CN104410442B - 无线信号发射方法、发射装置及无人机 - Google Patents
无线信号发射方法、发射装置及无人机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104410442B CN104410442B CN201410638089.4A CN201410638089A CN104410442B CN 104410442 B CN104410442 B CN 104410442B CN 201410638089 A CN201410638089 A CN 201410638089A CN 104410442 B CN104410442 B CN 104410442B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- candidate
- aerial array
- array
- objective emission
- antenna array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
- H04B7/0608—Antenna selection according to transmission parameters
Abstract
本申请实施例提供了一种无线信号发射方法、发射装置及无人机。所述方法包括：确定至少一目标发射方向；至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；通过所述至少一目标天线阵列，按照所述发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。本申请实施例的方法、装置及无人机根据移动通信场景中的移动特性，从运动状态不同的至少两组天线阵元中选择构成参与无线信号发射的天线阵列，具有更高的传输灵活性。
Description
技术领域
本申请各实施例涉及智能天线技术领域，尤其涉及无线信号发射方法、发射装置及无人机。
背景技术
智能天线也称为自适应阵列天线，它由天线阵列、波束成形网络、波束成形算法三部分组成，通过满足某种准则的自适应波束成形算法调节天线阵列的各天线阵元信号的加权幅度和相位，从而调节天线阵列的辐射特性(方向图形状)，以达到增强所需信号抑制干扰信号的目的。随着移动通信技术的发展，越来越多的智能天线应用在移动场景中，但是，由于移动通信环境非常复杂，存在各种干扰等等的影响，例如，来自其他用户的干扰，自适应波束成形算法受到应用环境的影响非常大，要求智能天线具有更高传输灵活性。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例的一个目的在于提供一种移动场景中的无线信号发射方案。
为实现上述目的，根据本发明实施例的第一方面，提供一种无线信号发射方法，至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，所述方法包括：
确定至少一目标发射方向；
至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；
通过所述至少一目标天线阵列，按照所述相关的发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种无线信号发射装置，利用至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，所述装置包括：
一第一确定模块，用于确定至少一目标发射方向；
一第二确定模块，用于至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；
一发射模块，用于通过所述至少一目标天线阵列，按照所述相关的发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种无人机，包括第二发明所述的无线信号发射装置。
本申请实施例的方法、装置及无人机根据移动通信场景中的移动特性，从运动状态不同的至少两组天线阵元中选择构成参与无线信号发射的天线阵列，具有更灵活的传输性能。
附图说明
图1为本申请实施例的无线信号发射方法流程图；
图2(a)至图2(e)依照本申请实施例的方法确定的几种可能的天线阵列示意图；
图3(a)至图3(d)为本申请实施例的无线信号发射装置的多种实现方式的框图；
图4(a)为本申请实施例的无人机的框图；
图4(b)为本申请实施例的无人机的一种应用场景示意图；
图5为本申请另一种实施例的无线信号发射装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。
为了提高智能天线在移动通信场景中的应用性能，本申请各实施例中提供了一种基于组成结构可变的智能天线的无线信号传输方案。所述组成结构可变指的是智能天线的天线阵列的构成是可变的，包括由哪些天线阵元构成天线阵列、构成天线阵列的天线阵元的数量、位置等均可变，可变的组成结构相对于天线阵元通常固定在一定的物理空间的智能天线的灵活性更高，拥有更多的波束成形选择。
在本申请实施例的无线信号发射方法中，由至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，每个天线阵元在其所属的天线阵元组中的位置是固定的。也即，在本申请实施例的方法中，需要或计划进行无线信号传输时，从所述至少两个天线阵元组中选择构成用于发射无线信号的智能天线的天线阵列的天线阵元，从运动状态不同的天线阵元组中选择天线阵元构成智能天线，使得智能天线的构成更加灵活，甚至可根据需要调整天线阵元组的运动状态，从而使得所构成的智能天线能够具有更优的传输性能。所述运动状态至少包括运动速率以及运动方向，以两个天线阵元组为例，两个天线阵元组具有不同的运动状态包括：两个天线阵元组具有相同的运动速率但不同的运动方向、相同的运动方向但不同的运动速率、运动方向和运动速率均不同，且所述速率包括为零的情况。天线阵元组的运动可为主动进行的，也可为在其他设备的带动下所产生的运动。
如图1所示，本申请实施例的无线信号发射方法包括：
S120.确定至少一目标发射方向。
在本申请实施例的方法中，所述目标发射方向为朝向无线信号的接收端的方向，也即用于进行对应的接收端的无线信号发射的智能天线期望的物理瞄准方向，通常也是期望的最大辐射方向，目标发射方向可通过例如信道估计等方式确定。
S140.至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元。
