CN103762422A - 一种天线阵列的波束指向控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种天线阵列的波束指向控制方法，包括：通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备；在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接；接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息；计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度；计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号；通过所述控制信号，控制主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。因此，本申请计算外部设备，在下一时间点的相对位置的过程简单易实现，能被广泛应用，实用性强。

Description

一种天线阵列的波束指向控制方法及系统

技术领域

本申请涉及通信领域，特别涉及一种天线阵列的波束指向控制方法及系统。

背景技术

目前，车辆与车外设备的短距离通信系统中，由于车外设备的位置的不确定性，因此往往需要采用全向性天线来接收和发送信号，但是全向性天线的天线增益比较小，受干扰波的影响较大，使得天线的通信距离变短，通信质量比较差。在车辆与车外设备进行通信过程中，为了提高天线的方向性和增益，天线阵列的方式应用而生。

虽然天线阵列的方式提高了天线的方向性和增益，使车辆与外部设备之间的通信距离有所延长，通信质量提高，但是应用天线阵列的方式实现移动的车辆与车外设备之间的通信却不容易，目前通过结合天线阵列的数字波束成形技术和复杂的数字信号处理技术来推测外部设备的相对位置（相对于车辆的位置），以在车辆移动过程中控制天线阵列的波束指向外部设备，但是这种方式实现难度大，不易被广泛应用，实用性差。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种天线阵列的波束指向控制方法及系统，以达到计算外部设备，在下一时间点的相对位置的过程简单易实现，能被广泛应用，实用性强的目的，技术方案如下：

一种天线阵列的波束指向控制方法，包括：

通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备；

在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接；

接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息；

根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度；

根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号；

通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

优选的，所述通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备的过程，包括：

通过相控阵天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

优选的，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度的过程，包括：

将车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置；

将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置；

将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差；

将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

优选的，所述根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置的过程，包括：

将所述下一时间点减去所述当前时间点，得到时间差；

对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置。

优选的，通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置的过程，包括：

将所述控制信号转换为直流控制电压，通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

一种天线阵列的波束指向控制系统，包括：

天线阵列，用于主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备；

中央控制单元，用于在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接，接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息；

数据处理单元，用于根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，及根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号；

无线通信单元，用于通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置；

卫星定位接收模块，用于获取车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息。

优选的，所述天线阵列包括：

相控阵天线阵列。

优选的，所述数据处理单元包括：

第一计算单元，用于将车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置；

第二计算单元，用于将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置；

第三计算单元，用于将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差；

第四计算单元，用于将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

优选的，所述数据处理单元包括：

第五计算单元，用于将所述下一时间点减去所述当前时间点，得到时间差；

第六计算单元，用于对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置。

优选的，所述无线通信单元包括：

转换单元，用于将所述控制信号转换为直流控制电压；

控制单元，用于通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

在本申请中，通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，来检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备，在检测到外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接，通过计算出的该外部设备的相对位置和相对运动速度，来计算该外部设备在下一时间点的相对位置，控制主瓣波束下一时间点，指向相应的位置。可见，计算通过天线阵列的主瓣波束扫描所确定的外部设备，在下一时间点的相对位置的过程简单易实现，能够被广泛的应用，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的天线阵列的波束指向控制方法的一种流程图；

图2是本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统的一种结构示意图；

图3是本申请提供的数据处理单元的一种结构示意图；

图4是本申请提供的数据处理单元的另一种结构示意图；

图5是本申请提供的无线通信单元的一种结构示意图；

图6是本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统的另一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一个实施例

请参见图1，其示出了本申请提供的天线阵列的波束指向控制方法的一种流程图，可以包括以下步骤：

步骤S11：通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

在本实施例中，天线阵列的主瓣波束不断在0°到360°范围内扫描，来检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备，若在0°到360°范围内扫描，检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备，则主瓣波束暂时停止扫描，并指向需要与车辆建立连接的外部设备（即指向最强来波方向）。

需要说明的是，主瓣波束指向需要与车辆建立连接的外部设备，在需要与车辆建立连接的外部设备与处理建立连接失败的情况下，主瓣波束将不再指向该外部设备，而是重新开始在0°到360°范围内扫描，来检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

步骤S12：在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接。

在本实施例中，建立车辆与该外部设备的连接的过程具体为：首先建立车辆与该外部设备物理层到传输层之间的连接，然后建立传输层至应用层的连接，最终完成车辆与该外部设备的连接。

步骤S13：接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息。

在建立车辆与该外部设备的连接后，接收该外部设备在于车辆建立连接后的GPS信息和时间信息。

步骤S14：根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度。

在本实施例中，车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息可以由位于车辆上的卫星定位接收模块获取。

根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度的具体过程可以为：

步骤A11：将车辆在与该外部设备建立连接后，当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置。

车辆与该外部设备建立连接后，车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置。

车辆在当前时间点对应的GPS信息和该外部设备在当前时间点对应的GPS信息的确定可以根据车辆的时间信息和该外部设备的时间信息确定，具体的：在确定车辆在当前时间点对应的GPS信息后，将该外部设备的时间信息中与车辆当前时间点的时间戳相同的时间戳对应的GPS信息作为该外部设备当前时间点的GPS信息。

