[发明专利]一种遮挡躲避的60GHz多天线系统及其信号处理方法

摘要

本发明公开了一种遮挡躲避的60GHz多天线系统及其信号处理方法，该系统在没有遮挡发生的情况下，通过对天线子阵列的优化选择确定首选天线子阵列，并结合波束赋形技术进行高速数据传输；当首选天线阵列受到障碍物遮挡时，系统根据障碍物对天线阵列产生的遮挡效果对首选天线选择历史记录中的元素进行评估，并选择出一个作为备选天线子集替换首选天线子阵列。由于备用天线子阵列的选择使得系统能自动避开障碍物，从而尽可能的维持了链路的连通性和系统性能。当遮挡消除后，切换回当初的首选天线子集即可恢复无遮挡时最优性能。本发明公开的系统实现的遮挡躲避方法，无需信道估计和额外的迭代过程，计算简单，切换快速。仿真实验表明，在最优化搜索空间巨大的情况下，本文提出的备选天线搜索方法是高效的，可以根据障碍物快速的做出反应，提高了系统面对遮挡时的鲁棒性。

主权项

一种60GHz的多天线系统，包含遮挡检测器、发射机和接收机，其特征在于：所述发射机和接收机均包含首选天线选择模块和备用天线选择模块；所述首选天线选择模块用于选择高速数据传输的首选天线子阵列；所述备用天线选择模块用于选择对抗遮挡的备用天线子阵列；所述遮挡检测器用以检测障碍物并且量化其对天线阵列产生的影响；所述首选天线选择模块由天线索引管理器、开关控制、目标函数估算逻辑、迭代更新控制器等子模块构成；所述天线索引管理器控制当前所选的天线阵元的索引号的生成和维护；所述开关控制决定了收发两端各个射频链路具体与那些天线阵元相连接。所述目标函数估算逻辑一股位于接收端，通过接收训练序列直接估算出当前天线子集对应的目标函数；所述迭代更新控制器一股位于接收端，对天线选择模块中实现的迭代过程做出自适应更新；所述遮挡检测器探测遮挡通信链路的障碍物并将其在整个天线阵列上产生的遮挡效果量化为绕射比矩阵；所述备用天线选择模块由选择历史维护和评分器结合构成；所述选择历史维护子模块收集记录首选天线选择迭代过程中已评估过的天线子集及其目标函数，并随着迭代的进行不断扩充；评分器则根据设计的评分函数和探测得到的遮挡情况为选择历史中的每个元素评分，并选择评分最高的元素作为备用天线子集；所述多天线系统收发两端的天线阵列大小分别为Nr和Nt，独立的射频链路数目分别为nr和nt，且nr≤Nr，nt≤Nt；所述无线信道为60GHz无线信道。