在本申请实施例的方法中，每个天线阵元在其所属的天线阵元组中的位置可为固定的，根据各天线阵元组的位置，能够确定每个天线阵元的位置，各天线阵元之间的相对位置不同将使得天线阵列具有不同的传输性能，例如，天线阵元之间的距离将影响天线阵列的发射频率，等等。在步骤S140中通过各天线阵元组的位置以及至少一目标发射方向来确定参与无线信号发射的至少一天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，以确定能够在所述至少一目标发射方向上以相关的发射频率进行无线信号的发射的至少一目标天线阵列。所述相关的发射频率可为参与目标发射方向上的无线信号的发射的天线阵列较佳的发射频率，通常，天线阵元之间的距离过大，会降低接收信号的相关度；天线阵元之间的距离过小，将在辐射方向上引起不必要的旁瓣。因此，天线阵元之间的距离为半波长是优选的。反过来讲，对于特定的天线阵元之间的距离，其所对应的较佳的发射频率应为两倍的距离的倒数乘以波速(例如光速)。此外，由于属于同一个天线阵元组的天线阵元的相对位置关系通常是不变的，因此，为了获得更灵活的传输性能，本申请实施例的方法所选出的目标天线阵列中应包括至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元，也即至少有两个天线阵元的运动状态是不同的。
S160.通过所述至少一目标天线阵列，按照所述发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
确定了至少一目标天线阵列后，可按照对应的目标发射方向及发射频率进行无线信号的发射。
综上，本申请实施例的方法根据移动通信场景中的移动特性，从运动状态不同的至少两组天线阵元中选择构成参与无线信号发射的天线阵列，具有更高的传输灵活性。
在一种可能的实现方式中，步骤S140可进一步包括：
S142.至少根据所述至少两个天线阵元组的位置，确定每两个天线阵元之间的距离。
如上所述的，属于同一个天线阵元组的天线阵元的相对位置关系通常是不变的，因此，确定了天线阵元组的位置之后，即可根据各天线阵元在所属的天线阵元组上的位置确定每两个天线阵元间的距离，尤其是属于不同的天线阵元组的两个天线阵元之间的距离。
在一种可能的实现方式中，所述位置包括所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。也即，本申请实施例的无线信号发射方法不仅可以用于当前时刻无线信号的发送，也可根据各天线阵元组的运动状态确定其他时刻的发射方案，即确定各时刻对应的最佳传输性能。相应地，本申请实施例的方法还可包括：
S110.根据所述至少两个天线阵元组的运动状态，确定所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。
需要说明的是，由于所述至少两个天线阵元组是运动的，且运动状态可能不同，因此，所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置是相对于同一个参考点(位置)的位置，例如，承载所述至少两个天线阵元组的同一设备。且由于各时刻发射无线信号的智能天线可能不同，所使用的发射频率也可能不同，更多可利用的频点有利于避免干扰。
S144.至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及所述至少第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性，所述第一候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列。
在智能天线领域，天线阵列中各相邻天线阵元之间的距离对于特定的发射频率下发射的无线信号的传输性能会有一定的影响，为了减少天线阵列产生的不必要的旁瓣，在一种可能的实现方式中，用于发射无线信号的天线阵列中的各天线阵元之间的距离应为相同的或具有整数倍的关系。也即，在步骤S144中，确定所述距离相等或具有整数倍关系的各对天线阵元为一天线阵列，例如，某一天线阵列中包括距离为d的各天线阵列阵元对，也包括距离为2d,3d,…,Nd的各天线阵元对，其中，N为正整数。且在本申请实施例的方法中，这样的天线阵列传输性能较好，均可能会被用于进行无线信号的发射，称为候选天线阵列。各天线阵元的相对位置不同所构成的天线阵列的阵型不同，例如，直线型、矩阵型、环形天线阵列等，如图2(a)至2(e)所示，且不同阵型的天线阵列将具有不同的辐射特性，在本申请实施例的方法中，所述辐射特性主要指天线阵列主瓣中央轴的方向，表示天线阵列的最大增益方向，通常，最大增益方向应朝向接收端，也即与本申请实施例目标发射方向相同或接近。确定了候选天线阵列后即可根据其阵型确定可能的辐射特性。
S146.至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列。
在本申请实施例的方法中，所述至少一目标天线阵列即为确定的可用于进行无线信号发射的天线阵列，该天线阵列的主瓣中央轴的方向应与所述至少一目标发射方向相同或接近。
在一种可能的实现方式中，根据所述各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述至少一目标天线阵列。例如，按照所述接近度，选择与所述至少一目标天线阵列相同或最接近的至少一个候选天线阵列作为目标天线阵列。
在一种可能的实现方式中，针对任意已知的接收端(目标发射方向)，可根据历史通信信息或者当前的传输环境等确定向其发射的无线信号的一期望的参考频率，在这种情况下，步骤S146可进一步包括：
S1462.至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合，所述第二候选天线阵列集合中包括至少一天线阵列。
所述第二候选天线阵列集合的确定与上面对步骤S144的一种可能的实现方式中的描述类似，即根据所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述第二候选天线阵列集合。例如，按照所述接近度，选择与所述至少一目标天线阵列相同或最接近的第一候选天线阵列集合中的至少一个候选天线阵列构成第二候选天线阵列集合，也即，每个目标发射方向可能对应至少一个候选天线阵列。
S1464.至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
