[发明专利]一种基于自适应波束调节的短距离点对点电磁波通信方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种通信方法。

背景技术

全向天线所的全向电磁波在一定相对位置变化内的点对点通信而言，可能成为潜在能量浪费的一种途径。在能量一定的前提下，全向波的大多数能量不仅由于无接收方而浪费，而且产生了很多干扰信号，对真正有用的无线传输构成挑战。定向天线可以解决全向天线的很多不足之处。然而，对于移动设备，特别是便携式电子终端（如手机、平板计算机、笔记本计算机等），目前的定向天线尚不能实时地对自身电磁波方向进行调节。近年来，业界提出了波束成形技术。该技术通过改变波束成形的方向来实现设备之间的通信，然而，其判断的过程过于复杂，特别是在相关设备之间进行很多次信息交互，而个过程会带来大量的能量消耗。

发明内容

1、              所要解决的技术问题：

    全向天线所的全向电磁波在一定相对位置变化内的点对点通信能量浪费的问题。

2、              技术方案： 

为了解决以上问题，本发明提供了一种基于自适应波束调节的短距离点对点电磁波通信方法，包括以下步骤：

第一步，配对，发送方与接收方之间采用全向天线的工作方式，实现无线连接，双方通过测量接受到的信号强度来获知彼此的方位朝向信息；

第二步，接收方天线进行波束调节，压缩波束，并将其根据第一步中确定的角度朝向发送方，在此过程中，通信保持；

第三步，发送方调节波束，使其根据第一步中的方位角，并参考第二步中接收方波束的实际角度，调节自身电磁波方向，

第四步，设备移动情况，当发送设备和接收设备彼此之间发生位移时，需要对彼此角度进行调节，以保证不间断通信。

在上述过程中，当发送设备和接收设备之间发生较大位移或人为干扰等情况而使得通信中断，则该通信过程终止，即发送方与接收方关闭波束调节功能，同时恢复全向天线工作方式，试图配对。

3、              有益效果：

    本发明提供的方法实现较高的信噪比传输、提高传输距离并减少能量消耗。

附图说明

图1发送方与接收方采全向天线实现配对示意图。

图2 接收方进行波束调节，发送方保持不变，通信保持示意图。

图3 发送方和接收方完成波束调节示意图。

图4 发送方和接收方发生彼此位移，双方实时调节波束，保持不间断通信示意图。

1.发送设备；2.接收设备；3. 发送设备原波束；4. 接收设备发生相对位移；5. 发送设备自适应调节波束，使之与接收设备保持配对及不间断通信；6. 接收设备自适应调节波束，与发送设备保持配对及不间断通信。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明。

一种基于自适应波束调节的短距离点对点电磁波通信方法，包括以下步骤：

第一步，配对过程，目的是获得最优电磁波方向信息。具体过程如下：

（1）    发送方与接收方之间采用全向天线的工作方式，实现无线连接，即配对。

（2）    发送方单方面进行天线扇区扫描，接收方保持全向天线工作方式。发送方根据测量接受到的信号强度或性能噪声比（以下简称性噪比）和/或单位字节能耗等信息来获知彼此最佳方位朝向信息，该朝向至少满足下列要求：

（a）    双方的相向区域；

（b）    在该方向上受到的干扰小，即可获得较高的性噪比，且传输单位字节能耗最低；

（c）    条件（b）的优先权高于条件（a），即当发送方与接收方的信噪比较高的区域并非二者的相向方向区域时，可忽略彼此间的该相向方向区域，而选择信噪比较高和/或单位字节能耗较低的方向。

（3）发送方将该朝向信息告知接收方。

当确定该方向后，配对过程结束。如图1所示。

本步骤中假设对于发送方最优的发送角度也是对接收方的最优朝向角度。同时，本步骤中的（2）和（3）也可以由接收方来完成，即接收方进行扇区扫描和朝向角度判断。一般情况下，默认发送方完成相关工作。

第二步，接收方天线执行波束调节，即压缩波束，并将其根据第一步中确定的角度朝向发送方。如图2所示。在此过程中，通信保持。

第三步，发送方调节波束，使其根据第一步中的方位角，并参考第二步中接收方波束的实际角度，调节自身电磁波方向。

如图3所示。