CN104242996A - 一种建立通信链路的方法、系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建立通信链路的方法,包括:监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的标识(ID)进行匹配;根据所述图像获取各个终端的全部链路信息;根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。本发明还公开了一种建立通信链路的系统及装置,采用本发明能提高终端进行波束赋形的速度及精度,进而快速且精确的完成近距无线通信的链路建立。

Description

一种建立通信链路的方法、系统及装置
技术领域
本发明涉及无线通信领域中的近距无线通信技术,尤其涉及一种建立通信链路的方法、系统及装置。
背景技术
60GHz无线通信技术是传输带宽、传输速率达到吉比特级的近距无线通信技术,其典型的应用场景主要为室内。由于60GHz频段的电磁波传播表现出似光性,即传播波束非常窄且无法穿透障碍物,所以60GHz频段的天线多采用天线阵列和波束赋形技术,使波束能够按照指定方向沿视距或沿反射路径绕开障碍物到达接收端。但是,上述波束赋形技术需要经过自适应的迭代运算调整天线阵列才能在收发天线阵列之间建立最优的通信链路,当通信终端发生位移或通信链路受到遮挡时,自适应地调整天线阵列完成波束赋形建立60GHz通信链路较为耗时,并且波束赋形在大范围的扇区级搜索过程中有可能会对其他正在进行通信的设备造成干扰。
目前,为解决上述自适应的调整天线阵列带来的问题,通常采用下述方法:
一、利用终端自身配置的全球定位系统(GPS,Global Positioning System)模块获取位置信息,辅助完成波束赋形,但是,该方法在室内环境的近距无线通信中,GPS模块的定位精度无法满足要求;
二、应用低频段的无线保真(Wi-Fi,Wireless Fidelity)技术进行定位,但是,该方法仍然只能达到粗略的定位精度;
三、通过预先配置终端的位置信息,协助终端完成波束赋形,但是,该方法在终端改变位置时需要重新配置位置信息,较为复杂。
可见,现有技术的近距无线通信系统中,无法实现收发端终端间的快速、且精确的波束赋形,因此无法快速且精确的完成近距无线通信的链路建立。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种建立通信链路的方法、系统及装置,能提高终端进行波束赋形的速度及精度,进而快速且精确的完成近距无线通信的链路建立。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
本发明提供了一种建立通信链路的方法,该方法包括:
监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的标识(ID,Identity)进行匹配;
根据所述图像获取各个终端的全部链路信息;
根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。
上述方案中,所述终端的全部链路信息包括至少一条所述终端与对端终端的链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;
所述中继为监控设备,或者除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端;
所述链路遮蔽信息包括:从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
上述方案中,所述将图像中各个终端与其对应的ID进行匹配包括:获取所述图像中各个终端的图像特征值;与所述各个终端进行通信获取所述各个终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。
上述方案中,所述根据所述图像获取各个终端的链路信息之前,该方法还包括:监控设备判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息;否则,所述监控设备等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
上述方案中,所述将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端,包括:当所述监控设备检测到任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,所述监控设备根据所述全部链路信息,周期性的直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
上述方案中,所述将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端之后,该方法还包括:当所述监控设备作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
本发明还提供了一种建立通信链路的方法,所述方法包括:
终端接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息;
所述终端根据所述链路信息进行波束赋形,与所述对端终端建立通信链路。
上述方案中,所述终端根据所述链路信息进行波束赋形,与对端终端建立通信链路,包括:
所述终端解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,所述终端及对端终端依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
上述方案中,该方法还包括:当所述终端作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
本发明提供了一种监控设备,所述监控设备包括:摄像模块、处理器模块和低频模块;其中,
摄像模块,用于采集所在监控设备当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像发送给处理器模块;
处理器模块,用于将摄像模块发来的所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配,根据所述图像获取各个终端的全部链路信息,根据所述全部链路信息,发送终端与对端终端的链路信息给低频模块;
低频模块,用于将处理器模块发来的终端与对端终端的链路信息发送给对应的终端与对端终端。
