[發明專利]天線波束對準方法及裝置

在審

• 申請號: 201210290491.9
• 申請日: 2012-08-15
• 公開（公告）號: CN103596245A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發明（設計）人: 陳霖;郭陽;支周;禹忠
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W48/16
• 分類號: H04W48/16;H04W76/02
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;韓建偉

技術領域

本發明涉及通信領域，具體而言，涉及一種天線波束對準方法及裝置。

背景技術

隨著器件制造水平的提升，工藝不斷成熟，60GHz毫米波無線通信技術逐漸由理論研究走向實際應用。60GHz毫米波技術最大的優勢是傳輸帶寬非常寬，在60GHz頻段附近，最多可以提供5GHz的連續傳輸帶寬，傳輸速率可達數Gps，而且所用的工作頻段可以免授權使用。由于電磁頻譜在60GHz附近是一個強烈的吸收峰，這個頻率范圍內的電磁波傳播衰減非常大，因此，60GHz毫米波通信技術的典型傳輸距離不超過10米。這一電磁傳播特性既限定了60GHz毫米波通信技術的應用場景主要為室內環境，同時也使得空分復用成為可能。當前，60GHz毫米波的標準制訂也在加速進行中，有多個標準組織制訂了各自60GHz通信的技術規范，如IEEE?802.11ad和IEEE?802.15.3c以及歐洲的ECMA-387。國際電工委員會（International?Electrotechnical?Commission，簡稱IEC）也基于ECMA-387第一版規范發布了國際標準13156。

60GHz毫米波技術依然存在一些技術困難，主要源自60GHz電磁波傳播特性以及由其決定的空間信道特征。如：由于在60GHz頻帶上，氧分子對電磁信號的吸收非常強烈，導致路徑損耗非常大，為了有效對抗路徑損耗，需要高增益的定向天線。當使用此類高增益定向天線時，如果目標設備不落在當前設備天線方向圖的指向范圍內，則無法找到目標設備，產生所謂的“陰影現象”，如何在陰影效應產生時建立并保持無線鏈路的通暢是一個亟待解決的問題。為了解決這一問題，60GHz設備通常使用波束方向可調天線，通過空間掃描尋找發射/接收鏈路之間有效的傳輸路徑來建立連接。同時，由于發射/接收天線的波束非常窄，如何快速對準發射/接收波束也成為一個亟待解決的問題。

相關技術是在發射/接收設備上配置波束方向可調天線，通過波束方向的步進掃描來尋找發射端/接收端之間最優的傳輸路徑。這種配置方法存在明顯的不足，比如，由于波束過于狹窄以及信道衰落過大，當兩個波束對不上的時候，可能會使從發射端到接收端的鏈路中斷，導致兩端天線無法進行信息交換并以此為基礎進行波束方向配對；再比如，由于發射端和接收端均需要進行波束掃描，假設每一端的天線波束均有N個可以調整的指向，兩端天線波束指向共有N²種可能組合，而最優的組合需要進行N²次掃描才可以找出，這樣無疑會加大建立連接的延遲。即使通過上述波束方向步進掃描的方法找出并建立起發射/接收端之間最優傳輸路徑，也可能出現人或其他物品遮擋在該傳輸路徑中間的狀況，在這種情況下，相當于傳輸路徑中間發生了強烈陰影衰落，，陰影衰落導致的顯著增大的路徑損耗將導致現有傳輸鏈路數據傳輸能力急劇下降甚至中斷現有的數據傳輸通道。

針對相關技術中利用窄波束天線建立通信鏈路的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

本發明提供了一種天線波束對準方法及裝置，以至少解決上述問題。

根據本發明的一個方面，提供了一種天線波束對準方法，其中，本端配置有窄波束天線和寬波束天線，對端配置有窄波束天線和寬波束天線，所述方法包括：利用所述窄波束天線和所述寬波束天線確定所述窄波束天線的最優和/或次優波束對準方向；根據所述最優波束對準方向建立最優通信鏈路和/或根據所述次優波束對準方向建立次優通信鏈路。

優選地，在所述最優通信鏈路異常時，將所述最優通信鏈路切換到所述次優通信鏈路；或在所述最優通信鏈路異常時，根據所述次優波束對準方向建立次優通信鏈路。

優選地，利用所述窄波束天線和所述寬波束天線確定所述窄波束天線的最優或次優波束對準方向包括：本端的窄波束天線進行步進波束方向掃描，朝每一個波束方向發射低速率信號；本端接收到對端反饋的信道質量信息，其中，所述信道質量信息是根據所述低速率信號確定的；所述本端根據所述信道質量信息確定所述本端窄波束天線的最優或次優波束對準方向。

優選地，所述信道質量信息是根據所述低速率信號確定的包括：所述對端通過其寬波束天線或窄波束天線接收到所述低速率信號，并從所述低速率信號中提取出與相應的波束方向對應的信道質量信息。