CN111988079A - 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法 - Google Patents

信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111988079A
CN111988079A CN201910429501.4A CN201910429501A CN111988079A CN 111988079 A CN111988079 A CN 111988079A CN 201910429501 A CN201910429501 A CN 201910429501A CN 111988079 A CN111988079 A CN 111988079A
Authority
CN
China
Prior art keywords
information processing
processing terminal
information
beamforming
wireless communication
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.)
Pending
Application number
CN201910429501.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李焱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yuanchuan Rongchuang Hangzhou Technology Co ltd
Original Assignee
Yuanchuan Rongchuang Hangzhou Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yuanchuan Rongchuang Hangzhou Technology Co ltd filed Critical Yuanchuan Rongchuang Hangzhou Technology Co ltd
Priority to CN201910429501.4A priority Critical patent/CN111988079A/zh
Publication of CN111988079A publication Critical patent/CN111988079A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18502—Airborne stations
    • H04B7/18506—Communications with or from aircraft, i.e. aeronautical mobile service
    • 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
    • H04B7/0613—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 simultaneous transmission
    • H04B7/0615—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 simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—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 simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • 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
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842—Weighted combining
    • H04B7/086—Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明公开了一种信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法。信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，所述信息处理终端包括处理器；与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；与天线阵列耦合的收发器；与所述收发器耦合的波束形成器；全球定位系统；旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。本发明中的信息处理终端利用波束形成，实现定向传输或接收，增强了接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。