所述至少一目标天线阵列用于向接收端发射无线信号，因此，在一种可能的实现方式中，步骤S1464中至少根据所述至少一候选天线阵列的发射频率(对应的距离的二倍的倒数乘以波速，即c/2d)与所述参考频率的接近度确定所述至少一目标天线阵列。例如，按照所述接近度，选择与所述参考频率相同或最接近的至少一个候选天线阵列作为目标天线阵列。
在一种可能的实现方式中，步骤S1464中确定的至少一目标天线阵列的发射频率中就包括所述至少一参考频率，也即，至少一目标天线阵列的最优发射频率与所述至少一参考频率相同，在这样的情况下，即可确定于对应的目标发射方向相关的发射频率为所述至少一参考频率，进一步地，所述至少一参考频率对应的至少一目标天线阵列将参与针对所述目标发射方向上的接收端的无线信号的发射。
综上，依照本申请实施例的方法进行无线信号的发射，智能天线更灵活，且能够根据具体的接收端做出最优的选择，从而实现系统最佳的传输性能。
本领域技术人员可以理解，在本申请具体实施方式的上述方法中，各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请具体实施方式的实施过程构成任何限定。
此外，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图1所示实施方式中的方法的各步骤的操作。
本申请实施例还提供了一种执行上述无线信号发射方法的无线信号发射装置，所述装置利用至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，所述至少两个天线阵元组可属于所述装置，也可独立于所述装置，且除了下面即将描述的各组成部分外，所述装置还包括根据需要实现与装置外部任意设备通信的通信模块。如图3(a)所示，本申请实施例的无线信号发射装置300包括：
第一确定模块320，用于确定至少一目标发射方向。
在本申请实施例的装置中，所述目标发射方向为朝向无线信号的接收端的方向，也即用于进行对应的接收端的无线信号发射的智能天线期望的物理瞄准方向，通常也是期望的最大辐射方向，目标发射方向可通过例如信道估计等方式确定。
第二确定模块340，用于至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元。
在本申请实施例的装置中，每个天线阵元在其所属的天线阵元组中的位置可为固定的，根据各天线阵元组的位置，能够确定每个天线阵元的位置，各天线阵元之间的相对位置不同将使得天线阵列具有不同的传输性能，例如，天线阵元之间的距离将影响天线阵列的发射频率，等等。第二确定模块340通过各天线阵元组的位置以及至少一目标发射方向来确定参与无线信号发射的至少一天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，以确定能够在所述至少一目标发射方向上以相关的发射频率进行无线信号的发射的至少一目标天线阵列。所述相关的发射频率可为参与该目标发射方向上的无线信号的发射的天线阵列的较佳的发射频率，通常，天线阵元之间的距离过大，会降低接收信号的相关度；天线阵元之间的距离过小，将在辐射方向上引起不必要的旁瓣。因此，天线阵元之间的距离为半波长是优选的。反过来讲，对于特定的天线阵元之间的距离，其所对应的较佳的发射频率应为两倍的距离的倒数乘以波速。此外，由于属于同一个天线阵元组的天线阵元的相对位置关系通常是不变的，因此，为了获得更灵活的传输性能，本申请实施例的方法所选出的目标天线阵列中应包括至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元，也即至少有两个天线阵元的运动状态是不同的。
发射模块360，用于通过所述至少一目标天线阵列，按照所述相关的发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
确定了至少一目标天线阵列后，可按照对应的目标发射方向及相关的发射频率，进行无线信号的发射。
综上，本申请实施例的装置根据移动通信场景中的移动特性，从运动状态不同的至少两组天线阵元中选择构成参与无线信号发射的天线阵列，具有更高的传输灵活性。
如图3(b)所示，在一种可能的实现方式中，第二确定模块340可进一步包括：
第一确定单元342，用于至少根据所述至少两个天线阵元组的位置，确定每两个天线阵元之间的距离。
如上所述的，属于同一个天线阵元组的天线阵元的相对位置关系通常是不变的，因此，确定了天线阵元组的位置之后，第一确定单元342即可根据各天线阵元在所属的天线阵元组上的位置确定每两个天线阵元间的距离，尤其是属于不同的天线阵元组的两个天线阵元之间的距离。
在一种可能的实现方式中，所述位置包括所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。也即，本申请实施例的无线信号发射装置不仅可以用于当前时刻无线信号的发送，也可根据各天线阵元组的运动状态确定其他时刻的发射方案，即确定各时刻对应的最佳传输性能。相应地，如图3(c)所示的，本申请实施例的装置300还可包括：
第三确定模块310，用于根据所述至少两个天线阵元组的运动状态，确定所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。
需要说明的是，由于所述至少两个天线阵元组是运动的，且运动状态可能不同，因此，所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置是相对于同一个参考点(位置)的位置，例如，承载所述至少两个天线阵元组的同一设备。且由于各时刻发射无线信号的智能天线可能不同，所使用的发射频率也可能不同，更多可利用的频点有利于避免干扰。
第二确定单元344，用于至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及所述至少第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性，所述第一候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列。