上述方案中,所述处理器模块,具体用于由至少一条终端与对端终端的链路信息组成所述终端的全部链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、及所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;
所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端;
所述链路遮蔽信息包括:对端终端的位置坐标、从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
上述方案中,所述监控设备还包括:60GHz模块,用于提供与终端的高速数据通信及波束赋形;
相应的,所述处理器模块,具体用于获取摄像模块中所述图像中各个终端的图像特征值;通过60GHz模块或低频通信模块与所述各个终端进行通信获取所述终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。
上述方案中,所述处理器模块,还用于判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息;否则,等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
上述方案中,所述处理器模块,具体用于当接收到低频模块转发来的任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,根据所述全部链路信息,周期性的通过低频模块直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
上述方案中,所述处理器模块,还用于当所在监控设备作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
本发明提供了一种终端,所述终端包括:低频模块、60GHz和处理器模块;其中,
低频模块,用于接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息,发送所述链路信息至处理器模块;
处理器模块,用于根据低频模块发来的所述链路信息进行波束赋形,通过60GHz模块与所述对端终端建立通信链路;
60GHz模块,用于提供高速数据通信及波束赋形。
上述方案中,所述处理器模块,具体用于解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,通过60GHz模块建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
上述方案中,所述处理器模块,还用于当所在终端作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
本发明还提供了一种建立通信链路的系统,所述系统包括:终端和监控设备;其中,
所述监控设备为上述方案中所述的监控设备;
所述终端为上述方案中所述的终端。
本发明所提供的建立通信链路的方法、系统及装置,能由监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中各个终端与对应的ID匹配;获取各个终端的全部链路信息;然后根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。这样,终端能根据监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息完成链路计算并进行波束赋形,从而避免了现有技术中由于终端进行自适应或使用GPS模块等自身的功能调整天线而产生的速度缓慢以及精度差的问题,达到快速且精确的链路建立的目的。
附图说明
图1为本发明的建立通信链路的方法中监控设备侧的流程示意图;
图2为本发明的建立通信链路的方法中终端侧的流程示意图;
图3为本发明建立通信链路的系统组成结构示意图;
图4为本发明实施例一中的系统组成结构示意图;
图5为本发明实施例一中的流程示意图;
图6为本发明实施例一中链路无遮蔽的情况示意图;
图7为本发明实施例一中链路部分遮蔽的情况示意图;
图8为本发明实施例一中链路全部遮蔽的情况示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是:监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的标识(ID,Identity)进行匹配;根据所述图像获取各个终端的全部链路信息;根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明的建立通信链路的方法中监控设备侧的操作流程,如图1所示,包括以下步骤:
步骤101:监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配。
这里,所述当前朝向为根据实际情况预设的监控设备所朝向的方位,比如,可以为朝向监控设备的左下方;所述预设范围内为根据实际情况预设的范围,比如,可以为监控设备中心线沿线左右60度之内。
所述采集可以为周期性采集、也可以为当终端产生位移时采集;其中,所述周期性采集为根据实际情况预设的周期,比如,可以设置为十五分钟。进一步的,所述监控设备还可以依次调整每个周期的朝向,比如,监控设备的朝向预设为左下方、右下方、右上方和左上方,则监控设备连续四个周期朝向不同的方向,下四个周期以相同的次序调整朝向,依此类推。
所述将图像中各个终端与其对应的ID进行匹配包括:获取所述图像中各个终端的图像特征值;与所述各个终端进行通信获取所述各个终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。
其中,所述终端的图像特征值可以包括:终端的形状、大小、颜色等;所述与终端进行通信获取所述终端的ID为使用通信协议与所述终端进行握手,获取所述终端的ID,其具体实现为现有技术,这里不做赘述。
步骤102:根据所述图像获取各个终端的全部链路信息。
这里,所述终端的全部链路信息包括至少一条所述终端与对端终端的链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;所述中继为监控设备,或者除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
所述其他各个终端为当前图像中、除所述终端外的所有终端。
所述终端的位置坐标可以为通过将监控设备所在位置设置为参考原点计算得到所述终端的位置坐标,其计算方法为现有技术,这里不做赘述;