Description

信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法
技术领域
本发明涉及无人驾驶飞行器中的无线通信领域，尤其涉及一种信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法。
背景技术
无人驾驶飞行器(以下简称UAV)，通常称为无人驾驶飞机或“无人机”，是在机上没有人类飞行员的情况下飞行的飞机。一些UAV可以由操作人员通过基于地面的控制系统(例如遥控台)实时控制、操作或驾驶。一些UAV可以由操作人员通过基于地面的监控系统实时监督，但不是驾驶。还有一些UAV能够在飞行中自主控制，并包括允许UAV在没有操作人员的帮助下实时导航的导航仪表和控制电路。
无论飞行UAV所需的操作人员控制的程度如何，都希望UAV能够实时地与其基于地面的控制系统进行通信。例如，来自机载摄像机的视频图像可以通过无线通信信道从UAV传输到地面上的具有个人视频显示器的接收设备(例如，遥控台或智能手机)。
通常通过使用波束形成机制来传输控制消息、视频数据或其他信息。波束形成是一种使用多个天线或定位传感器实现定向传输或接收的技术。定向传输可以增强接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。传输波束形成通过调整经由多个天线传输的信号的相位和/或振幅来实现定向传输。接收波束形成可以通过调整经由多个天线接收的信号的相位和/或振幅来实现定向接收。
对于UAV设备与其遥控设备之间的实时无线通信，现有的波束形成方案依靠信道表征来提高传输性能。在一些使用WiFi通信的系统中，一个设备可以通过信道探测和信道反馈来表征信道。在一些使用LTE通信的系统中，传输波束形成基于波束表(beambook)训练(或扇区训练)或波束表索引反馈(或扇区索引反馈)，其中传输设备将不同波束扇区中的训练信号发送给接收设备，以识别最佳波束形成矢量。类似地，接收波束形成通常依赖于来自接收到的训练信号的估计信道或预训练扇区。训练信号可以插入到前导码或数据包的有效载荷中。
关于UAV与其遥控站(STA)之间的无线通信，基于信道表征的传输波束形成面临着诸多挑战。在操作过程中，UAV的定位和地理位置通常非常频繁地发生变化，因此与遥控系统的通信信道变化很快，如在数据包之间。因此，信道或扇区对先前数据包的反馈以及相关的信道表征结果(例如，通过信道探测和信道反馈或波束表(扇区)训练获得的结果)很快就过时了。纠正这个问题的一种可能的方式是进行频繁的信道探测或波束表训练，以获得对快速变化的信道的表征。然而，频繁的信道反馈和波束表训练会增加大量的通信开销，这会导致频谱效率和数据传输吞吐量的降低。此外，信道探测和波束表训练都需要专门设计的协议，这会不期望地导致设计复杂性和制造成本的增加。
类似地，在接收设备处，由于信道的快速变化，基于预训练扇区的接收波束形成在信道估计中也存在困难。基于使用插入的训练信号进行信道估计的接收波束形成不能用来提高数据包检测和同步的性能，因为在这些阶段，信道估计还不可用。对于基于数据包的通信，如果接收波束形成不能应用于信道预估计部分，则由于链路预算受到信道预估计部分的限制，接收波束形成的益处受到限制。
发明内容
本发明实施方式提供的信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，所述信息处理终端包括：
处理器；
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；
与天线阵列耦合的收发器；
与所述收发器耦合的波束形成器；
全球定位系统；以及
旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。
本发明中的信息处理终端利用波束形成，实现定向传输或接收，增强了接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。
进一步地，所述旋转方位信息对应于所述天线阵列的旋转方位，所述天线阵列相对于所述信息处理终端保持静止。
进一步地，所述天线阵列包括在二维上物理布置的天线。
进一步地，所述旋转方位信息由所述信息处理终端的俯仰、滚转和偏航旋转的组合参数进行调整。
本发明提供一种信息处理终端之间的无线通信方法，用于如上任一实施方式所述的信息处理终端，所述无线通信方法包括如下步骤：
访问信息处理终端的第一地理位置信息和旋转方位信息，所述第一地理位置信息由所述全球定位系统产生，所述旋转方位信息由所述旋转传感器产生；
在所述信息处理终端处，接收从第一无线通信信道传输的接收设备的第二地理位置信息；
在所述信息处理终端处，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息以及进一步基于所述信息处理终端的所述旋转方位信息确定波束形成方向；
在所述信息处理终端的天线阵列上以所述波束形成方向形成波束，由所述第一无线通信信道将消息从所述信息处理终端传输到所述接收设备。
进一步地，还包括：