在智能天线领域，天线阵列中各相邻天线阵元之间的距离对于特定的发射频率下发射的无线信号的传输性能会有一定的影响，为了减少天线阵列产生的不必要的旁瓣，在一种可能的实现方式中，用于发射无线信号的天线阵列中的各天线阵元之间的距离应为相同的或具有整数倍的关系。也即，第二确定单元344确定所述距离相等或具有整数倍关系的各对天线阵元为一天线阵列，例如，某一天线阵列中包括距离为d的各天线阵列阵元对，也包括距离为2d,3d,…,Nd的各天线阵元对，其中，N为正整数。且在本申请实施例的方法中，这样的天线阵列传输性能较好，均可能会被用于进行无线信号的发射，称为候选天线阵列。各天线阵元的相对位置不同所构成的天线阵列的阵型不同，例如，直线型、矩阵型、环形天线阵列等，如图2(a)至2(e)所示，且不同阵型的天线阵列将具有不同的辐射特性，在本申请实施例的方法中，所述辐射特性主要指天线阵列主瓣的中央轴的方向，表示天线阵列的最大增益方向，通常，最大增益方向应朝向接收端，也即与本申请实施例目标发射方向相同或接近。确定了候选天线阵列后即可根据其阵型确定可能的辐射特性。
第三确定单元346，用于至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列。
在本申请实施例的装置中，所述至少一目标天线阵列即为确定的可用于进行无线信号发射的天线阵列，该天线阵列的主瓣中央轴的方向应与所述至少一目标发射方向相同或接近。
在一种可能的实现方式中，第二确定单元344根据所述各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述至少一目标天线阵列。例如，按照所述接近度，选择与所述至少一目标天线阵列相同或最接近的至少一个候选天线阵列作为目标天线阵列。
在一种可能的实现方式中，针对任意已知的接收端(目标发射方向)，可根据历史通信信息或者当前的传输环境等确定向其发射的无线信号的一期望的参考频率，在这种情况下，如图3(d)所示，第三确定单元346可进一步包括：
第一确定子单元3462，用于至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合，所述第二候选天线阵列集合中包括至少一天线阵列。
所述第二候选天线阵列集合的确定与上面对第二确定单元346的一种可能的实现方式中的描述类似，即根据所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述第二候选天线阵列集合。例如，按照所述接近度，选择与所述至少一目标天线阵列相同或最接近的第一候选天线阵列集合中的至少一个候选天线阵列构成第二候选天线阵列集合，也即，每个目标发射方向可能对应至少一个候选天线阵列。
第二确定子单元3464，用于至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
所述至少一目标天线阵列用于向接收端发射无线信号，因此，在一种可能的实现方式中，第二确定子单元3464至少根据所述至少一候选天线阵列的发射频率(对应的距离的二倍的倒数乘以波速，即c/2d)与所述参考频率的接近度确定所述至少一目标天线阵列。例如，按照所述接近度，选择与所述参考频率相同或最接近的至少一个候选天线阵列作为目标天线阵列。
在一种可能的实现方式中，第二确定子单元3464确定的至少一目标天线阵列的发射频率中就包括所述至少一参考频率，也即，至少一目标天线阵列的最优发射频率与所述至少一参考频率相同，在这样的情况下，即可确定于对应的目标发射方向相关的发射频率为所述至少一参考频率，进一步地，所述至少一参考频率对应的至少一目标天线阵列将参与针对所述目标发射方向上的接收端的无线信号的发射。
综上，依照本申请实施例的装置进行无线信号的发射，智能天线的性能灵活，且能够根据具体的接收端做出最优的选择，从而实现系统最佳的传输性能。
如图4所示，本申请实施例还提供了一种可见光信号发射设备400，包括图3(a)-图3(d)所示实施例中的可见光信号发射装置。所述可见光信号发射设备400自身相对于其覆盖范围内的可见光信号接收设备能够发生运动，也可为被其他设备带动而相对于其覆盖范围内的可见光信号接收设备发生运动。
此外，所述可见光信号发射设备400还包括实现可将光信号的发射必不可少的模块，例如：
调制模块420，用于将待发送信息调制到光源(未示出，可属于或独立于可见光发射设备400)发出的载波光信号上。在本申请实施例的可见光发射设备400中，调制模块420可采用本领域熟知的各种可见光信号的调制方式，且调制方式可受控于第三确定模块360。
发射模块440，用于响应于所述可见光信号发射控制设备所确定的发送可见光信号的时间发射所述调制模块调制后的可见光信号。
如图4(a)所示，本申请实施例还提供了一种无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)400，包括图3(a)-图3(d)所示实施例中的无线信号发射装置300。所述无线信号发射装置300的至少两个天线阵元组分别设置在所述无人机400的至少两个旋翼上，在所述旋翼的带动下运动，各天线阵元组的运动状态即为所在的旋翼的运动状态。无人机400可以被用来当做例如移动的Wi-Fi热点，从而在拥挤或恶劣的通信环境中提供网络连接服务。如图4(b)所示，为一种可能的实现方式中天线阵元组420,440,460及480分别设置在无人机400的旋翼410,430,450及470上的示意图，每个天线阵元组包括四个天线阵元。在无人机400飞行过程中，为了不同的飞行目的，各旋翼的运动状态会发生不同的变化，图中虚线箭头所示为各旋翼的运动方向。
依照本申请实施例的方法，使用本申请实施例的无人机400进行无线信号的传输的过程如下：
在一种可能的实现方式中，当前时刻需要向接收端490发射无线信号，首先，确定目标发射方向为朝向接收端490的箭头所示方向，根据各旋翼当前时刻的运行状态确定各旋翼相对于无人机400机身的位置，推算每两个天线阵元之间的距离，从而确定距离相等或距离具有整数倍关系的各天线阵元组构成一天线阵列。所构成的天线阵列的阵型可如图2(a)至2(e)所示，但不限于此。确定了几个候选天线阵列后，可根据其可能的辐射特性也即主瓣中央轴的方向确定最大辐射增益方向最接近目标发射方向的候选天线阵列，例如，可确定图2(a)和图2(b)所示的天线阵列均可满足主瓣中央轴方向最接近目标发射方向，从而确定这两个天线阵列可用于向接收端490发射无线信号。此外，在图2(a)所示的天线阵列最优的发射频率可为c/2d1，图2(b)所对应的最优发射频率可为c/2d2。也即，与目标发射方向相关的发射频率为c/2d1以及1/2d2。
在另一种可能的实现方式中，根据一些历史通信信息，已知与接收端490对应的参考频率为ft。据此，根据以上的实现方式中确定的天线阵列的发射频率与参考频率ft的接近度，确定例如图2(b)所示的天线阵列的发射频率与该参考频率最接近ft，进而，使用该天线阵列作为向该接收端发射无线信号的智能天线。
