信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法技术

本发明专利技术公开了一种信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法。信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，所述信息处理终端包括处理器；与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；与天线阵列耦合的收发器；与所述收发器耦合的波束形成器；全球定位系统；旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。本发明专利技术中的信息处理终端利用波束形成，实现定向传输或接收，增强了接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。

【技术实现步骤摘要】
信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法
本专利技术涉及无人驾驶飞行器中的无线通信领域，尤其涉及一种信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法。
技术介绍
无人驾驶飞行器(以下简称UAV)，通常称为无人驾驶飞机或“无人机”，是在机上没有人类飞行员的情况下飞行的飞机。一些UAV可以由操作人员通过基于地面的控制系统(例如遥控台)实时控制、操作或驾驶。一些UAV可以由操作人员通过基于地面的监控系统实时监督，但不是驾驶。还有一些UAV能够在飞行中自主控制，并包括允许UAV在没有操作人员的帮助下实时导航的导航仪表和控制电路。无论飞行UAV所需的操作人员控制的程度如何，都希望UAV能够实时地与其基于地面的控制系统进行通信。例如，来自机载摄像机的视频图像可以通过无线通信信道从UAV传输到地面上的具有个人视频显示器的接收设备(例如，遥控台或智能手机)。通常通过使用波束形成机制来传输控制消息、视频数据或其他信息。波束形成是一种使用多个天线或定位传感器实现定向传输或接收的技术。定向传输可以增强接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。传输波束形成通过调整经由多个天线传输的信号的相位和/或振幅来实现定向传输。接收波束形成可以通过调整经由多个天线接收的信号的相位和/或振幅来实现定向接收。对于UAV设备与其遥控设备之间的实时无线通信，现有的波束形成方案依靠信道表征来提高传输性能。在一些使用WiFi通信的系统中，一个设备可以通过信道探测和信道反馈来表征信道。在一些使用LTE通信的系统中，传输波束形成基于波束表(beambook)训练(或扇区训练)或波束表索引反馈(或扇区索引反馈)，其中传输设备将不同波束扇区中的训练信号发送给接收设备，以识别最佳波束形成矢量。类似地，接收波束形成通常依赖于来自接收到的训练信号的估计信道或预训练扇区。训练信号可以插入到前导码或数据包的有效载荷中。关于UAV与其遥控站(STA)之间的无线通信，基于信道表征的传输波束形成面临着诸多挑战。在操作过程中，UAV的定位和地理位置通常非常频繁地发生变化，因此与遥控系统的通信信道变化很快，如在数据包之间。因此，信道或扇区对先前数据包的反馈以及相关的信道表征结果(例如，通过信道探测和信道反馈或波束表(扇区)训练获得的结果)很快就过时了。纠正这个问题的一种可能的方式是进行频繁的信道探测或波束表训练，以获得对快速变化的信道的表征。然而，频繁的信道反馈和波束表训练会增加大量的通信开销，这会导致频谱效率和数据传输吞吐量的降低。此外，信道探测和波束表训练都需要专门设计的协议，这会不期望地导致设计复杂性和制造成本的增加。类似地，在接收设备处，由于信道的快速变化，基于预训练扇区的接收波束形成在信道估计中也存在困难。基于使用插入的训练信号进行信道估计的接收波束形成不能用来提高数据包检测和同步的性能，因为在这些阶段，信道估计还不可用。对于基于数据包的通信，如果接收波束形成不能应用于信道预估计部分，则由于链路预算受到信道预估计部分的限制，接收波束形成的益处受到限制。
技术实现思路
本专利技术实施方式提供的信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，所述信息处理终端包括：处理器；与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；与天线阵列耦合的收发器；与所述收发器耦合的波束形成器；全球定位系统；以及旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。本专利技术中的信息处理终端利用波束形成，实现定向传输或接收，增强了接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。进一步地，所述旋转方位信息对应于所述天线阵列的旋转方位，所述天线阵列相对于所述信息处理终端保持静止。进一步地，所述天线阵列包括在二维上物理布置的天线。进一步地，所述旋转方位信息由所述信息处理终端的俯仰、滚转和偏航旋转的组合参数进行调整。本专利技术提供一种信息处理终端之间的无线通信方法，用于如上任一实施方式所述的信息处理终端，所述无线通信方法包括如下步骤：访问信息处理终端的第一地理位置信息和旋转方位信息，所述第一地理位置信息由所述全球定位系统产生，所述旋转方位信息由所述旋转传感器产生；在所述信息处理终端处，接收从第一无线通信信道传输的接收设备的第二地理位置信息；在所述信息处理终端处，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息以及进一步基于所述信息处理终端的所述旋转方位信息确定波束形成方向；在所述信息处理终端的天线阵列上以所述波束形成方向形成波束，由所述第一无线通信信道将消息从所述信息处理终端传输到所述接收设备。进一步地，还包括：在所述信息处理终端处，在确定所述波束形成方向之前，校准所述天线阵列以补偿所述天线阵列的相位偏移。进一步地，校准响应所述信息处理终端的通电事件而进行。进一步地，确定所述波束形成方向的步骤包括：确定由第一地理位置信息和第二地理位置信息限定的空间方向；将空间方向与所述旋转方位信息结合以确定所述波束形成方向。进一步地，还包括校准所述天线阵列以生成一组波束形成矢量，其中每个波束形成矢量对应于所述信息处理终端的旋转方位，所述天线阵列上的波束形成包括从一组波束形成矢量中选择波束形成矢量。进一步地，还包括：从与所述信息处理终端不同的其他无线站接收所述第一地理位置信息。进一步地，所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息是全球定位系统信息。本专利技术实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是通过使用基于地理位置的波束形成在无人驾驶飞行器和控制站中传输信息的示例性过程的流程图；图2是传输设备中的天线阵列旋转导致的波束形成方向的变化的示意图；图3是无人驾驶飞行器和控制站基于地理位置的波束形成的示例性传输的示意图；图4是在示例性二维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系的示意图；图5是在示例性三维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系的示意图；图6说明了根据本公开的一个实施例能够基于自身及其遥控控制站的地理位置进行波束形成的示例性无人驾驶飞行器设备的结构示意图。具体实施方式下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。请本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，其特征在于，所述信息处理终端包括：/n处理器；/n与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；/n与天线阵列耦合的收发器；/n与所述收发器耦合的波束形成器；/n全球定位系统；以及/n旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。/n

【技术特征摘要】
1.信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，其特征在于，所述信息处理终端包括：
处理器；
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；
与天线阵列耦合的收发器；
与所述收发器耦合的波束形成器；
全球定位系统；以及
旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。


2.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述旋转方位信息对应于所述天线阵列的旋转方位，所述天线阵列相对于所述信息处理终端保持静止。


3.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述天线阵列包括在二维上物理布置的天线。


4.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述旋转方位信息由所述信息处理终端的俯仰、滚转和偏航旋转的组合参数进行调整。


5.信息处理终端之间的无线通信方法，用于如权利要求1-4任一项所述的信息处理终端，其特征在于，所述无线通信方法包括如下步骤：
访问信息处理终端的第一地理位置信息和旋转方位信息，所述第一地理位置信息由所述全球定位系统产生，所述旋转方位信息由所述旋转传感器产生；
在所述信息处理终端处，接收从第一无线通信信道传输的接收设备的第二地理位置信息；
在所述信息处理终端处，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息以及进一步基于所述信息处理终端的所述旋转方位信息确定波束形成方向；
在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李焱，
申请(专利权)人：远传融创杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33