在所述信息处理终端处，在确定所述波束形成方向之前，校准所述天线阵列以补偿所述天线阵列的相位偏移。
进一步地，校准响应所述信息处理终端的通电事件而进行。
进一步地，确定所述波束形成方向的步骤包括：
确定由第一地理位置信息和第二地理位置信息限定的空间方向；
将空间方向与所述旋转方位信息结合以确定所述波束形成方向。
进一步地，还包括校准所述天线阵列以生成一组波束形成矢量，其中每个波束形成矢量对应于所述信息处理终端的旋转方位，所述天线阵列上的波束形成包括从一组波束形成矢量中选择波束形成矢量。
进一步地，还包括：
从与所述信息处理终端不同的其他无线站接收所述第一地理位置信息。
进一步地，所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息是全球定位系统信息。
本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是通过使用基于地理位置的波束形成在无人驾驶飞行器和控制站中传输信息的示例性过程的流程图；
图2是传输设备中的天线阵列旋转导致的波束形成方向的变化的示意图；
图3是无人驾驶飞行器和控制站基于地理位置的波束形成的示例性传输的示意图；
图4是在示例性二维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系的示意图；
图5是在示例性三维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系的示意图；
图6说明了根据本公开的一个实施例能够基于自身及其遥控控制站的地理位置进行波束形成的示例性无人驾驶飞行器设备的结构示意图。
具体实施方式
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1-图6，本发明实施方式提供的信息处理终端，信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，信息处理终端包括：
处理器；
与处理器耦合的存储器，存储器存储有指令；
与天线阵列耦合的收发器；
与收发器耦合的波束形成器；
全球定位系统；以及旋转传感器，旋转传感器用于感测信息处理终端的旋转方位信息。
本发明中的信息处理终端利用波束形成，实现定向传输或接收，增强了接收到的信号的功率，并因此提供高信噪比。
进一步地，旋转方位信息对应于天线阵列的旋转方位，天线阵列相对于信息处理终端保持静止。
进一步地，天线阵列包括在二维上物理布置的天线。
进一步地，旋转方位信息由信息处理终端的俯仰、滚转和偏航旋转的组合参数进行调整。
本发明提供一种信息处理终端之间的无线通信方法，用于如上任一实施方式的信息处理终端，无线通信方法包括如下步骤：
访问信息处理终端的第一地理位置信息和旋转方位信息，第一地理位置信息由全球定位系统产生，旋转方位信息由旋转传感器产生；
在信息处理终端处，接收从第一无线通信信道传输的接收设备的第二地理位置信息；
在信息处理终端处，基于第一地理位置信息和第二地理位置信息以及进一步基于信息处理终端的旋转方位信息确定波束形成方向；
在信息处理终端的天线阵列上以波束形成方向形成波束，由第一无线通信信道将消息从信息处理终端传输到接收设备。
进一步地，还包括：
在信息处理终端处，在确定波束形成方向之前，校准天线阵列以补偿天线阵列的相位偏移。
进一步地，校准响应信息处理终端的通电事件而进行。
进一步地，确定波束形成方向的步骤包括：
确定由第一地理位置信息和第二地理位置信息限定的空间方向；
将空间方向与旋转方位信息结合以确定波束形成方向。
进一步地，还包括校准天线阵列以生成一组波束形成矢量，其中每个波束形成矢量对应于信息处理终端的旋转方位，天线阵列上的波束形成包括从一组波束形成矢量中选择波束形成矢量。
进一步地，还包括：
从与信息处理终端不同的其他无线站接收第一地理位置信息。
进一步地，第一地理位置信息和第二地理位置信息是全球定位系统信息。
本发明实施方式中，信息处理终端指的是无人驾驶飞行器和控制站。无人驾驶飞行器和控制站充当传输设备和接收设备。以下以无人驾驶飞行器和控制站为例，对本发明进行详细说明。
需要注意的是，本实施方式中的全球定位系统以GPS为例，但实际操作中并不局限于GPS，还包括北斗、格洛纳斯、伽利略等，在此不作限制。
无人驾驶飞行器和控制站配备有天线阵列，当传输设备旋转或以其他方式移动时，天线阵列相对于传输设备的主体框架保持固定位置。传输设备首先执行波束表(或扇区)校准，以补偿随机相位误差。校准确保在操作过程中，波束表能够准确地提供预期的波束形成方向。该校准可以在无人驾驶飞行器不移动、每当传输设备通电时执行。当无人驾驶飞行器处于运动中并与控制站遥控通信时，传输设备通过利用其自身的地理位置信息(例如，第一GPS信息)、其旋转方位信息(例如，俯仰、滚转和偏航值)和接收设备的地理位置(例如，第二GPS信息)来确定波束形成方向。然后，传输设备选择对应于所确定的波束形成方向的波束形成矢量，以将消息传输给接收设备。例如，信息可以是无人驾驶飞行器在飞行过程中捕捉和传输的视频数据，也可以是遥控控制站(以下简称STA)向无人驾驶飞行器传输的控制信息。