需要说明的是，可记录无人机的飞行过程中各时刻的各种可能的天线阵列及其最优的发射频率，将这样记录例如以表的形式存储，每个表项包括例如(天线阵列(天线阵元1，天线阵元2，…，天线阵元N)，辐射特性，发射频率)等，在进行无线发射时，对应不同的天线阵列的构成可查找该表以最快的进行无线信号的发射。且可根据旋翼的运行状态，计算旋翼任意时刻的位置(或者该表中各表项还可包括各旋翼的位置)，从而确定任意时刻的天线阵列，并例如查表确定任意时刻用于发射无线信号的天线阵列及无线信号的发射频率。
图5为本申请实施例提供的一种无线信号发射装置500的结构示意图，本申请具体实施例并不对无线信号发射装置500的具体实现做限定。如图5所示，该可见无线信号发射装置500可以包括：
处理器(processor)510、通信接口(Communications Interface)520、存储器(memory)530、以及通信总线540。其中：
处理器510、通信接口520、以及存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。
通信接口520，用于与比如客户端等的网元通信。
处理器510，用于执行程序532，具体可以实现上述图3(a)的装置实施例中无线信号发射装置的相关功能。
具体地，程序532可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器510可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。程序532具体可以用于使得所述无线信号发射装置500执行以下步骤：
确定至少一目标发射方向；
至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；
通过所述至少一目标天线阵列，按照所述发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号.
程序532中各步骤的具体实现可以参见上述实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应描述，在此不再赘述。
尽管此处所述的主题是在结合操作系统和应用程序在计算机系统上的执行而执行的一般上下文中提供的，但本领域技术人员可以认识到，还可结合其他类型的程序模块来执行其他实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其他类型的结构。本领域技术人员可以理解，此处所述的本主题可以使用其他计算机系统配置来实践，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等，也可使用在其中任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行的分布式计算环境中。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备的两者中。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读取存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方式或技术来实现的物理易失性和非易失性、可移动和不可因东介质。计算机可读取存储介质具体包括，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)、HD-DVD、蓝光(Blue-Ray)或其他光存储设备、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机访问的任何其他介质。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (26)
1.一种无线信号发射方法，其特征在于，至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，所述方法包括：
确定至少一目标发射方向；
至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标发射方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；
通过所述至少一目标天线阵列，按照所述发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定参与所述至少一目标发射方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率包括：
至少根据所述至少两个天线阵元组的位置，确定每两个天线阵元之间的距离；
至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及至少所述第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性，所述第一候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列；
至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及至少所述第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性中：
确定所述距离相等或具有整数倍关系的各对天线阵元为一候选天线阵列。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可能的辐射特性包括可能的主瓣中央轴的方向；
所述至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及至少所述第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列中：
根据所述各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述至少一目标天线阵列。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列中：
确定的所述至少一目标天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向相同。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列包括：