例如，令当前时间点的时间戳为T1，车辆在当前时间点对应的GPS信息为GPS_A，则该外部设备将时间戳为T1对应的GPS信息作为该外部设备在当前时间点对应的GPS信息，表示为GPS_B，该外部设备当前的相对位置表示为P1(x,y,z)，则P1(x,y,z)=GPS_A–GPS_B。

步骤A12：将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置。

例如，令在当前时间点之前的上一时间点的时间戳为T0，车辆在时间戳为T0的上一时间点对应的GPS信息表示为GPS_A0，该外部设备在时间戳为T0的上一时间点对应的GPS信息表示为GPS_B0，该外部设备在上一时间点的相对位置表示为P0(x,y,z)，则P0(x,y,z)=GPS_A0–GPS_B0。

步骤A13：将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差。

将当前时间点减去上一时间点，得到相对时间差，具体为：将当前时间点的时间戳减去上一时间点的时间戳，例如，将当前时间点的时间戳T1减去上一时间点的时间戳T0，得到相对时间差T1-T0，表示为Dt。

步骤A14：将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

例如，该外部设备当前的相对位置P1(x,y,z)，减去该外部设备在所述上一时间点的相对位置P0(x,y,z)得到的差值P1(x,y,z)-P0(x,y,z)，除以相对时间差Dt，得到该外部设备当前的相对运动速度[P1(x,y,z)–P0(x,y,z)]/Dt，该外部设备当前的相对运动速度表示为V1(x,y,z)。

步骤S15：根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号。

根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号的具体过程可以为：

步骤A21：将所述下一时间点减去所述当前时间点，得到时间差。

将在当前时间点之后的下一时间点减去当前时间点，得到时间差。

例如，令下一时间点的时间戳为T2，则将在当前时间点之后的下一时间点减去当前时间点具体为：将在当前时间点之后的下一时间点的时间戳T2减去当前时间点的时间戳T1，得到时间差T2-T1。

步骤A22：对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置。

对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置，具体为：对所述相对运动速度V1(x,y,z)和所述时间差T2-T1进行相乘运算，相乘运算后的结果V1(x,y,z)*（T2-T1）加上该外部设备当前的相对位置P1(x,y,z)，得到该外部设备在下一时间点的相对位置，表示为P2(x,y,z)。

步骤S16：通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

在本实施例中，通过控制信号，控制主瓣波束在下一时间点，指向该外部设备在下一时间点的相对位置。

具体的，控制主瓣波束在下一时间点，指向该外部设备在下一时间点的相对位置P2(x,y,z)。

在本实施例中，通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置的过程，具体为：将所述控制信号转换为直流控制电压，通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

在本申请中，通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，来检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备，在检测到外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接，通过计算出的该外部设备的相对位置和相对运动速度，来计算该外部设备在下一时间点的相对位置，控制主瓣波束下一时间点，指向相应的位置。可见，计算通过天线阵列的主瓣波束扫描所确定的外部设备，在下一时间点的相对位置的过程简单易实现，能够被广泛的应用，实用性强。

进一步的，由于本申请通过天线阵列技术，在0°到360°范围内扫描，且实现与外部设备进行通信，主瓣波束的方向可控，因此相比于单天线进行车辆与外部设备的通信，天线增益增强，由于天线增益增加，因此延长了车辆与外部设备的通信距离。由于本申请能够计算外部设备在下一时间点的相对位置，使主瓣波束在下一时间点仍能指向外部设备，因此主瓣波束的方向随外部设备相对位置的变化而变化，一直指向外部设备的相对位置，在外部设备与车辆的连接断开后需要重新连接时，不需要重新扫描外部设备，只需要根据计算出的外部设备在下一时间点的相对位置即可找到外部设备，建立与外部设备的连接，相比于重新扫描外部设备来找到外部设备的形式，缩短了建立链路的时间。

计算出外部设备在下一时间点的相对位置后，主瓣波束指向外部设备在下一时间点的相对位置，使得主瓣波束一直指向外部设备的相对位置，提高了数据通信的可靠性，即使车辆与外部设备建立的连接断开后，由于重新建立链路的时间很短，因此进一步提高了数据通信的可靠性。

在图1示出的天线阵列的波束指向控制方法中，通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备的过程，具体可以为：通过相控阵天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

其中，相控阵天线阵列包括多个单元，每个单元具有一个相移器和一个全向性振子天线。

在通过相控阵天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备时，通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置的过程相应的为：将控制信号转换成直流控制电压，通过各个偏置电压（即各个直流控制电压）对各个相移器进行控制，能够形成指向不同方向的波束，使主瓣波束指向相应的位置。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

一个实施例

与上述方法实施例相对应，本申请提供了一种天线阵列的波束指向控制系统，请参见图2，图2示出了本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统的一种结构示意图，天线阵列的波束指向控制系统包括：天线阵列21、中央控制单元22、数据处理单元23、无线通信单元24和卫星定位接收模块25。

