一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪方法及装置，方法包括：根据系统CRC校验码决定是否进入波束扫描追踪模式；根据用户选择切换仅发射端扫描或发射端接收端扫描模式；如果是仅发射端扫描模式，则以码本数为循环次数控制发射端阵列天线射频装置进行全局搜索式扫描；在扫描过程中更新接收信号能量大小并记录最优码本；如果是发射端接收端扫描模式，则在上述过程中每次循环中嵌入一轮接收端扫描循环。本发明专利技术借由毫米波的高频、宽频特性，实现吞吐率高，并且可以保证系统传输的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪方法及装置
本专利技术涉及一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪方法及装置，属于无线通信系统

技术介绍
波束成形技术是数字信号处理技术与天线技术联合的成果之一。在多天线(MIMO)系统的基础上，波束成形技术得以发展和成熟。从发射端来看，对多天线阵的相位或者幅度进行自定义调整，使得电磁波在波束域进行叠加，能够将波束从原来的全向化为定向。定向波束的主瓣和旁瓣区分度更高，更有利于传输。从接收端来看，对多天线阵的各路信号进行不同的加权(相位或者幅度)，能进一步改善接收端的SNR。在已有的802.11n和802.11ac等协议中，波束成形已经被采用了，然而对于手机有限的尺寸来说，像路由器一样安装sub-6GHz频段规模大小的天线是不可行的。毫米波波长一般在1–10mm内，因此多个工作在毫米波频段的天线是可以同时集成在一个用户终端里的。一方面，波束成形技术具有高频谱使用率的优点。另一方面，毫米波频段本身就具备了丰富的频带资源。可能会导致性能急剧下降并限制可实现的数据速率，因此这些损伤应该得到充分的补偿。...

【技术保护点】
1.一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪装置，其特征在于，包括：射频阵列天线、基带处理模块、天线控制模块、人机交互上位机；/n所述射频阵列天线以电磁波形式接受和发送系统产生的信号，受到天线控制模块的控制自适应地调整波束方向，以达到系统最大吞吐率；/n所述基带处理模块，采用802.11ac协议，用于实现编解码、映射、组帧、流解析、加减循环前缀、IFFT/FFT的基带处理功能；/n所述天线控制模块，与射频阵列天线实时通信，将每个扫描周期产生的最佳波束方向写入射频阵列天线进行控制；/n所述人机交互上位机用于接受用户设定的数据并实时绘制信号接收星座图、接收能量水平、EVM显示；用户自行选择系统运行仅发射...

【技术特征摘要】
1.一种毫米波频段的自适应波束扫描追踪装置，其特征在于，包括：射频阵列天线、基带处理模块、天线控制模块、人机交互上位机；
所述射频阵列天线以电磁波形式接受和发送系统产生的信号，受到天线控制模块的控制自适应地调整波束方向，以达到系统最大吞吐率；
所述基带处理模块，采用802.11ac协议，用于实现编解码、映射、组帧、流解析、加减循环前缀、IFFT/FFT的基带处理功能；
所述天线控制模块，与射频阵列天线实时通信，将每个扫描周期产生的最佳波束方向写入射频阵列天线进行控制；
所述人机交互上位机用于接受用户设定的数据并实时绘制信号接收星座图、接收能量水平、EVM显示；用户自行选择系统运行仅发射端扫描模式，或发射端接收端扫描模式，人机交互上位机主控整个系统并负责运行毫米波频段的自适应波束扫描追踪方法的核心程序。


2.根据权利要求1所述的毫米波频段的自适应波束扫描追踪装置，其特征在于，所述射频阵列天线、基带处理模块、天线控制模块、人机交互上位机由一个基于NIUSRP-RIO2953R软件无线电可重配置设备，使用IEEE802.11ac协议的通信链路原型系统运行和实现。


3.一种用上述的毫米波频段的自适应波束扫描追踪装置进行毫米波频段的自适应波束扫描追踪的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)在人机交互上位机端启动系统，系统初始化，载入所有运行程序，开始运行，通信链路开始产生、处理、发送数据；
(2)以系统“CRCok”信号变低值启动波束扫描搜索，并根据上位机用户选择切换仅发射端扫描模式，或发射端接收端扫描模式；
(3)如果是仅发射端扫描模式，则以码本数为循环次数，控制主机向发射端阵列天线射频装置实时写入码本角度进行全局搜索式扫描；在扫描过程中更新接收信号能量大小，与历史记录进行比较，记录最优码本和相应角度，系统达到最优状态；
(4)如果是发射端接收端扫描模式，则在发射端扫描模式的每次循环中各嵌入一轮接收端扫描循环；
(5)“CRCok”信号变高，波束扫描过程结束；
(6)上述发射端扫描模式或者发射端接收端扫描模式，在达到最优状态以后，如果存在外界扰动使得当前传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春国，周童欣，陈康，梁蕴琪，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32