所述链路遮蔽信息的获取方法为现有技术,这里不做赘述,所述链路遮蔽信息可以包括:从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
进一步的,所述根据所述图像获取各个终端的链路信息之前,还可以包括:监控设备判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息;否则,所述监控设备等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
步骤103:根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。
具体的,当所述监控设备检测到任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,所述监控设备根据所述全部链路信息,周期性的直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
其中,所述检测到任意一个终端发出的通信请求为现有技术,这里不做赘述。
所述根据通信请求将对应的链路信息发送给所述终端及对端终端包括:从所述通信请求中提取发起请求的终端和对端终端的ID,根据所述发起请求的终端的ID及所述对端终端的ID,从当前已存的链路信息中提取对应的链路信息,将所述提取的链路信息发送给所述终端和所述对端终端。
比如,当所述监控设备接收到终端发来的获取通信链路的请求时,向终端发送终端与对端终端的链路信息的信息帧可以如表1所示,包括:终端的位置坐标、对端终端的位置坐标、中继位置坐标和链路遮蔽信息,其中,当链路情况良好无遮蔽时,可不提供中继位置坐标,此时中继位置坐标段位值为空(NULL);
表1
当监控设备直接发送本次获取到的各个终端的链路信息给对应的终端时,可以直接向所有终端发送由全部终端的链路信息聚合而成的信息,也可以逐个将各个终端的链路信息发送给对应的终端。
另外,上述步骤101至步骤103中的监控设备可以为一个也可以为多个,具体为:当监控设备为一个时,所述监控设备优选的安装于所在房间内的房顶部;当监控设备大于一个时,可以将一个监控设备安装于所在房间的房顶部,其余监控设备分别安装于所述房间的侧壁。
进一步的,当监控设备大于一个时,终端的链路信息的获取方法为根据所述终端所在的立体空间计算终端的所在位置以及终端的链路遮蔽信息。
另外,上述步骤103完成后,该方法还可以包括:当所述监控设备作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
本发明的建立通信链路的方法中终端侧的操作流程,如图2所示,包括以下步骤:
步骤201:终端接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息。
步骤202:所述终端根据所述链路信息进行波束赋形,与所述对端终端建立通信链路。
具体为:所述终端解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,所述终端及对端终端依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
进一步的,执行步骤201之前,所述终端还会通过路由或通过监控设备加入近距无线通信系统,注册获取ID;其中,所述加入近距无线通信系统以及注册获取ID的方法均为现有技术,这里不做赘述。
另外,执行步骤201之前,所述终端在加入近距无线通信系统并获取ID后,可以根据实际情况,向对端终端发起通信请求;其中,所述通信请求的发送格式为现有技术,这里不做赘述。
另外,执行步骤201-202时,还可以包括:当所述终端作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
如图3所示,本发明提供了一种建立通信链路的系统,所述系统包括:终端和监控设备;其中,
监控设备,用于采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配;根据所述图像获取各个终端的全部链路信息;根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的终端与对端终端;
终端,用于接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息,根据所述链路信息进行波束赋形,与所述对端终端建立通信链路。
所述监控设备包括:摄像模块、处理器模块和低频模块;其中,
摄像模块,用于采集所在监控设备当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像发送给处理器模块;
处理器模块,用于将摄像模块发来的所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配,根据所述图像获取各个终端的全部链路信息,根据所述全部链路信息,发送终端与对端终端的链路信息给低频模块;
低频模块,用于将处理器模块发来的终端与对端终端的链路信息发送给对应的终端与对端终端。
所述处理器模块,还用于将图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配。
所述处理器模块,具体用于从图像中逐个选出终端,获取所述选出的终端的链路信息。
所述摄像模块可以为周期性采集、也可以为当终端产生位移时采集;其中,所述周期性采集为根据实际情况预设的周期,比如,可以设置为十五分钟。
进一步的,所述摄像模块还可以依次调整每个周期的朝向,比如,若所在监控设备的朝向预设为左下方、右下方、右上方和左上方,则摄像模块连续四个周期朝向不同的方向,下四个周期以相同的次序调整朝向,依此类推。
所述监控设备还包括:60GHz模块,用于提供与终端的高速数据通信及波束赋形;相应的,所述处理器模块,具体用于通过获取摄像模块中所述图像中各个终端的图像特征值;通过60GHz模块或低频通信模块与所述各个终端进行通信获取所述终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。其中,所述终端的图像特征值可以包括:终端的形状、大小、颜色等。
所述处理器模块,具体用于由至少一条所述终端与对端终端的链路信息组成所述终端的全部链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、及所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端;所述链路遮蔽信息可以包括:从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
