[發(fā)明專利]點(diǎn)波束天線指向逐包調(diào)整的SDM/SDMA通信方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610471412.2
• 申請(qǐng)日: 2016-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN107547114B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王毓晗;馬正新;楊玉琢;李濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王毓晗;北京中科國(guó)信科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/0408
• 分類號(hào): H04B7/0408;H04W16/28
• 代理公司: 北京中偉智信專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 11325
• 代理人: 張岱

本發(fā)明的目的是提出一種點(diǎn)波束天線指向逐包調(diào)整的SDM/SDMA通信方法，它在每個(gè)數(shù)據(jù)包發(fā)送前，根據(jù)該數(shù)據(jù)包的接收用戶站的地理位置，實(shí)時(shí)調(diào)整點(diǎn)波束天線的指向，實(shí)現(xiàn)中心站與多個(gè)用戶站之間的通信。本發(fā)明的特點(diǎn)包括中心站點(diǎn)波束天線的指向可快速調(diào)整；中心站所有發(fā)射機(jī)發(fā)射載波的中心頻率、帶寬和調(diào)制方式相同；中心站可以通過1個(gè)點(diǎn)波束天線向多個(gè)用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)包；中心站也可以通過多個(gè)點(diǎn)波束天線向1個(gè)用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)包。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)處于不同位置的用戶在同一時(shí)間使用同一頻率通信而不會(huì)相互干擾，從而顯著提高通信系統(tǒng)的容量。

技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種SDM/SDMA的通信方法，尤其是一種點(diǎn)波束指向根據(jù)接收數(shù)據(jù)包的用戶站所在的地理位置實(shí)時(shí)調(diào)整的SDM/SDMA無線通信方法，屬通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù) 隨著人類社會(huì)對(duì)地面移動(dòng)通信、空間通信和衛(wèi)星通信需求的不斷增加，無線頻率資源越來越緊張。充分利用有限的頻率資源，獲取最大的通信容量，是無線通信技術(shù)發(fā)展的方向。

現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)一般采用多路復(fù)用和多址接入技術(shù)，實(shí)現(xiàn)中心站與多個(gè)用戶站之間的通信。其中中心站至用戶站的傳輸信道為下行信道，用戶站至中心站的傳輸信道為上行信道。多路復(fù)用是下行信道的復(fù)用技術(shù)，多址接入是上行信道的復(fù)用技術(shù)。目前常用的多路復(fù)用技術(shù)有頻分復(fù)用(Frequency Division Multiplexing，F(xiàn)DM)、時(shí)分復(fù)用(TimeDivision Multiplexing，TDM)和碼分復(fù)用(Code Division Multiplexing CDM)，常用的多址接入技術(shù)有頻分多址(Frequency Division Multiple Access，F(xiàn)DMA)、時(shí)分多址(TimeDivision Multiple Access，TDMA)和碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)。

近年來，隨著智能天線技術(shù)的發(fā)展，空分復(fù)用(Space Division Multiplexing，SDM)和空分多址(Space Division Multiple Access，SDMA)技術(shù)成為通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)。SDM是利用空間分割構(gòu)成不同信道的多路復(fù)用方式。SDMA是根據(jù)用戶的空間位置區(qū)分每個(gè)用戶的多址接入方式。SDM和SDMA可以實(shí)現(xiàn)處于不同位置的用戶在同一時(shí)間使用同一頻率通信而不會(huì)相互干擾，從而顯著提高通信系統(tǒng)的容量。

目前SDM和SDMA技術(shù)的主要應(yīng)用方式是多波束并行系統(tǒng)，以下簡(jiǎn)稱MA(MultipleBeam)系統(tǒng)，即中心站用頻率相同的多個(gè)并行窄波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)，而不是傳統(tǒng)TDM/TDMA系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱TD系統(tǒng))用1個(gè)寬波束覆蓋整個(gè)用戶區(qū)。由于MA系統(tǒng)每個(gè)窄波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的用戶也可能有多個(gè)，因此，多波束并行技術(shù)還要與其它多址技術(shù)，如TDMA，CDMA結(jié)合使用。

下面以下行信道為例，分析MA系統(tǒng)與TD系統(tǒng)相比，具有哪些優(yōu)勢(shì)。假設(shè)在TD系統(tǒng)中，中心站用1個(gè)寬波束TMD載波均勻覆蓋區(qū)域S。用戶的地理位置在區(qū)域S中均勻分布，每個(gè)用戶的傳輸速率要求是R。TMD載波功率為W，中心頻率為f，帶寬為B_TD，傳輸速率為R_TD，可以同時(shí)為N_TD個(gè)用戶提供數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，即R_TD/R＝N_TD。

在MB系統(tǒng)中，中心站用K_MB個(gè)窄波束共同覆蓋區(qū)域S，每個(gè)窄波束的覆蓋范圍為S_MB，S_MB＝S/K_MB。假設(shè)K_MB個(gè)窄波束在空間上完全隔離，信號(hào)相互之間沒有干擾，每個(gè)波束發(fā)射信號(hào)都是1個(gè)中心頻率為f的TDM載波。與TD系統(tǒng)相比，MB系統(tǒng)容量的提升體現(xiàn)在以下3個(gè)方面：

1、通信帶寬擴(kuò)展