一种MIMO通信方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种MIMO通信方法及装置，包括：确定星型网络的中心节点和多个边缘节点；中心节点为多输入多输出MIMO天线；将中心节点分别与各边缘节点分别建立点对点连接，以确定各边缘节点相对中心节点的方向角；根据各个边缘节点相对中心节点的角度，选择相对中心节点的角度在预设锐角范围内的所有边缘节点作为与中心节点通信的伙伴节点簇；将伙伴节点簇整合为一组MIMO天线，并控制中心节点与该伙伴节点簇建立MIMO连接，以实现MIMO通信；本发明专利技术中中心节点将其针对伙伴节点簇的发射功率聚焦于其主瓣的预设锐角范围内，提升中心节点的发射能耗，增强中心节点与伙伴节点簇的通信质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
一种MIMO通信方法及装置


[0001]本专利技术属于多输入多输出(Multi Input Multi Output，MIMO)通信领域，更具体地，涉及一种MIMO通信方法及装置。

技术介绍

[0002]在星型网络中，中心节点需要与多个边缘节点通信，而边缘节点只需要与一个中心节点通信，因此，在某些通信场景下，基于天线器件成本和网络协议设计的考虑，中心节点需要配置为多天线，边缘节点需要配置为单天线，以应对中心节点天线多连接与边缘节点天线单连接的差异性。但是，边缘节点的单天线配置，也无法确保其与中心节点连接的稳定性、可靠性，特别是在边缘节点与中心节点的相对位置、信道情况发生变化时，中心节点与边缘节点之间的点对点连接难以有效控制传输质量和传输效率。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种MIMO通信方法及装置，旨在解决现有星型网络的MIMO通信方式在边缘节点与中心节点的相对位置、信道情况发生变化时，中心节点与边缘节点之间的点对点连接难以有效控制传输质量和传输效率的问题。
[0004]为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种MIMO通信方法，包括如下步骤：
[0005]确定星型网络的中心节点和多个边缘节点；所述中心节点为MIMO天线；
[0006]将中心节点分别与各个边缘节点建立点对点连接，以确定各个边缘节点相对中心节点的方向角；
[0007]根据各个边缘节点相对中心节点的角度，选择相对中心节点的角度在预设锐角范围内的所有边缘节点作为与中心节点通信的伙伴节点簇；其中，在所述预设锐角范围内的边缘节点的数目超出预设值，所述预设值大于1；
[0008]将所述伙伴节点簇整合为一组MIMO天线，并控制中心节点与伙伴节点簇建立MIMO连接，以实现MIMO通信；其中，所述伙伴节点簇将中心节点的发射功率聚焦于其主瓣的预设锐角范围内，提升中心节点的发射能耗，增强中心节点与伙伴节点簇的通信质量。
[0009]在一个可选的示例中，所述预设锐角范围在理论上不会超过主瓣角度的90
°
，实际情况下，可根据伙伴节点簇所需选择的边缘节点数量来确定小于90
°
的某个具体锐角角度范围。如小于30
°
、小于45
°
或小于60
°
等。
[0010]在一个可选的示例中，所述边缘节点数目的预设值根据MIMO通信需求设定，以能够满足MIMO通信的需求为准。
[0011]在一个可选的示例中，所述确定星型网络的中心节点和多个边缘节点，以及将中心节点分别与各个边缘节点分别建立点对点连接，以确定各个边缘节点相对中心节点的方向角，具体为：
[0012]中心节点进行360
°
全向的波束赋形扫描，扫描发现所有单天线的边缘节点；
[0013]中心节点与所发现的各个边缘节点分别建立点对点的多发单收SIMO连接；
[0014]中心节点接收各个边缘节点反馈的数据包，并根据所述数据包的信息调整对各个边缘节点波束赋形主瓣的幅度和相位，逐一完成对各个边缘节点的波束赋形精准指向；
[0015]中心节点将其MIMO天线作为几何原点，根据与各个边缘节点波束赋形精准指向的结果，确定中心节点与每个边缘节点之间波束赋形主瓣的相对方向角。
[0016]在一个可选的示例中，将所述伙伴节点簇整合为一组MIMO天线，具体为：
[0017]中心节点为伙伴节点簇中的边缘节点指定MIMO合作分集规则，将物理构成上相互独立的各个边缘节点的单天线在逻辑关系上整合为一组MIMO合作分集天线。
[0018]在一个可选的示例中，所述中心节点与伙伴节点簇建立MIMO连接，以实现MIMO通信，具体为：
[0019]中心节点根据传输质量和传输速率的不同需求，对伙伴节点簇进行对应的空间分集和空间复用设置，实现中心节点与伙伴节点簇各个边缘节点的空间分集MIMO传输和空间复用MIMO传输。
[0020]第二方面，本专利技术提供了一种MIMO通信装置，包括：
[0021]边缘节点方向角确定单元，用于确定星型网络的中心节点和多个边缘节点；所述中心节点为MIMO天线；以及将中心节点分别与各个边缘节点建立点对点连接，以确定各个边缘节点相对中心节点的方向角；