根据本公开的实施例，基于地理位置信息和旋转方位信息来确定波束形成方向，这些信息可以由传输设备中所含的部件(例如内置的GPS接收器和旋转传感器)生成。这就不需要像传统方法那样使用波束表训练或接收器训练信号来表征信道。此外，地理位置信息和旋转信息不受信道条件的影响，并且可以随着无人驾驶飞行器(以下简称UAV)运动快速实时更新到传输设备。与传统的采用信道探测和信道反馈的方法相比，基于地理位置的波束形成大大缩短了时间，并增强了传输或接收性能。
本公开的实施例提供了一种在系统中的无线通信系统和方法。在操作过程中，利用UAV及其遥控STA(如，基于地面的控制台)的地理位置以及传输设备的旋转方位来确定波束形成方向。然后，传输设备上的波束形成器在天线阵列上形成波束，使得可以将数据或其他信息以波束形成方向传输到接收设备。
图1是描述根据本公开的一个实施例通过使用基于地理位置的波束形成在UAV-遥控系统中传输信息的示例性过程100的流程图。过程100可由传输设备例如UAV或遥控STA执行。在101处，传输设备对其天线阵列执行波束形成校准，以检测随机相位误差并相应地进行补偿。随机相位误差可归因于一系列因素，诸如耦合、硬件老化、时钟漂移和环境影响。这些随机误差可能对系统的波束形成性能产生不利影响。例如，可以在每当传输设备通电时执行校准。本公开不限于用于天线校准的任何特定过程、机制、算法或技术。校准确保对随机相位误差得到适当补偿，以使得每个波束表(或通过波束形成所确定的阵列中天线的相位和波束方向的组合)在传输过程中能够准确地瞄准预期的波束方向。
在本文详细描述的实施例中，阵列中的天线可以按一维或二维布置，并且相对于传输设备的主体框架具有固定的位置和定位。因此，天线相对于传输设备保持静止，与传输设备的运动无关，例如，由操作员或UAV在空中运动引起的遥控运动。此外，这些天线是适用于非视距(MU-MIMO)MU-MIMO通信的全向天线。然而，应当了解，在不偏离本公开的范围的情况下，任何类型的天线均可用于基于地理位置的波束形成。
在102处，访问传输设备的地理位置(例如，GPS卫星信息)和旋转方位信息。例如，遥控STA与UAV都具有内置的GPS接收器和一组旋转传感器。在一些实施例中，GPS卫星信息由内置在传输设备中的GPS接收器提供。在一些其他实施例中，地理位置信息由第三站提供，不使用UAV与遥控STA之间的通信信道，因而无需对UAV与遥控STA之间的信道进行训练和表征。
旋转方位信息(包括与波束形成方向性相关的定位和取向)可以由一组内置在传输设备中的旋转传感器提供，例如加速度计、陀螺仪、倾斜传感器等。在一些实施例中，旋转方位可由滚转角、偏航角和倾斜角中的一个或多个限定。然而，任何其他合适的坐标系和数值均可用于表征传输设备的旋转方位。
在103处，传输设备接收接收设备的地理位置信息。类似地，该地理位置由接收设备或第三站中携带的GPS接收器提供，而不使用UAV与遥控STA之间的通信信道。
在104处，波束形成方向是基于传输设备和接收设备的地理位置以及传输设备的旋转方位来确定的。更具体地讲，传输设备与接收设备之间的空间方向是基于它们的当前地理位置来确定的。空间方向与传输设备的旋转方位尤其是天线阵列的旋转方位相结合，以确定波束形成方向，如参考图2至图5更详细地描述的那样。
在105处，给定确定的波束形成方向，选择波束形成矢量，该波束形成矢量指定阵列中天线的相应相位和/或波束方向，以实现波束形成方向。在106处，波束形成器根据波束形成矢量设置天线的相位和振幅，并通过天线阵列向接收设备传输信息。该信息可以是UAV在飞行过程中捕捉的视频数据、从遥控STA向UAV传输的控制命令或指令、或任何其他类型的信息。
图2说明了根据本公开的一个实施例的示例性传输设备中的天线阵列旋转导致的波束形成方向的变化。如上所述，对天线阵列进行校准，使得波束表中的每个波束相对于传输设备的主体框架具有固定的方向。给定波束形成方向，波束形成器201根据波束形成矢量设置天线的相位或波束方向。波束形成方向取决于传输设备的旋转方位以及两个设备之间的相对位置。
例如，在图210中，接收设备(未示出)位于沿波束3传输方向的一定距离内。对于该波束形成方向，从天线阵列202发射的5个波束(或信号波)被设置为相应的传输方向和相位，并且波束的叠加产生指向接收设备的波束形成方向。特别是，例如，波束3垂直于天线阵列的平面，而波束2指向与该平面成120度角的方向。
图220示出接收设备从直立向右(或从北向东)移动，并且传输设备相应地旋转，使得接收设备仍位于沿波束3传输方向的一定距离内。也就是说，天线阵列相对于接收设备的定位不变。因此，可以使用与图中情形相同的波束矢量。如上所述，波束形成矢量结合了因校准过程产生的随机误差补偿。
在本文详细描述的实施例中，接收设备的旋转方位在确定波束形成方向时不作为考虑因素。然而，本公开并不限于此。在一些其他实施例中，接收设备的旋转方位也被纳入以确定传输波束形成方向。
