[发明专利]无线局域网基站接入系统及智能定向收发方法

权利要求书

1.一种无线局域网基站接入系统，其特征在于，包括智能天线波束切换控制部分、摆 放位置相邻的第一智能天线和第二智能天线，两个智能天线均为可进行波束切换的正九棱柱 天线，且结构相同；智能天线波束切换控制部分由射频接收模块、A/D转换器以及基带处 理和控制模块构成；第一智能天线与射频接收模块相连；第二智能天线输出与基站接入点相 连；射频接收模块对来自第一智能天线的射频信号进行解调，解调后输出的4路I、Q模拟 基带信号经A/D转换器采样变为4路I、Q数字基带信号，输出到基带处理和控制模块， 该模块采用FPGA对接收到的数字基带信号进行处理和分析，并根据得到的结果控制第一、 第二智能天线的波束方向，从而使得系统接收/发送的每一个业务帧都使用定向波束进行接 收/发送。

2.一种利用权利要求1无线局域网基站接入系统实现智能定向收发的方法，其特征在 于，包括系统初始化、定向接收和定向发送三个流程，其中：

系统初始化的流程包括：

(1)系统初始化时，基带处理和控制模块控制两个正九棱柱的第一、第二智能天线都 工作在全向波束；初始化射频接收模块使其工作在接收状态；

(2)系统初始化时，每隔一定时间间隔通过基带处理和控制模块改变射频接收模块的 频点，并将不同频点处解调后的基带信号通过A/D转换器，作为基带处理和控制模块的输 入，此模块实时运算得到不同配置频点下数字基带信号的接收信号强度，接收信号强度最强 的频点即为此基站接入点的频点，射频接收模块配置至此频点进行后续接收/发送，此频点 配置过程只在系统初始化的时候进行一次；

定向接收一个业务帧的流程包括下述步骤：

(1)初始状态时，使两个正九棱柱的第一、第二智能天线都工作在全向波束；

(2)当第一智能天线起始检测到有业务帧时，再区别检测该业务帧是否是由客户端发 起的业务帧，如果该业务帧是由客户端发起的，则由射频接收模块将该业务帧帧头的前一小 段信号解调成基带信号，通过A/D转换器转为数字基带信号，基带处理和控制模块对得到 的基带数据进行计算后，调整射频增益至合适值；

(3)接着，在对此业务帧的后续接收过程中，基带处理和控制模块切换第一智能天线 的九个波束方向，分别使用九个波束对后续接收到业务帧的前一小段进行接收，使接收到的 射频信号再通过射频接收模块及A/D转换器由基带处理和控制模块计算第一智能天线在各 个方向上的接收信号强度，由此选定具有最大接收信号强度的方向；

(4)基带处理和控制模块调整第二智能天线的波束方向为最大接收信号强度方向，第 二智能天线将其对应的波束作为此业务帧接收的最终方向，把该业务帧接收至基站接入点 AP模块，由AP模块对此业务帧进行相应的处理和响应；

(5)该业务帧被接收至基站接入点AP模块后，基带处理和控制模块进行结束检测，如 果判断此业务帧已经结束，则将第一、第二智能天线波束切换到全向波束；

定向发送一个业务帧的流程包括下述步骤：

(1)初始状态时，使两个正九棱柱的第一、第二智能天线都工作在全向波束；基站接 入点AP模块发起的传输请求由第二智能天线进行发送，第一智能天线实时地起始检测是否 有业务帧从第二智能天线发出，然后进行区别检测，如果检测到由基站接入点发起的业务帧， 则认为有业务帧从第二智能天线发出；

(2)系统在定向接收完上一业务帧之后，在基带处理和控制模块设置一个定时器，如 果在定时器超时之前第一智能天线起始检测到第二智能天线开始发送AP模块发起的业务 帧，则此业务帧有较大概率是发给之前系统进行定向接收的客户端，此时基带处理和控制模 块会发出控制信号，切换第二智能天线的波束方向到之前进行定向接收的方向，进行该业务 帧的定向发送；

(3)定时器起始检测时，如果在设定的时间门限范围内没有检测到基站接入点发起的 传输请求，而在超时后检测到了基站接入点通过第二智能天线发送的业务帧，则可认为该业 务帧是定时广播的beacon帧，此时由基带处理和控制模块控制第二智能天线切换至全向波束 发送beacon帧；若再接收到由客户端发起的业务帧，则对其进行定向接收；

(4)定向发送的重传机制：基于步骤(1)和(2)所述的方法进行发送后，如果定位 的方向不正确，客户端将无法收到基站端的响应，则客户端会重新发起请求，此时系统会再 次进行定向接收和发送的过程。