所述处理器模块,具体用于当接收到低频模块转发来的任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,根据所述全部链路信息,周期性的通过低频模块直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
所述处理器模块,具体用于通过将当前所在位置设置为参考原点计算得到所述终端的位置坐标,其计算方法为现有技术,这里不做赘述。
所述处理器模块,还用于判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息,否则,等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
所述处理器模块,具体用于当接收到任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求将对应的链路信息发送给所述终端及对端终端。
所述处理器模块,还用于当所在监控设备作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
所述终端包括:低频模块、60GHz和处理器模块;其中,
低频模块,用于接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息,发送所述链路信息至处理器模块;
处理器模块,用于根据低频模块发来的所述链路信息进行波束赋形,通过60GHz模块与所述对端终端建立通信链路;
60GHz模块,用于提供高速数据通信及波束赋形。
所述处理器模块,具体用于解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,通过60GHz模块建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述各个对端终端外的任意一个终端。
所述处理器模块,还用于当所在终端作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
实施例一、
假设使用图4所示的近距无线通信系统,以监控设备与终端1之间建立通信链路的方法为例,对本发明进行说明,具体流程如图5所示,包括以下步骤:
步骤501:终端1注册ID。
具体的,终端1可以通过自身的低频模块发现并加入系统,并注册ID,该ID是终端在系统中的唯一性标识。
步骤502:监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配。
具体的,当监控设备当前朝向的预设范围为所述终端所在空间时,所述监控设备拍摄所述终端所在空间的图像,通过图像处理从所述图像中采集所述终端的图像特征值;与所述终端进行通信获取所述终端的ID;将所述终端的图像特征值与所述ID匹配。
步骤503:所述监控设备从所述图像中获取各个终端的全部链路信息。
具体的,所述监控设备计算终端1、终端2及终端3的位置坐标,获取终端1与终端2、终端2与终端3以及终端1与终端3之间的链路遮蔽信息。
步骤504:终端1向终端2发送通信请求。
步骤505:所述监控设备检测到终端1发出的通信请求后,将终端1与终端2的链路信息发送给终端1及终端2。
步骤506:终端1及终端2依据所述链路信息中的位置坐标和链路遮蔽信息,进行波束赋形建立通信链路。
不失一般性,步骤506可分为以下几种情况:
在通信链路无遮蔽的情况下(如图6中的终端1和终端2之间的传输链路),终端1能够直接根据终端2的位置坐标,解算出天线阵列波束需要调整的辐射角度和增益大小,直接进行精确的波束级搜索、校准,同样的情况对于终端2也适用,这样做的好处是减少了对其他正在通信的终端的干扰,比如,当终端1和终端2在如图6所示的情况中时,则能减少正在通信的高清视频源和显示器之间的干扰;
在通信链路轻度遮蔽的情况下,如图7所示,图中高清视频源能够根据遮蔽信息,屏蔽不必要的波束辐射角度,将波束调整至可以避开障碍物的方向,进行范围缩小的扇区级搜索、校准,进而进行波束级搜索、校准,从而与显示器建立通信链路;
在通信链路严重遮蔽的情况下,如图8所示,高清视频源与显示器之间的通信链路受多人来回走动干扰,链路遮蔽严重,高清视频源以监控设备为中继,依据其位置坐标调整上行波束,进行波束级搜索和校准,同样,监控设备也能够依据显示器的位置坐标调整下行波束,进行波束级搜索和校准,从而建立由监控设备中继的通信链路;
在所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,所述终端选取第三终端作为中继,根据所述第三终端位置坐标调整上行波束,进行波束级搜索和校准,所述第三终端依据所述对端终端的位置坐标调整下行波束,进行波束级搜索和校准,以所述第三终端为中继建立与对端终端通信链路;其中,所述第三终端为除所述终端以及所述对端终端外的任意一个终端。
进一步的,上述通信过程中,步骤502至步骤506是循环进行的,即监控设备能够动态地捕捉系统空间图像,终端也能够根据空间位置的变化,实时的调整波束,进行通信。在更优的硬件和软件的支持下,监控设备可具有智能协调功能,能够跟踪系统中的终端,能够进行图像意图判断等。例如图8所示的情况,监控设备作为智能协调设备可以不授权在经常出现人员走动干扰的两个通信节点间建立LOS链路,而规划出中继或经过反射的NLOS链路,在这种情况下,监控设备在系统中充当协调控制节点,由其进行路由计算,规划网络资源,有必要时,系统可以专门设置一些反射材料作为NLOS链路的反射面。需要说明的是,监控设备在系统中也可以只负责获取和共享终端位置坐标和遮蔽信息,而由终端或另外设置的协调设备来计算路由。
以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (19)

1.一种建立通信链路的方法,其特征在于,该方法包括:
监控设备采集当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像中包含的各个终端与其对应的标识ID进行匹配;
根据所述图像获取各个终端的全部链路信息;
根据所述全部链路信息,将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端。
2.根据权利要要求1所述的方法,其特征在于,
所述终端的全部链路信息包括至少一条所述终端与对端终端的链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;
所述中继为监控设备,或者除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端;