图3说明了根据本公开的一个实施例被配置用于UAV操作和控制系统中基于地理位置的波束形成的示例性传输中的相关信息和部件。为了确定波束形成方向，波束形成器301利用传输设备和接收设备的GPS信息以及传输设备的天线阵302的旋转方位。传输设备具有内置的GPS接收器303，该GPS接收器可以生成其自身的当前地理位置信息。它还具有一个或多个旋转方位传感器304，该传感器可以生成天线阵列301的旋转方位信息，例如滚转角、偏航角和/或倾斜角。发射器可以提取地理位置，例如，以Ptx(x,y,z)的形式表示的地理位置。天线阵列的定位可以表示为相对于参考取向的阵列旋转角θan，在传输设备是UAV的情况下，它也可以是UAV的旋转角。例如，参考方向是向东的。
此外，接收设备的当前地理位置305被传输到传输设备并提供给波束形成器，例如，从接收设备中的GPS。发射器可以提取地理位置，例如，以Prx(x,y,z)的形式表示的地理位置。然后，波束形成器处理两个设备的GPS信息和传输设备的旋转方位信息，以确定波束形成方向。
图4说明了根据本公开的一个实施例在示例性二维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系。在该示例中，传输设备和接收设备位于相同或相似的海拔上。为了波束形成的目的，可以忽略它们的高度差。波束形成可以在二维上进行。给定它们的地理位置Ptx(x,y,z)和Prx(x,y,z)以及天线阵列的旋转角θan，两个设备之间的空间方向可以从参考方向例如向东(如图所示沿着x轴)计算并表示为di。波束形成方向可如下计算
θbf＝θan-θdi (方程1)
在一些实施例中，所用的所有角度都在[-π,π]的范围内，并且相对于参考取向。基于θbf，选择与θbf对应的经校准的波束形成矢量。波束形成矢量包括天线阵列中的天线的一组相位和振幅，以实现波束形成方向。例如，每个波束因子由波束索引、波束索引的开关信息和相位信息中的至少一个构成。
在一些其他示例中，波束表是三维的，并且考虑传输设备与接收设备之间的海拔差。图5说明了根据本公开的一个实施例在示例性三维波束形成过程中使用的设备地理位置与所需波束形成方向之间的关系。如图所示，传输设备与接收设备之间的空间方向意味着高度差。倾角
Figure BDA0002068525140000111
可基于Ptx(x,y,z)和Prx(x,y,z)计算。在一些实施例中，可以通过使用距离L和高度H来近似计算该角度，表示为
Figure BDA0002068525140000112
然后，从最接近角度
Figure BDA0002068525140000113
的校准波束表中选择波束形成矢量。
然而，应了解，在不偏离本公开的范围的情况下，可以使用各种数学关系、算法或计算过程而基于地理位置信息和天线旋转方位信息来确定波束形成方向。此外，应了解，可参照传输设备波束形成，以如上所述的类似方式在接收设备处实现基于地理位置的波束形成。
图6说明了根据本公开的一个实施例能够基于自身及其遥控STA的地理位置进行波束形成的示例性UAV设备600的部件。UAV可被配置成由操作人员通过基于地面的控制系统(例如遥控台)实时控制、操作或驾驶。在一些其他实施例中，UAV可以由操作人员通过基于地面的监控系统实时监督，但不是驾驶。在其他一些实施例中，UAV能够在飞行中自主控制，并包括允许UAV在没有操作人员的帮助下实时导航的导航仪表和控制电路。
UAV可被设计用于各种应用。例如，UAV用于目标和诱饵应用，并提供针对模拟敌机或导弹的目标的地面和空中射击。它可用于提供战场情报，为高风险任务提供攻击能力，以及运送货物。它可用于农业、航空摄影、数据采集任务。
UAV 600包括与各种其他部件通信耦合的中央控制器601，这些部件包括RF收发器603、与一个或多个马达605耦合的马达驱动器604、一组旋转方位传感器606、摄像机驱动器608、GPS接收器609、电源/充电单元610和波束形成器611。UAV 600包括一系列在本领域内众所周知的其他硬件和软件组件。
UAV 600配备有摄像机607，它可以在飞行过程中捕捉图像和/或视频，并通过无线通信通道将该图像或视频数据传输给遥控台，例如实时传输。任何合适的无线通信机制或协议都可以用于UAV与遥控STA之间的无线通信。中央控制器包括基于地理位置的波束形成逻辑612，它被配置成处理UAV和遥控STA的GPS信息以及UAV的旋转方位信息，从而确定波束形成方向。一旦确定了波束形成方向，就可以使用如参考图1至图5更详细描述的波束形成通过天线传输视频/图像数据.基于地理位置的波束形成逻辑612可以通过使用硬件逻辑、软件逻辑或其组合来实现。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.信息处理终端，所述信息处理终端包括无人驾驶飞行器和控制站，其特征在于，所述信息处理终端包括：
处理器；
与所述处理器耦合的存储器，所述存储器存储有指令；
与天线阵列耦合的收发器；
与所述收发器耦合的波束形成器；
全球定位系统；以及
旋转传感器，所述旋转传感器用于感测所述信息处理终端的旋转方位信息。
2.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述旋转方位信息对应于所述天线阵列的旋转方位，所述天线阵列相对于所述信息处理终端保持静止。