至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合，所述第二候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列；
至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可能的辐射特性包括可能的主瓣中央轴的方向；
所述至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合中：
至少根据所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述第二候选天线阵列集合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合中：
确定的所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向相同。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率中：
至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率与所述至少一参考频率的接近度确定所述至少一目标天线阵列及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率为对应的距离的二倍的倒数乘以波速。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率中：
确定的所述与所述至少一目标发射方向相关的发射频率中包括所述至少一参考频率。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述位置为所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置；
所述方法还包括：
根据所述至少两个天线阵元组的运动状态，确定所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动状态包括运动速度和方向。
14.一种无线信号发射装置，其特征在于，利用至少两个天线阵元组参与所述无线信号的发射，所述至少两个天线阵元组中的至少两个具有不同的运动状态，且每个所述天线阵元组包括至少一个天线阵元，所述装置包括：
一第一确定模块，用于确定至少一目标发射方向；
一第二确定模块，用于至少根据所述至少两个天线阵元组的位置以及所述至少一目标发射方向，确定参与所述至少一目标发射方向上的无线信号发射的至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率，所述目标天线阵列包括属于至少两个不同的天线阵元组的至少两个天线阵元；
一发射模块，用于通过所述至少一目标天线阵列，按照所述发射频率以及所述至少一目标发射方向发射无线信号。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
一第一确定单元，用于至少根据所述至少两个天线阵元组的位置，确定每两个天线阵元之间的距离；
一第二确定单元，用于至少根据所述距离，确定第一候选天线阵列集合以及至少所述第一候选天线阵列集合中的各候选天线阵列可能的辐射特性，所述第一候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列；
一第三确定单元，用于至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定所述至少一目标天线阵列。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元确定所述距离相等或具有整数倍关系的各对天线阵元为一候选天线阵列。
17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述可能的辐射特性包括可能的主瓣中央轴的方向；
所述第二确定单元根据所述各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述至少一目标天线阵列。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元确定的所述至少一目标天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向相同。
19.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第三确定单元包括：
一第一确定子单元，用于至少根据所述至少一目标发射方向以及所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的辐射特性，确定一第二候选天线阵列集合，所述第二候选天线阵列集合中包括至少一候选天线阵列；
一第二确定子单元，用于至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率以及所述至少一目标发射方向相关的至少一参考频率，确定所述至少一目标天线阵列以及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述可能的辐射特性包括可能的主瓣中央轴的方向；
所述第一确定子单元至少根据所述第一候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向的接近度确定所述第二候选天线阵列集合。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述第一确定子单元确定的所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列可能的主瓣中央轴的方向与所述至少一目标发射方向相同。
22.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元至少根据所述第二候选天线阵列集合中各候选天线阵列的发射频率与所述至少一参考频率的接近度确定所述至少一目标天线阵列及与所述至少一目标发射方向相关的发射频率。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述第二确定子单元确定的所述与所述至少一目标发射方向相关的发射频率中包括所述至少一参考频率。
