專利名稱：基于雙層圓形天線陣的60GHz波束賦形方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于雙層圓形天線陣的60GHz波束賦形方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2003年，IEEE發(fā)布新標準IEEE 802. 15. 3，“WPAN的無線媒體接入拉制(MAC)和物理層(PHY)規(guī)范”，該標準首次提出在短距離范圍內(nèi)實現(xiàn)吉比特速率傳輸?shù)臒o線通信系統(tǒng)。為了在60GHz頻段達到超過5Gbps的傳輸速率，2009年IEEE 802. 15. 3c標準對IEEE802. 15. 3標準做了進一步的補充改進說明，標準中對三種物理層模式進行了定義說明，并且定義了一種全新的波束賦形協(xié)議，其目的是增大系統(tǒng)的傳輸范圍。60GHz毫米波短距離無線通信技術(shù)在頻譜資源緊缺的今天突顯出巨大潛力。60GHz毫米波帶寬大，靈活性強，然而它面臨的最大挑戰(zhàn)是過高的路徑損失。為了彌補損耗與衰減，波束賦形成為60GHz毫米波的一個重要研究領(lǐng)域。目前IEEE 802. 15. 3c標準中的波束賦形協(xié)議已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，IEEE802. 15. 3c標準中波束賦形協(xié)議定義的碼本有以下特點1.碼本設(shè)計基于調(diào)相天線陣列，每一列是一個權(quán)重矢量，對應(yīng)一個實際波束；2.僅采用相位調(diào)制，無幅度調(diào)制，減小了 60GHz射頻段電子器件的功耗；3.碼本設(shè)計的波束在360度平面范圍內(nèi)對稱分布，目的是盡量減少不同頻段下波束移動造成的增益損失；波束賦形包括兩個部分碼本設(shè)計和訓(xùn)練步驟，碼本是指一系列提前定義好的固定的波束賦形矢量，碼本矩陣的每一列是一個天線權(quán)重矢量，代表一個波束；訓(xùn)練步驟是指找出最佳波束的搜索過程。3c波束碼本的表達式為
權(quán)利要求
1.基于雙層圓形天線陣的60GHz波束賦形方法，其特征在于，所述雙層圓形天線陣包括內(nèi)圈天線陣和外圈天線陣，所述波束賦形方法包括碼本設(shè)計和訓(xùn)練步驟，具體包括 51:根據(jù)圓形天線陣陣列因子表達式戽
2.如權(quán)利要求1所述的波束賦形方法，其特征在于，所述步驟S3中得到最佳Sector對具體包括 S31:接收方保持最佳接收Quas1-omni不變,發(fā)送方將與所述最佳發(fā)送Quas1-omni形狀相對應(yīng)的發(fā)送Sector與所述最佳接收Quas1-omn1--配對進行數(shù)據(jù)傳輸，選擇與最大SNR值對應(yīng)的發(fā)送Sector為最佳發(fā)送Sector ； S32:發(fā)送方保持所述最佳發(fā)送Sector不變,接收方將與所述最佳接收Quas1-omni形狀相對應(yīng)的接收Sector與所述最佳發(fā)送Sector--配對進行數(shù)據(jù)傳輸，選擇與最大SNR值對應(yīng)的接收Sector為最佳接收Sector,所述最佳發(fā)送Sector與所述最佳接收Sector組成所述最佳Sector對。
3.如權(quán)利要求1所述的波束賦形方法，其特征在于，所述步驟S4中得到最佳Beam對具體包括`541:接收方保持所述最佳接收Sector不變，發(fā)送方關(guān)閉所述內(nèi)圈天線陣，打開所述外圈天線陣，發(fā)送所述最佳發(fā)送Sector范圍內(nèi)數(shù)目為NumB的Beam并--配對，選擇與最大SNR值相對應(yīng)的發(fā)送Beam為最佳發(fā)送Beam,其中選取的發(fā)送Beam數(shù)目
4.基于雙層圓形天線陣的60GHz波束賦形的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙層圓形天線陣包括內(nèi)圈天線陣和外圈天線陣，所述系統(tǒng)具體包括 圓形天線陣列因子單元，根據(jù)圓形天線陣陣列因子表達式次的—I或
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述Sector碼本設(shè)計單元具體包括 最佳發(fā)送Sector獲取單元,接收方保持最佳接收Quas1-omni不變,發(fā)送方將與所述最佳發(fā)送Quas1-omni形狀相對應(yīng)的發(fā)送Sector與所述最佳接收Quas1-omn1--配對進行數(shù)據(jù)傳輸，選擇與最大SNR值對應(yīng)的發(fā)送Sector為最佳發(fā)送Sector ； 最佳接收Sector獲取單元，發(fā)送方保持所述最佳發(fā)送Sector不變，接收方將與所述最佳接收Quas1-omni形狀相對應(yīng)的接收Sector與所述最佳發(fā)送Sector--配對進行數(shù)據(jù)傳輸，選擇與最大SNR值對應(yīng)的接收Sector為最佳接收Sector,所述最佳發(fā)送Sector與所述最佳接收Sector組成所述最佳Sector對。
6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述Beam碼本設(shè)計單元具體包括 最佳發(fā)送Beam獲取單元，接收方保持所述最佳接收Sector不變，發(fā)送方關(guān)閉所述內(nèi)圈天線陣，打開所述外圈天線陣，發(fā)送所述最佳發(fā)送Sector范圍內(nèi)數(shù)目為Nuhib的Beam并--配對，選擇與最大SNR值相對應(yīng)的發(fā)送Beam為最佳發(fā)送Beam,其中
全文摘要
本發(fā)明公開了基于雙層圓形天線陣的60GHz波束賦形方法和系統(tǒng)，波束賦形方法包括碼本設(shè)計和訓(xùn)練步驟，通過進行Quasi-omni碼本設(shè)計得到所有Quasi-omni模式，一一配對得到最佳Quasi-omni對；在最佳Quasi-omni對范圍內(nèi)進行Sector碼本設(shè)計和相應(yīng)的訓(xùn)練步驟得到最佳Sector對；在最佳Sector對范圍內(nèi)進行Sector碼本設(shè)計和相應(yīng)的訓(xùn)練步驟得到最佳Beam對，使得三種模式均產(chǎn)生對應(yīng)的碼本，在實現(xiàn)天線方向圖中波束大小一致、分布均勻、指向明確的同時，達到短時間內(nèi)搜索到準確度高、增益高、增益損耗小的天線波束的目的，且圓形天線陣碼本關(guān)于相移錯誤的魯棒性更強、系統(tǒng)更穩(wěn)定。
文檔編號H04B7/06GK103067065SQ20121055842
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者馮薇, 肖振宇, 蘇厲, 金德鵬, 曾烈光 申請人:清華大學(xué)