[0022]伙伴节点簇选择单元，用于根据各个边缘节点相对中心节点的角度，选择相对中心节点的角度在预设锐角范围内的所有边缘节点作为中心节点的伙伴节点簇；其中，在所述预设锐角范围内的边缘节点的数目超出预设值，所述预设值大于1；
[0023]MIMO通信单元，用于将所述伙伴节点簇整合为一组MIMO天线，并控制中心节点与伙伴节点簇建立MIMO连接，以实现MIMO通信；其中，所述伙伴节点簇将中心节点的发射功率聚焦于其主瓣的预设锐角范围内，提升中心节点的发射能耗，增强中心节点与伙伴节点簇的通信质量。
[0024]在一个可选的示例中，所述伙伴节点簇选择单元设定的预设锐角范围，可根据伙伴节点簇所需选择的边缘节点数量来确定小于90
°
的某个具体锐角角度范围。
[0025]在一个可选的示例中，所述伙伴节点簇选择单元根据MIMO通信需求设定所述边缘节点数目的预设值，以能够满足MIMO通信的需求为准。
[0026]第三方面，本专利技术提供了另一种MIMO通信装置，包括：存储器和处理器；
[0027]所述存储器，用于存储计算机程序；
[0028]所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如上述第一方面提供的方法。
[0029]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0030]本专利技术提供一种MIMO通信方法及装置，中心节点通过波束赋形所形成的主瓣，在符合要求的波束宽度范围内，也即中心节点周围某个可变方向上的角度范围内，筛选出合适的边缘节点，作为其伙伴节点，有利于将中心节点有限的发射功率，聚焦于主瓣的某角度范围内的伙伴节点，既可以提高中心节点信号发射的能效，也可以增强中心节点与伙伴节点之间的通信质量，从而确保伙伴节点之间通信连接与网络拓扑的稳定性。
[0031]本专利技术提供一种MIMO通信方法及装置，中心节点可以通过天线数量的配置及其波束赋形算法，实现对处于其某个锐角角度范围内若干边缘节点的信号覆盖，以达到通过角
度方向来筛选其伙伴节点的目的，实现更狭窄、也即更精准的波束赋形主瓣指向，提升了中心节点的能效比、中心节点与边缘节点的通信质量以及保证了MIMO通信的信号质量。
[0032]本专利技术提供一种MIMO通信方法及装置，以中心节点对边缘节点的实际信号覆盖效果为导向的筛选，可靠性高，极大降低了筛选出来的伙伴节点因信号覆盖不佳而脱网的概率。
附图说明
[0033]图1是本专利技术实施例提供的MIMO通信方法流程图；
[0034]图2是本专利技术实施例提供的MIMO通信的工作流程图；
[0035]图3是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MIMO通信方法，其特征在于，包括如下步骤：确定星型网络的中心节点和多个边缘节点；所述中心节点为多输入多输出MIMO天线；将中心节点分别与各个边缘节点建立点对点连接，以确定各个边缘节点相对中心节点的方向角；根据各个边缘节点相对中心节点的角度，选择相对中心节点的角度在预设锐角范围内的所有边缘节点作为与中心节点通信的伙伴节点簇；其中，在所述预设锐角范围内的边缘节点的数目超出预设值，所述预设值大于1；将所述伙伴节点簇整合为一组MIMO天线，并控制中心节点与伙伴节点簇建立MIMO连接，以实现MIMO通信；其中，所述伙伴节点簇将中心节点的发射功率聚焦于其主瓣的预设锐角范围内，提升中心节点的发射能耗，增强中心节点与伙伴节点簇的通信质量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设锐角范围在理论上不会超过主瓣角度的90
°
，实际情况下，可根据伙伴节点簇所需选择的边缘节点数量来确定小于90
°
的某个具体锐角角度范围。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述边缘节点数目的预设值根据MIMO通信需求设定，以能够满足MIMO通信的需求为准。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述确定星型网络的中心节点和多个边缘节点，以及将中心节点分别与各个边缘节点分别建立点对点连接，以确定各个边缘节点相对中心节点的方向角，具体为：中心节点进行360
°
全向的波束赋形扫描，扫描发现所有单天线的边缘节点；中心节点与所发现的各个边缘节点分别建立点对点的多发单收SIMO连接；中心节点接收各个边缘节点反馈的数据包，并根据所述数据包的信息调整对各个边缘节点波束赋形主瓣的幅度和相位，逐一完成对各个边缘节点的波束赋形精准指向；中心节点将其MIMO天线作为几何原点，根据与各个边缘节点波束赋形精准指向的结果，确定中心节点与每个边缘节点之间波束赋形主瓣的相对方向角。5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，将所述伙伴节点簇整合为一组MI...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗振，朱秀林，余汪洋，余岚，蔡佳佳，张永红，凌小貌，
申请(专利权)人：武汉船舶通信研究所中国船舶重工集团公司第七二二研究所，
类型：发明
国别省市：