24.根据权利要求15至23中任一项所述的装置，其特征在于，所述位置为所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置；
所述装置还包括：
一第三确定模块，用于根据所述至少两个天线阵元组的运动状态，确定所述至少两个天线阵元组任意时刻的位置。
25.一种无人机，其特征在于，包括权利要求15至24中任一项所述的无线信号发射装置。
26.根据权利要求25所述的无人机，其特征在于，所述至少两个天线阵元组分别设置在所述无人机的至少两个旋翼上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410638089.4A CN104410442B (zh) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 无线信号发射方法、发射装置及无人机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410638089.4A CN104410442B (zh) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 无线信号发射方法、发射装置及无人机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104410442A CN104410442A (zh) | 2015-03-11 |
| CN104410442B true CN104410442B (zh) | 2017-11-03 |
Family
ID=52648041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410638089.4A Active CN104410442B (zh) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | 无线信号发射方法、发射装置及无人机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104410442B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104836640B (zh) * | 2015-04-07 | 2018-04-06 | 西安电子科技大学 | 一种无人机编队分布式协作通信方法 |
| US10298281B2 (en) * | 2015-05-07 | 2019-05-21 | Nxp B. V. | Establishing communication with wireless devices using orientation data |
| US10205491B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-02-12 | Futurewei Technologies, Inc. | System and method for large scale multiple input multiple output communications |
| US20170126296A1 (en) * | 2015-11-04 | 2017-05-04 | Futurewei Technologies, Inc. | System and Method for Large Scale Multiple Input Multiple Output Beamforming |
| WO2020220234A1 (zh) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 无人机的控制方法和无人机 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7777674B1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-08-17 | L-3 Communications, Corp. | Mobile distributed antenna array for wireless communication |
| CN102663178A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-09-12 | 西安电子科技大学 | 一种基于机载有源相控阵天线有限元建模的静力分析方法 |
| WO2013122614A2 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Rockwell Collins, Inc. | Blade antenna array |
| CN103618559A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 西安烽火电子科技有限责任公司 | 一种基于定向天线的射频前端装置及其通信控制方法 |
-
2014
- 2014-11-05 CN CN201410638089.4A patent/CN104410442B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7777674B1 (en) * | 2008-08-20 | 2010-08-17 | L-3 Communications, Corp. | Mobile distributed antenna array for wireless communication |
| WO2013122614A2 (en) * | 2012-02-16 | 2013-08-22 | Rockwell Collins, Inc. | Blade antenna array |
| CN102663178A (zh) * | 2012-03-28 | 2012-09-12 | 西安电子科技大学 | 一种基于机载有源相控阵天线有限元建模的静力分析方法 |
