[發明專利]一種基于智能天線調節的車載點對點通信系統及其方法

有效

• 申請號: 202010112730.6
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111294772B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 張文健;蔡建軍;汪菊琴
• 申請（專利權）人: 無錫職業技術學院
• 主分類號: H04W4/48
• 分類號: H04W4/48;H04W4/02;H04L67/104;H04B7/0413;H04B7/06;H04B1/3822;H01Q1/32;H01Q3/02;H01Q21/00
• 代理公司: 南京聚匠知識產權代理有限公司 32339
• 代理人: 裴詠萍

1.一種基于智能天線調節的車載點對點通信系統，其特征在于，該系統包括設置在不同車輛上的發射機系統和接收機系統，所述發射機系統和所述接收機系統均包括車載可調節天線子系統、通信處理子系統、地圖定位子系統以及智能控制子系統；

所述車載可調節天線子系統位于車輛外側頂部，主要包括天線陣、天線陣支架、機械旋轉模塊，發射機系統的天線陣用于射頻信號的發射，接收機系統的天線陣用于射頻信號的接收，機械旋轉模塊用于控制天線陣方向調節；

所述通信處理子系統包括基帶處理模塊和射頻處理模塊，對于發射機系統，所述通信處理子系統用于將源信息進行一系列基帶處理，并將基帶信號變換成射頻信號傳輸給發射天線陣；對于接收機系統，所述通信處理子系統用于將天線陣接收到的射頻信號進行中頻處理和基帶處理，解調出源信息，并在處理過程中測量相關的物理層性能；

所述地圖定位子系統包括電子地圖和GPS接收器，所述地圖定位子系統用于獲取發射機系統和接收機系統所在車輛的位置信息，并傳送給智能控制子系統；

所述智能控制子系統包括數據處理模塊和數據存儲模塊，用于通過發送相關指令控制車載可調節天線子系統中的機械旋轉模塊；

對于所述發射機系統，所述智能控制子系統與地圖定位子系統連接，所述智能控制子系統中的數據處理模塊能夠根據地圖定位子系統提供的位置信息控制車載可調節天線子系統中的機械旋轉模塊進行方向調節；

對于所述接收機系統，所述智能控制子系統和地圖定位子系統、通信處理子系統連接，所述智能控制子系統中的數據處理模塊能夠根據地圖定位子系統提供的位置信息，以及通信處理子系統測量的物理層性能，控制車載可調節天線子系統中的機械旋轉模塊進行方向調節；所述數據存儲模塊存儲地圖定位子系統提供的發射機系統和接收機系統所在車輛的位置信息，以及量化后的天線陣的方向角度信息。

2.如權利要求1所述的一種基于智能天線調節的車載點對點通信系統，其特征在于，所述數據存儲模塊存儲地圖定位子系統提供的發射機系統和接收機系統所在車輛的位置信息，以及量化后的天線陣方向的角度信息。

3.如權利要求1所述的一種基于智能天線調節的車載點對點通信系統，其特征在于，GPS接收器裝置設置在發射機系統和接收機系統所在的車輛上。

4.一種基于智能天線調節的車載點對點通信的方法，應用于如權利要求1所述的車載點對點通信系統，其特征在于，具體如下：

（1）對于發射機系統和接收機系統，地圖定位子系統在預定時刻提供發射機系統和接收機系統所在車輛的位置信息給智能控制子系統；

（2）對于發射機系統和接收機系統，智能控制子系統的數據處理模塊根據地圖定位子系統實時提供的位置信息計算發射機系統和接收機系統所在車輛之間的方向角度，并與數據存儲模塊中存儲的上一時刻的方向角度進行對比，如果二者不同，則智能控制子系統發送控制指令給車載可調節天線子系統，如果相同，則不發送控制指令；

（3）車載可調節天線子系統根據接收到的控制指令進行方向調節，對于發射機系統，使發射機系統的天線陣方向對準接收機系統所在的車輛；對于接收機系統，使接收機系統的天線陣方向對準發射機系統所在的車輛；

（4）對于接收機系統，以調節后的天線陣方向角度為基準，車載可調節天線子系統在預設的方向角度范圍內根據通信處理子系統提供的物理層性能結果進行進一步調節；在預設的方向角度范圍內，車載可調節天線子系統根據角度步長進行方向角度調節；在每個可遍歷的角度上，接收機系統的通信處理子系統測量相關的物理層性能；在預設方向角度范圍內，車載可調節天線子系統選擇最優物理層性能對應的方向角度，并將天線陣方向調節至該角度；

（5）車載可調節天線子系統將確定的天線陣方向角度傳輸給智能控制子系統，數據存儲模塊中存儲的方向角度根據接收到的方向角度進行更新；

（6）發射機系統和接收機系統的天線陣方向根據預設的時間間隔進行調節。