[发明专利]基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法

摘要

本发明公开了一种基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法，主要解决现有高速移动无线激光通信中链路可靠性低的问题。其技术方案是：采用正二十面体结构的光学智能天线，且每个面上分布接收和发射单位，并对这些单元编号，实现360度覆盖；采用误差修正的扩展卡尔曼滤波算法EC-EKF预测对端通信机的运动信息，确定其位于哪个发射单元的覆盖范围，打开相应的激光发射单元，实现对目标的捕获和跟踪，继续通信进程；对卡尔曼滤波算法EC-EKF进行扩展，用前一时刻的误差值修正当前时刻预测值，得到目标下一时刻的运动信息。本发明提高了通信系统链路的可靠性，兼顾了通信的实时性和移动性，可以用于高速移动无线激光通信领域。

主权项

一种基于EC‑EKF算法的光学智能天线波束控制方法，包括：(1)设计光学智能天线：天线采用正二十面体结构，每个面上按照自上而下、自左向右的规则均匀排列有数个发射单元，接收单元均匀地镶嵌在发射单元之间的空隙内；该正二十面体按照逆时针、自上而下对每个面设有编号，每个面上的发射单元按照自左向右、自上而下设有编号；(2)天线波束控制：(2a)将上述光学智能天线分别装配在通信双方的通信机上，通信双方初始化链路并建立链路链接；(2b)在双方通信进程中，本端通信机判断是否收到对端通信机天线发射的光信号：如果收到光信号，则更新对端通信机当前的运动状态信息；若未收到光信号，则关闭本端天线当前的发射单元，执行步骤(2c)；(2c)利用误差修正的扩展卡尔曼滤波算法EC‑EKF预测对端通信机在三维空间内的下一时刻运动状态信息，即利用前一时刻的误差值修正当前时刻预测值，得到对端通信机在三维空间内的下一时刻运动状态信息预测值；(2d)根据(2c)得到的预测值确定对端通信机对应本端天线的发射单元编号，重新建立与对端通信机的链接，继续进行双方通信进程。