天线阵列21，用于主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

中央控制单元22，用于在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接，接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息。

中央控制单元22，建立车辆与该外部设备的连接是建立在无线通信单元建立车辆与该外部设备物理层至传输层的连接基础上的，中央控制单元负责建立车辆与该外部设备传输层至应用层的连接。

数据处理单元23，用于根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，及根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号。

数据处理单元23的具体结构可以参见图3，图3示出的是本申请提供的数据处理单元的一种结构示意图，数据处理单元包括：第一计算单元31、第二计算单元32、第三计算单元33和第四计算单元34。

第一计算单元31，用于将车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置。

第二计算单元32，用于将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置。

第三计算单元33，用于将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差。

第四计算单元34，用于将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

图3示出的数据处理单元中的各个单元共同完成计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度的功能。

数据处理单元23的具体结构也可以参见图4，图4示出的是本申请提供的数据处理单元的另一种结构示意图，数据处理单元包括：第五计算单元41和第六计算单元42。

无线通信单元24，用于通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

无线通信单元24的具体结构可以参见图5，图5示出了本申请提供的无线通信单元的一种结构示意图，无线通信单元包括：转换单元51和控制单元52。

转换单元51，用于将所述控制信号转换为直流控制电压。

控制单元52，用于通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

卫星定位接收模块25，用于获取车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息。

卫星定位接收模块25将获取到的车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间实现发送至数据处理单元23。

本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统，应用在车载移动环境中，由于本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统所控制的主瓣波束始终能够指向外部设备，因此适用于外部设备的相对位置变化较快的场景。

当然，天线阵列的波束指向控制系统中还包括车身网络节点单元，负责车身网络通信的物理层和链路层的协议实现，车身网络节点单元作为车辆内部的应用数据与外部设备的应用数据进行交互的基础。

当然，在上述系统实施例中，天线阵列21可以为相控阵天线阵列，相控阵天线阵列包括多个单元，每个单元具有一个相移器和一个全向性振子天线。

在天线阵列21为相控阵天线阵列的情况下，天线阵列的波束指向控制系统的具体结构可以参见图6，图6示出的是本申请提供的天线阵列的波束指向控制系统的另一种结构示意图。图6中与卫星定位接收模块25相连有GPS天线。图6示出的天线阵列的波束指向控制系统中的相控阵天线阵列仅包含有4个单元，每个单元具有一个相移器和一个全向性振子天线。当然，相控阵天线阵列可以不局限于包括4个单元。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

以上对本申请所提供的一种天线阵列的波束指向控制方法及系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种天线阵列的波束指向控制方法，其特征在于，包括：

通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备；

在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接；

接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息；

根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度；

根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号；

通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备的过程，包括：

通过相控阵天线阵列的主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度的过程，包括：

将车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置；

将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置；

将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差；

将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置的过程，包括：

将所述下一时间点减去所述当前时间点，得到时间差；

对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置的过程，包括：

将所述控制信号转换为直流控制电压，通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

6.一种天线阵列的波束指向控制系统，其特征在于，包括：

天线阵列，用于主瓣波束在0°到360°范围内扫描，检测是否存在需要与车辆建立连接的外部设备；

中央控制单元，用于在检测到存在需要与车辆建立连接的外部设备时，建立车辆与该外部设备的连接，接收该外部设备在与车辆建立连接后的GPS信息和时间信息；

数据处理单元，用于根据该外部设备的GPS信息和时间信息及车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息，计算该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，及根据该外部设备当前的相对位置和相对运动速度，计算该外部设备在下一时间点的相对位置，并生成表征该外部设备在下一时间点的相对位置的控制信号；

无线通信单元，用于通过所述控制信号，控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置；

卫星定位接收模块，用于获取车辆在与该外部设备建立连接后的GPS信息和时间信息。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述天线阵列包括：

相控阵天线阵列。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：

第一计算单元，用于将车辆在当前时间点对应的GPS信息减去该外部设备当前时间点对应的GPS信息，得到该外部设备当前的相对位置；

第二计算单元，用于将在当前时间点之前的上一时间点对应的GPS信息减去该外部设备在所述上一时间点对应的GPS信息，得到该外部设备在所述上一时间点的相对位置；

第三计算单元，用于将所述当前时间点减去所述上一时间点，得到相对时间差；

第四计算单元，用于将该外部设备当前的相对位置减去在所述上一时间点的相对位置得到的差值，除以所述相对时间差，得到该外部设备当前的相对运动速度。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：

第五计算单元，用于将所述下一时间点减去所述当前时间点，得到时间差；

第六计算单元，用于对所述相对运动速度和所述时间差进行相乘运算，相乘运算后的结果加上该外部设备当前的相对位置，得到该外部设备在下一时间点的相对位置。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述无线通信单元包括：

转换单元，用于将所述控制信号转换为直流控制电压；

控制单元，用于通过所述直流控制电压控制所述主瓣波束在下一时间点，指向相应的位置。

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