) * 2003-04-18 2006-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Radio antenna apparatus provided with controller for controlling SAR and radio communication apparatus using the same radio antenna apparatus
US20090267842A1 (en) * 2006-02-14 2009-10-29 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Portable wireless apparatus
US7564910B2 (en) 2006-04-17 2009-07-21 Zoran Kostic Method and system for communications with reduced complexity receivers
JP5002651B2 (ja) * 2006-09-05 2012-08-15 ソニーモバイルコミュニケーションズ， エービー アンテナシステム及びアンテナシステムを動作させる方法
US8711785B2 (en) * 2008-03-25 2014-04-29 Qualcomm Incorporated Fast carrier allocation in multi-carrier systems
US8098756B2 (en) * 2008-05-22 2012-01-17 Panasonic Corporation MIMO antenna apparatus capable of diversity reception using one radiating conductor
CN101656346B (zh) * 2009-07-23 2013-01-30 清华大学 用于移动终端的平面型两天线系统
WO2011042974A1 (ja) * 2009-10-08 2011-04-14 株式会社日立製作所 無線電力伝送システムおよび無線電力伝送装置
JP5463868B2 (ja) * 2009-11-18 2014-04-09 富士通株式会社 無線通信装置、信号処理方法
CN102447158A (zh) * 2010-10-12 2012-05-09 上海德门电子科技有限公司 一种双天线网卡
US9853363B2 (en) * 2012-07-06 2017-12-26 Blackberry Limited Methods and apparatus to control mutual coupling between antennas
EP2722996B1 (en) * 2012-10-22 2014-12-17 BlackBerry Limited Method and apparatus for radio frequency tuning utilizing a determined use case

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007221523A (ja) * 2006-02-17 2007-08-30 National Institute Of Information & Communication Technology アレーアンテナ装置
WO2009075480A1 (en) * 2007-12-11 2009-06-18 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for controlling radiation direction
CN102334236A (zh) * 2009-02-27 2012-01-25 株式会社Mobitech 具有寄生元件的mimo天线

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