[發明專利]一種短距離無線寬帶通信方法和系統

有效

• 申請號: 201310244332.X
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN103281711A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 郭琳
• 申請（專利權）人: 蘇州維特比信息技術有限公司
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04W24/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種短距離無線寬帶通信方法及短距離無線寬帶通信系統。

背景技術

短距離無線寬帶通信是最近成為研究熱點的新型無線通信技術，其承載頻段從30GHz到300GHz，其中兩個被認為會在未來成為典型應用的頻段是45GHz和60GHz。短距離無線寬帶通信的傳播波長從10毫米到1毫米，因此短距離無線寬帶通信也通常等價地被稱作毫米波通信。短距離寬帶無線通信的優點是：1、可用頻帶極寬。2、方向性強，保密性好；3、干擾很小，幾乎不受大氣干擾和工業干擾的影響，因而通信穩定。但也正因為上述特性，毫米波在空間的傳播近似于光波，其傳播波束非常窄，而且無法穿透障礙物；短距離無線寬帶通信典型的應用場景為室內環境。同時，毫米波通信的天線系統多采用天線陣列和波束賦形技術，使波束能夠按照指定方向沿視距或沿反射路徑繞開障礙物到達接收端。

傳統技術實現中，無線通信中的波束賦形需要經過自適應的迭代運算才能在收發天線陣列之間建立最優的通信鏈路，這通常是通過通信終端復雜的信號搜索來自實現的。并且隨著通信終端發生位移或通信鏈路受到遮擋時，需要重新調整天線陣列，完成波束賦形，而自適應地調整天線陣列完成波束賦形建立毫米波通信鏈路是較為耗時的，此外，波束賦形在大范圍的扇區級搜索過程中有可能會對其他正在進行通信的設備造成干擾。在毫米波通信系統中由于天線數的大大增加，上述問題尤其凸顯。

如圖1A，1B，1C描述了在室內環境下用毫米波傳輸高清視頻時，通信鏈路遭受到不同程度屏蔽的情形。

公開號為CN101867401的專利“一種遮擋躲避的60GHz多天線系統及其信號處理方法”即提供了一種在遮蔽物信息已知的情況下調整波束賦形的方法。可見如果能夠快速、準確獲知通信終端所處位置和通信鏈路中遮避情況的信息，省略大范圍的扇區級搜索過程，幫助天線陣列波束快速對準，這無疑對毫米波通信收發端建立鏈路是有益處的。但該專利并沒有公開如何或者接收、發送設備以及遮蔽物位置的信息，因而是不完整的。在室外場景下，通信終端可利用自身配置的GPS模塊獲取位置信息，輔助完成波束賦形，但對于室內環境中衛星導航信號非常微弱，定位無法實現。除此之外，一些研究文獻指出可通過預先配置，記錄終端位置信息，但此種方法對于終端或者遮蔽物產生位移的情況不能適用。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種短距離無線寬帶通信方法及短距離無線寬帶通信系統，采用輔助手段獲取通信終端的位置坐標和通信鏈路上的遮避信息，通信終端從而調整天線陣列的波束賦形，優化通信鏈路的建立和維護過程。

本發明提出了一種短距離無線寬帶通信方法，包括如下步驟：

S101，通信終端加入系統網絡，并向網絡注冊；系統中的網絡控制設備確認該通信終端加入并完成該通信終端的注冊。

S102，攝像設備對室內進行拍照，并將拍攝的室內空間圖像傳送至網絡控制設備。

S103，網絡控制設備分析處理空間圖像，計算通信終端位置坐標和鏈路中遮蔽物坐標以及遮蔽物空間信息，將上述坐標及信息發送給通信鏈路上的通信終端。

S104，通信終端依據坐標信息和遮蔽物空間信息，調整波束方向，進行波束賦形，建立或維護通信鏈路。

上述S102-S104步驟是每隔一定時間周期重復的。

在S104步驟中，由于通信終端知道其所在通信鏈路上遮蔽物的坐標和空間信息，其波束賦形可以在小范圍的扇區級開始搜索、并作精細校準；在信息精準的情況下，甚至能夠直接進行波束級定向。如果發現鏈路完全遮蔽時，則直接省略該鏈路的波束賦形過程，改用其他的路由節點建立鏈路。

更進一步地來說，在S103步驟中網絡控制設備除了向通信終端發送坐標和屏蔽物信息之外，還向通信終端發送短距離無線寬帶通信的控制信令。工程中比較適合通過低頻通信(如Wi-Fi)來發送上述信息。

本發明同時提出了一種短距離無線寬帶通信系統，系統中有一個網絡控制設備，一個或者多個攝像設備和多個通信終端，其中：

網絡控制設備上含有計算模塊和低頻通信模塊，

計算模塊根據拍攝的室內空間圖像估算出室內各物體的坐標位置和物體的空間形狀；

低頻通信模塊將通信終端的坐標、以及該通信終端的通信鏈路上遮蔽物的坐標和空間信息發送給通信終端，具體的低頻通信模塊如Wi-Fi的2.4GHz或5GHz通信模塊，除了發送上述坐標信息之外，還在通信終端和網絡控制設備之間傳輸通信終端注冊信息以及其他控制短距離無線寬帶通信的控制信令。