所述链路遮蔽信息包括:从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将图像中各个终端与其对应的ID进行匹配包括:获取所述图像中各个终端的图像特征值;与所述各个终端进行通信获取所述各个终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述图像获取各个终端的链路信息之前,该方法还包括:监控设备判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息;否则,所述监控设备等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端,包括:当所述监控设备检测到任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,所述监控设备根据所述全部链路信息,周期性的直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,所述将终端与对端终端的链路信息发送给对应的所述终端及所述对端终端之后,该方法还包括:当所述监控设备作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
7.一种建立通信链路的方法,其特征在于,所述方法包括:
终端接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息;
所述终端根据所述链路信息进行波束赋形,与所述对端终端建立通信链路。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述终端根据所述链路信息进行波束赋形,与对端终端建立通信链路,包括:
所述终端解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,所述终端及对端终端依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于,该方法还包括:
当所述终端作为中继时,与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
10.一种监控设备,其特征在于,所述监控设备包括:摄像模块、处理器模块和低频模块;其中,
摄像模块,用于采集所在监控设备当前朝向的预设范围内的图像,将所述图像发送给处理器模块;
处理器模块,用于将摄像模块发来的所述图像中包含的各个终端与其对应的ID进行匹配,根据所述图像获取各个终端的全部链路信息,根据所述全部链路信息,发送终端与对端终端的链路信息给低频模块;
低频模块,用于将处理器模块发来的终端与对端终端的链路信息发送给对应的终端与对端终端。
11.根据权利要要求10所述的监控设备,其特征在于,所述处理器模块,具体用于由至少一条终端与对端终端的链路信息组成所述终端的全部链路信息;
其中,所述终端与对端终端的链路信息包括:所述终端的位置坐标、所述对端终端的位置坐标、中继的位置坐标、及所述终端与所述对端终端之间的链路遮蔽信息;
所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端;
所述链路遮蔽信息包括:对端终端的位置坐标、从所述终端到对端终端之间的链路有无遮蔽标识、链路遮蔽程度信息、以及遮蔽物信息;所述链路有无遮蔽标识包括:链路无遮蔽和链路遮蔽;所述链路遮蔽程度信息包括:链路部分遮蔽和链路全部遮蔽;所述障碍物信息包括:障碍物的方位及障碍物的大小。
12.根据权利要求10所述的监控设备,其特征在于,所述监控设备还包括:60GHz模块,用于提供与终端的高速数据通信及波束赋形;
相应的,所述处理器模块,具体用于获取摄像模块中所述图像中各个终端的图像特征值;通过60GHz模块或低频通信模块与所述各个终端进行通信获取所述终端的ID;将所述各个终端的图像特征值分别与所述获取到的对应的ID匹配。
13.根据权利要求12所述的监控设备,其特征在于,
所述处理器模块,还用于判断所述图像中包含的终端的数量,若所述终端的数量大于一,则根据所述图像获取各个终端的链路信息;否则,等待到下个周期,采集下个周期所朝向的预设范围内的图像。
14.根据权利要求12所述的监控设备,其特征在于,
所述处理器模块,具体用于当接收到低频模块转发来的任意一个终端发出的通信请求时,根据所述通信请求从所述全部链路信息中选取所述终端与对端终端的链路信息,将所述终端与对端终端的链路信息发送给所述终端及所述对端终端;
或者,根据所述全部链路信息,周期性的通过低频模块直接发送各个终端与对端终端的链路信息给终端及对端终端。
15.根据权利要求12所述的监控设备,其特征在于,
所述处理器模块,还用于当所在监控设备作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
16.一种终端,其特征在于,所述终端包括:低频模块、60GHz和处理器模块;其中,
低频模块,用于接收监控设备发来的所述终端与对端终端的链路信息,发送所述链路信息至处理器模块;
处理器模块,用于根据低频模块发来的所述链路信息进行波束赋形,通过60GHz模块与所述对端终端建立通信链路;
60GHz模块,用于提供高速数据通信及波束赋形。
17.根据权利要求16所述的终端,其特征在于,
所述处理器模块,具体用于解析所述链路信息,提取所述链路信息中的链路遮蔽信息,当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路无遮蔽时,根据所述链路遮蔽信息中的对端终端的位置坐标计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路部分遮蔽时,根据障碍物信息将天线阵列的波束调整至避开障碍物的方向,计算出天线阵列波束,通过60GHz模块与对端终端建立通信链路;
当所述链路遮蔽信息中的链路有无遮蔽标识为链路遮蔽、且链路遮蔽程度信息为链路全部遮蔽时,依据链路信息中的中继位置坐标计算天线阵列波束,通过60GHz模块建立中继通信链路;其中,所述中继为监控设备,或者为除所述终端及所述对端终端外的任意一个终端。
18.根据权利要求16或17所述的终端,其特征在于,
所述处理器模块,还用于当所在终端作为中继时,通过60GHz模块与所述链路信息中的终端及对端终端分别建立通信链路。
19.一种建立通信链路的系统,其特征在于,所述系统包括:终端和监控设备;其中,
所述监控设备为权利要求10-15任一项所述的监控设备;
所述终端为权利要求16-18任一项所述的终端。
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