[发明专利]一种基于可动态调整天线增益方向的微功率无线集抄通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于可动态调整天线增益方向的微功率无线集抄通信系统，包括集中器和多个无线终端，所述集中器通过主路由路线或副路由路线与多个无线终端连接，其特征是：每个无线终端含有微功率无线通信模块，所述微功率无线通信模块包括电源电路、基带和CPU电路单元、射频发送电路、射频接收电路、带通滤波器、阻抗匹配器、三路RF开关及三组相互正交放置的天线； 

每组正交放置的天线由相对应的一路独立的RF开关控制通断，每一路RF开关均受到基带和CPU电路单元控制，每一路RF开关一侧与对应的一组天线连接，另一侧与阻抗匹配器一侧连接；

所述阻抗匹配器另一侧与带通滤波器连接，所述阻抗匹配器受到基带和CPU电路单元控制。

2.一种基于可动态调整天线增益方向的微功率无线集抄通信方法，其特征是：     在一个由集中器和多个微功率无线通信终端组成的局域网中和许可的通信频带范围内，依据使用环境选择一个主通信频率通道和一个备用频率通道；

集中器定期发出组网路由优化命令，每一通信终端中的微功率无线通信模块在取得信号发射权后，在约定的时间间隔内依次打开三维天线七种组合中的每一种，调整好对应的天线匹配阻抗，发送测试信号，然后自动进入接收侦听状态；在接收侦听状态，微功率无线通信模块在约定的时间间隔内循环打开三维天线七种组合中的每一种，调整好对应的天线匹配阻抗，接收侦听，并记录侦听到的相关信号信息和强度；

在每一轮路由测试后，每一微功率无线通信模块按其所侦听到的信号强度从大到小的次序选择三个最佳通信对象；然后对每一通信对象，依次开通三维天线的七种组合，调整匹配阻抗，进行配对试通信发射；而接收方亦同样开通各种天线组合来比对通信效果；三个通信对象中收发信号信噪比最强的一个被选为主通信对象，次强的一个被选为备用通信对象；相互通信信噪比最大的天线开通组合也被录取为正式通信用；最后每一通信终端将所锁定的主次通信对象及对应的天线开通组合，同过最佳通信路径发送回集中器；

如果一微功率无线通信模块在路由优化命令发出后的规定时间内仍未收到任何测试信号，则切换到备用频率通道重复上述过程，而集中器则在规定时间后用备用频率通道对部分选定模块下发路优化命令，这些模块通过相同的优化流程，建立起新的匹配通信对象；

通过数轮的组网路由学习，一个最佳路由拓扑数据库便建成，它含盖着时标、每一通信节点的主辅通信对象及对应的天线开通组合；每一通信节点在通信闲余时间侦听其它节点终端所发信号；依据信号强度，判定通信路径中信号衰减和驻波变化情况，调整最佳天线开通方向，或更新通信对象，从而使得最佳通信网络拓扑图得到动态优化；

集中器及每一节点通信终端中的微功率无线通信模块依据最佳路由拓扑图，实时地进行多向通信；各微功率无线通信模块在所指定的频率通道和指定的时间间隔内循环开通三维天线的七种组合，调整对应的匹配阻抗，切换侦听周边信号；当接收到有效信号并受理后，向所指定的路由配对终端，按指定的发射频率和优化了的天线开通组合，调整发射匹配阻抗，进行信号传递；如主配对通信对象无反应，则选用备用通信对象重复上述操作；如通信始终不成功，则发出组网路由测试请求，重新选择最佳路由对象。