[發(fā)明專利]無線局域網(wǎng)基站接入系統(tǒng)及智能定向收發(fā)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910219472.5
• 申請日: 2009-12-14
• 公開（公告）號: CN101765127A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王文杰;殷勤業(yè);李鋒;劉遠洋;楊榮;徐振興
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04W84/12;H04W88/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種無線局域網(wǎng)基站接入系統(tǒng)，其特征在于，包括智能天線波束切換控制部分、擺 放位置相鄰的第一智能天線和第二智能天線，兩個智能天線均為可進行波束切換的正九棱柱 天線，且結(jié)構(gòu)相同；智能天線波束切換控制部分由射頻接收模塊、A/D轉(zhuǎn)換器以及基帶處 理和控制模塊構(gòu)成；第一智能天線與射頻接收模塊相連；第二智能天線輸出與基站接入點相 連；射頻接收模塊對來自第一智能天線的射頻信號進行解調(diào)，解調(diào)后輸出的4路I、Q模擬 基帶信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器采樣變?yōu)?路I、Q數(shù)字基帶信號，輸出到基帶處理和控制模塊， 該模塊采用FPGA對接收到的數(shù)字基帶信號進行處理和分析，并根據(jù)得到的結(jié)果控制第一、 第二智能天線的波束方向，從而使得系統(tǒng)接收/發(fā)送的每一個業(yè)務(wù)幀都使用定向波束進行接 收/發(fā)送。

2.一種利用權(quán)利要求1無線局域網(wǎng)基站接入系統(tǒng)實現(xiàn)智能定向收發(fā)的方法，其特征在 于，包括系統(tǒng)初始化、定向接收和定向發(fā)送三個流程，其中：

系統(tǒng)初始化的流程包括：

(1)系統(tǒng)初始化時，基帶處理和控制模塊控制兩個正九棱柱的第一、第二智能天線都 工作在全向波束；初始化射頻接收模塊使其工作在接收狀態(tài)；

(2)系統(tǒng)初始化時，每隔一定時間間隔通過基帶處理和控制模塊改變射頻接收模塊的 頻點，并將不同頻點處解調(diào)后的基帶信號通過A/D轉(zhuǎn)換器，作為基帶處理和控制模塊的輸 入，此模塊實時運算得到不同配置頻點下數(shù)字基帶信號的接收信號強度，接收信號強度最強 的頻點即為此基站接入點的頻點，射頻接收模塊配置至此頻點進行后續(xù)接收/發(fā)送，此頻點 配置過程只在系統(tǒng)初始化的時候進行一次；

定向接收一個業(yè)務(wù)幀的流程包括下述步驟：

(1)初始狀態(tài)時，使兩個正九棱柱的第一、第二智能天線都工作在全向波束；

(2)當(dāng)?shù)谝恢悄芴炀€起始檢測到有業(yè)務(wù)幀時，再區(qū)別檢測該業(yè)務(wù)幀是否是由客戶端發(fā) 起的業(yè)務(wù)幀，如果該業(yè)務(wù)幀是由客戶端發(fā)起的，則由射頻接收模塊將該業(yè)務(wù)幀幀頭的前一小 段信號解調(diào)成基帶信號，通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字基帶信號，基帶處理和控制模塊對得到 的基帶數(shù)據(jù)進行計算后，調(diào)整射頻增益至合適值；

(3)接著，在對此業(yè)務(wù)幀的后續(xù)接收過程中，基帶處理和控制模塊切換第一智能天線 的九個波束方向，分別使用九個波束對后續(xù)接收到業(yè)務(wù)幀的前一小段進行接收，使接收到的 射頻信號再通過射頻接收模塊及A/D轉(zhuǎn)換器由基帶處理和控制模塊計算第一智能天線在各 個方向上的接收信號強度，由此選定具有最大接收信號強度的方向；

(4)基帶處理和控制模塊調(diào)整第二智能天線的波束方向為最大接收信號強度方向，第 二智能天線將其對應(yīng)的波束作為此業(yè)務(wù)幀接收的最終方向，把該業(yè)務(wù)幀接收至基站接入點 AP模塊，由AP模塊對此業(yè)務(wù)幀進行相應(yīng)的處理和響應(yīng)；

(5)該業(yè)務(wù)幀被接收至基站接入點AP模塊后，基帶處理和控制模塊進行結(jié)束檢測，如 果判斷此業(yè)務(wù)幀已經(jīng)結(jié)束，則將第一、第二智能天線波束切換到全向波束；

定向發(fā)送一個業(yè)務(wù)幀的流程包括下述步驟：

(1)初始狀態(tài)時，使兩個正九棱柱的第一、第二智能天線都工作在全向波束；基站接 入點AP模塊發(fā)起的傳輸請求由第二智能天線進行發(fā)送，第一智能天線實時地起始檢測是否 有業(yè)務(wù)幀從第二智能天線發(fā)出，然后進行區(qū)別檢測，如果檢測到由基站接入點發(fā)起的業(yè)務(wù)幀， 則認(rèn)為有業(yè)務(wù)幀從第二智能天線發(fā)出；

(2)系統(tǒng)在定向接收完上一業(yè)務(wù)幀之后，在基帶處理和控制模塊設(shè)置一個定時器，如 果在定時器超時之前第一智能天線起始檢測到第二智能天線開始發(fā)送AP模塊發(fā)起的業(yè)務(wù) 幀，則此業(yè)務(wù)幀有較大概率是發(fā)給之前系統(tǒng)進行定向接收的客戶端，此時基帶處理和控制模 塊會發(fā)出控制信號，切換第二智能天線的波束方向到之前進行定向接收的方向，進行該業(yè)務(wù) 幀的定向發(fā)送；

(3)定時器起始檢測時，如果在設(shè)定的時間門限范圍內(nèi)沒有檢測到基站接入點發(fā)起的 傳輸請求，而在超時后檢測到了基站接入點通過第二智能天線發(fā)送的業(yè)務(wù)幀，則可認(rèn)為該業(yè) 務(wù)幀是定時廣播的beacon幀，此時由基帶處理和控制模塊控制第二智能天線切換至全向波束 發(fā)送beacon幀；若再接收到由客戶端發(fā)起的業(yè)務(wù)幀，則對其進行定向接收；

(4)定向發(fā)送的重傳機制：基于步驟(1)和(2)所述的方法進行發(fā)送后，如果定位 的方向不正確，客戶端將無法收到基站端的響應(yīng)，則客戶端會重新發(fā)起請求，此時系統(tǒng)會再 次進行定向接收和發(fā)送的過程。