[发明专利]一种多天线通信系统的目标通信方法

说明书

本发明公开了一种多天线通信系统的目标通信方法,包括以下步骤：S1.多天线通信系统以球系坐标系将方位0~360°，负仰角到90°仰角覆盖的空域按照波束宽度划分成P个波位，每个波位对应多天线通信系统的一套加权系数矩阵Wp，其中p∈[1,P]；多天线系统通过为波束配置加权系数矩阵，使得波束工作于对应的波位上；S2.多天线通信系统将一个无线帧周期划分为L个时隙，包括L1个上行时隙和L2下行时隙，并按顺序进行编号；S3.根据波位和时隙的划分，实现多天线通信系统与目标之间的通信，通信模式包括扫描模式、跟踪模式和全景模式。本发明将扫描波束、跟踪波束与全景波束相结合，兼顾保障了全空域的用户接入与用户传输服务，提高了多天线通信系统下用户接入的速度。

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种多天线通信系统的目标通信方法。

背景技术

多天线的通信系统受到了人们极大地重视，因为相对于传统的单天线通信系统而言，多天线通信系统所形成的多个窄波束能极大地提高数据传输速率或传输距离，在通信领域有着非常重要的作用。在目前的多天线通信系统中，主要采用全向/定向模式以轮询/竞争的方式接入用户，未进一步优化设计波束的空时资源分配，难以兼顾全空域内的新用户发现与用户传输服务，导致未能充分发挥多天线通信系统的接入能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多天线通信系统的目标通信方法，通过特殊的无线帧结构设计与接入流程设计，使空间运动中的无线通信目标可以在一个无线帧周期内与通信系统完成一次信息交互；同时将扫描波束、跟踪波束与全景波束相结合，兼顾保障了全空域的新用户发现与用户传输服务，提高了多天线通信系统下用户接入的速度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多天线通信系统的目标通信方法，包括以下步骤：

S1.多天线通信系统以球系坐标系将方位0~360°，负仰角到90°仰角覆盖的空域按照波束宽度划分成P个波位，每个波位对应多天线通信系统的一套加权系数矩阵Wp，其中p∈[1,P]；多天线系统通过为波束配置加权系数矩阵，使得波束工作于对应的波位上；

S2.多天线通信系统将一个无线帧周期划分为L个时隙，包括L1个上行时隙和L2下行时隙，并按顺序进行编号；

S3.根据波位和时隙的划分，实现多天线通信系统与目标之间的通信，通信模式包括扫描模式、跟踪模式和全景模式。

进一步地，所述步骤S2中，双工体制为TDD模式时L1+L2=L；双工体制为FDD模式时L1=L2=L；且时隙编号随无线帧周期循环递增。

进一步地，所述扫描模式下，多天线通信系统与目标之间的通信包括以下子步骤：

对于多天线通信系统的每一个波束，选择多个加权系数矩阵组成一个子集Qn，n∈[1,N]，不同的波束对应于不同的子集，N表示多天线系统总的波束个数；

将一个无线帧周期内的所有时隙配置成L3个波位，L3=min(L1、L2)，每一个波位对应不少于1个上行时隙和不少于1个下行时隙，且上下行时隙编号自由分配，为保证无线通信目标接收到下行时隙后，在规定的上行时隙内发送响应信息，每个下行时隙的需要包含本下行时隙的所对应的上行时隙的编号；

在波束扫描过程中，每个波束的加权系数矩阵在其所对应的子集内切换从而实现波位切换：如果L3大于等于Qn内的波位个数，则收发时隙依次循环更新设置对应子集内波位的加权系数矩阵；如果L3小于Qn内的波位个数，则下一个无线帧内的收发时隙继续更新设置对应子集剩下的波位加权系数矩阵。

进一步地，所述跟踪模式下，多天线通信系统与目标之间的通信包括以下子步骤：

多天线通信系统通过波束的上行时隙得到目标的位置信息，以此更新出目标在下一个无线帧周期中各个时隙的加权系数矩阵，于是在下一个无线帧周期到来时，每个时隙按时间顺序依次更新配置加权系数矩阵。