| CN103618559A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-05 | 西安烽火电子科技有限责任公司 | 一种基于定向天线的射频前端装置及其通信控制方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "Designing and Implementing Multibeam Smart Antennas for High Bandwidth UAV Communications using FPGAs";John C. Porcello;《Aerospace Conference,2013 IEEE》;20130513;1-12 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104410442A (zh) | 2015-03-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104467934B (zh) | 无线信号发射方法、发射装置及无人机 | |
| CN104410442B (zh) | 无线信号发射方法、发射装置及无人机 | |
| Fotouhi et al. | DroneCells: Improving spectral efficiency using drone-mounted flying base stations | |
| Enayati et al. | Moving aerial base station networks: A stochastic geometry analysis and design perspective | |
| Mei et al. | Joint trajectory-task-cache optimization with phase-shift design of RIS-assisted UAV for MEC | |
| Sun et al. | Energy efficient collaborative beamforming for reducing sidelobe in wireless sensor networks | |
| Sun et al. | Secure and energy-efficient UAV relay communications exploiting collaborative beamforming | |
| Sun et al. | Time and energy minimization communications based on collaborative beamforming for UAV networks: A multi-objective optimization method | |
| JP7193621B2 (ja) | 機械学習を使用してグリッドオブビームを設計するための装置および方法 | |
| EP4087174B1 (en) | Method for transmitting and receiving plurality of physical downlink shared channels in wireless communication system, and device for same | |
| Fan et al. | Ris-assisted uav for fresh data collection in 3d urban environments: A deep reinforcement learning approach | |
| Hua et al. | Energy optimization for cellular-connected UAV mobile edge computing systems | |
| Xiong et al. | Joint optimization of trajectory, task offloading, and CPU control in UAV-assisted wireless powered fog computing networks | |
| Ghorbel et al. | Energy efficient data collection for wireless sensors using drones | |
| Wang et al. | IRS/UAV-based edge-computing/traffic-offloading over RF-powered 6G mobile wireless networks | |
| Xiong et al. | Collaborative computation offloading at UAV-enhanced edge | |
| Shen et al. | UAV-enabled data collection for mMTC networks: AEM modeling and energy-efficient trajectory design | |
| Yin et al. | Minimizing delay for MIMO-NOMA resource allocation in UAV-assisted caching networks | |
| Moorthy et al. | LeTera: Stochastic beam control through ESN learning in terahertz-band wireless UAV networks | |
| CN115802370A (zh) | 一种通信方法及装置 | |
| Bushnaq et al. | Aerial data aggregation in IoT networks: Hovering & traveling time dilemma | |
| Wang et al. | Robust design for UAV-enabled multiuser relaying system with SWIPT | |
| CN107947837B (zh) | 一种波束分组扫描方法和装置 | |
| Cui et al. | UAV-enabled MEC system: Locations and coverage optimization | |
| CN108123745A (zh) | 一种数据传输方法、接收机及发射机 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |