[发明专利]波束追踪方法、码本生成方法及装置

说明书

本说明书一个或多个实施例提供一种波束追踪方法。在该波束追踪方法中，发端无人机接收收端无人机反馈的运动状态信息；根据所述收端无人机的运动状态信息确定发端无人机到所述收端无人机的波束角；根据所述波束角从预先设置的码本中选择码字；其中，所述预先设置的码本包括至少两层子码本，其中，每一层子码本对应一个激活子阵列尺寸；每一层子码本包括至少两个码字，其中，每个码字对应一个波束角；根据所选择码字对应的激活子阵列尺寸以及波束角确定自身定向阵子圆柱共形天线的激活子阵列以及波束赋形向量；以及利用确定的波束赋形向量进行信息传输。本说明书的一个或多个实施例还提供了收端无人机的波束追踪方法、码本生成方法以及相应的波束追踪装置和码本生成装置。

技术领域

本说明书一个或多个实施例涉及无人机技术领域，尤其涉及一种应用于定向阵子圆柱共形天线驱动的无人机的波束追踪方法、码本生成方法及波束追踪装置。

背景技术

共形天线是一种能够附着于载体表面且与载体贴合的阵列天线，能够与无人机、卫星和导弹等高速运行的载体平台表面共形。在无人机技术领域，使用贴合无人机形状的共形天线能够充分利用无人机自身的形状，实现全空间的波束覆盖，同时不破坏无人机的空气动力学特性，减少天线额外带来的阻力和能量开销。定向阵子是指辐射范围在一定角度区间内的天线阵子。定向阵子圆柱共形天线由于形状的普适性，能够用于无人机机身等多种载体表面的共形，同时保持良好的波束模式。

毫米波波束追踪是一种保持毫米波通信链路的技术。毫米波通信采用窄波束补偿毫米波传播的高路损，并通过波束追踪技术获得相应的模拟波束赋形向量，从而保持毫米波波束对准，能够充分利用天线阵列增益，提高毫米波通信性能。进一步，在波束追踪技术中，通过设计码本并从码本中选择相应的码字可以高效地获得波束赋形向量。

因此，在定向阵子圆柱共形天线驱动的毫米波无人机通信系统中，如何针对定向阵子圆柱共形天线天线阵列的特点进行码本设计，并依据所设计的码本获得波束赋形向量，从而进行高效地波束追踪是无人机无线通信赋能方面需要解决关键技术。

发明内容

有鉴于此，本说明书一个或多个实施例提出一种波束追踪方法，可以实现定向阵子圆柱共形天线驱动的无人机间毫米波波束的有效追踪。

本说明书一个或多个实施例提供的波束追踪方法可以包括：接收收端无人机反馈的运动状态信息；根据所述收端无人机的运动状态信息确定发端无人机到所述收端无人机的波束角；根据所述波束角从预先设置的码本中选择码字；其中，所述预先设置的码本包括至少两层子码本，其中，每一层子码本对应一个激活子阵列尺寸；每一层子码本包括至少两个码字，其中，每个码字对应一个波束角；根据所选择码字所属子码本对应的激活子阵列尺寸以及波束角确定自身定向阵子圆柱共形天线的激活子阵列以及波束赋形向量；以及利用确定的波束赋形向量进行信息传输。

上述波束追踪方法可以进一步包括：在接收到收端无人机反馈的运动状态信息之后，根据接收的运动状态信息对未来T个时隙内收端无人机的运动状态信息进行预测；其中，所述根据所述收端无人机的运动状态信息确定确定发端无人机到所述收端无人机的波束角包括：在当前时隙内，根据接收的收端无人机的运动状态信息确定在当前时隙内发端无人机到所述收端无人机的波束角；以及在未来T个时隙内，根据通过预测得到的对应时隙内收端无人机的运动状态信息确定在对应时隙内发端无人机到所述收端无人机的波束角。

其中，根据所述波束角从预先设置的码本中选择码字包括：根据发端无人机天线阵列的尺寸以及所述波束角确定激活子阵列尺寸，其中，所述激活子阵列尺寸为所述发端无人机阵列尺寸和所述波束角计算所得的最大分辨率；根据所述激活子阵列尺寸在所述码本中选择与所述激活子阵列尺寸对应的子码本；以及根据所述波束角从所述子码本中选择码字。

其中，所述波束角包括：第一方位角和第一俯仰角；其中，根据所述波束角从所述子码本中选择码字包括：从所述子码本中选择码字，其中，所述码字对应的波束角中的方位角与所述第一方位角的差最小；所述码字对应的波束角中的俯仰角与所述第一俯仰角的差最小。