[發明專利]一種隨動跟蹤WIFI傳輸裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 201610218401.3
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105704846B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 麥文;王力豪;仰石;張亮晶
• 申請（專利權）人: 四川師范大學
• 主分類號: H04W88/02
• 分類號: H04W88/02;H04B7/0413;H04B1/40;H01Q3/00;H04W84/12
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 崔建中

本發明公開一種隨動跟蹤WIFI傳輸裝置及其控制方法，裝置包括云臺控制器，以及與之連接的加速度傳感器、地磁傳感器、北斗導航接收機、無線通信單元、WIFI單元和天線云臺；還包括設置在天線云臺上的定向天線，定向天線連接到WIFI單元；控制方法為：通過北斗衛星信號確定自身位置坐標，將自身坐標信息發布給其它接入點；根據整個通信接入點的坐標信息結合路由算法確定最優通信鏈路；通過地磁傳感器來確定自身姿態信息；計算天線方位角，控制天線云臺實現天線對準。本發明實現了WIFI的遠距離通信，解決了使用定向天線時多接入點動態移動組網問題；使WIFI在提升通信距離、提升通信隱蔽性、提升網絡抗毀性、降低電磁干擾等方面效果明顯。

技術領域

本發明涉及WIFI通信技術領域，具體為一種隨動跟蹤WIFI傳輸裝置及其控制方法。

背景技術

WIFI通信是當代社會應用非常普及的一種無線通信方式。WIFI通信具有諸多優點，例如用戶容量大、傳輸速度高、接入方便、使用廣泛、組網靈活等顯著的優點。現代智能終端，如手機、移動筆記本等通常都把WIFI通信功能作為標準配置之一。

民用無人飛行器尤其是多軸旋翼飛行器，具有成本低、開發容易、結構簡單、用途廣泛的特點，得到了相當的普及。但目前多數無人飛行器主要通過專門的遙控器實現控制，使用WIFI通信的無人機一般僅能在100米以內通信。如果無人飛行器能用WIFI實現數公里的通信，將是非常方便的。這種情況下，使用現代智能終端設備就能很方便地與對飛行器實現通信聯系，借助智能終端的平臺能方便地開發無人機新功能，無疑將極大地拓展無人飛行器應用領域和范圍。

另一方面，隨著汽車的普及，許多汽車上已具備了WIFI功能。如果汽車之間能以某種方式實現WIFI組網，在數百米范圍實現WIFI互聯，這無疑將是非常有價值的事情。

但遺憾的是，目前以上兩種場合應用均未實現。主要原因是WIFI通信采用多進制寬帶數字調制，存在頻帶占用寬、信號的峰平功率比高，導致發射效率低等缺點。特別是由于信號的峰平功率比高，導致發射器效率很低，使用寬帶通信導致接收機靈敏度低等，因此WIFI通常只用作短距離通信。現代移動終端上的小功率WIFI通信距離一般在數十米范圍內，發射效率通常低于25％，根本不適合遠距離通信。要提高通信距離，就需要提高發射功率，由于發射效率低，要求發射機總消耗功率很大，電源消耗增加程度就十分顯著。此外，通信功耗過高也不利于使用電池供電的系統使用。目前，在提高線性發射器效率方面，不少研究者已提出了一些列諸如：前饋、預失真等新技術，在一定程度上改善了發射效率，在窄帶通信方面獲得一定程度應用，寬帶通信具有復雜性目前仍舊處于實驗室研究階段，尚未能達到實用化水平。

鑒于以上原因，WIFI通常僅作為短距離通信使用，許多戶外通信只得使用其他方式代替。例如，民用型無人飛行器的通信方式多采用模擬通信和部分數字通信相混合的方式。圖像和聲音傳輸使用模擬調頻FM方式，命令控制則使用數字頻移鍵控FSK方式。地面車輛間的通信甚至是采用傳統的對講機。一些性能更好的通信系統則使用全數字的COFDM、QPSK等方式。這些通信方式，雖然能解決飛行器、車輛等遠距離通信問題，但它屬于專用性質的通信與現代智能終端使用的WIFI有很大的差異，由于通信體制完全不同，失去了使用WIFI的便?利性優點。

目前使用定向天線擴展WIFI通信距離已有一定應用，定向天線陣具有比常規WIFI系統所用的全向天線有更高的增益，加上它是定向傳輸的，因此信號傳輸時能量高度集中，降低了噪聲干擾，可實現遠距離傳輸。在相同發射功率與相同接收機靈敏度情況下，定向天線陣能有效地提高通信質量，使WIFI傳輸距離成倍增加成為可能。在定向通信方式下，由于傳輸能量集中在所指方向上，對其它非傳輸方向的設備干擾也會很小。但是，定向天線具有方向性，需要收發系統實時對準才能建立通信，而且由于定向通信系統組網的復雜度高，所以目前都限于點對點固定位置之間的通信，例如2個高樓之間使用定向網橋實現WIFI通信等。但這些常規設計要么采用增大發射功率，要么增加天線方向性和增益來提升通信距離，沒有在WIFI信號本身上尋求解決方案。并且這些設計也無法滿足移動、隨機、多接入點組網等實際需要。

發明內容