3.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述天线阵列包括在二维上物理布置的天线。
4.根据权利要求1所述的信息处理终端，其特征在于，所述旋转方位信息由所述信息处理终端的俯仰、滚转和偏航旋转的组合参数进行调整。
5.信息处理终端之间的无线通信方法，用于如权利要求1-4任一项所述的信息处理终端，其特征在于，所述无线通信方法包括如下步骤：
访问信息处理终端的第一地理位置信息和旋转方位信息，所述第一地理位置信息由所述全球定位系统产生，所述旋转方位信息由所述旋转传感器产生；
在所述信息处理终端处，接收从第一无线通信信道传输的接收设备的第二地理位置信息；
在所述信息处理终端处，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息以及进一步基于所述信息处理终端的所述旋转方位信息确定波束形成方向；
在所述信息处理终端的天线阵列上以所述波束形成方向形成波束，由所述第一无线通信信道将消息从所述信息处理终端传输到所述接收设备。
6.根据权利要求5所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，还包括：
在所述信息处理终端处，在确定所述波束形成方向之前，校准所述天线阵列以补偿所述天线阵列的相位偏移。
7.根据权利要求6所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，校准响应所述信息处理终端的通电事件而进行。
8.根据权利要求5所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，确定所述波束形成方向的步骤包括：
确定由第一地理位置信息和第二地理位置信息限定的空间方向；
将空间方向与所述旋转方位信息结合以确定所述波束形成方向。
9.根据权利要求5所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，还包括校准所述天线阵列以生成一组波束形成矢量，其中每个波束形成矢量对应于所述信息处理终端的旋转方位，所述天线阵列上的波束形成包括从一组波束形成矢量中选择波束形成矢量。
10.根据权利要求5所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，还包括：
从与所述信息处理终端不同的其他无线站接收所述第一地理位置信息。
11.根据权利要求5所述的信息处理终端之间的无线通信方法，其特征在于，所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息是全球定位系统信息。
CN201910429501.4A 2019-05-22 2019-05-22 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法 Pending CN111988079A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910429501.4A CN111988079A (zh) 2019-05-22 2019-05-22 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910429501.4A CN111988079A (zh) 2019-05-22 2019-05-22 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111988079A true CN111988079A (zh) 2020-11-24

Family

ID=73436102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910429501.4A Pending CN111988079A (zh) 2019-05-22 2019-05-22 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111988079A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112486195A (zh) * 2020-11-27 2021-03-12 远传融创(杭州)科技有限公司 一种无人机无线通信链路资源动态调整方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1554136A (zh) * 2001-07-10 2004-12-08 高通股份有限公司 自动确定和校准定向天线方位角和仰角方向的系统和方法
US20160112116A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Ubiqomm Llc Unmanned aerial vehicle (uav) beam forming and pointing toward ground coverage area cells for broadband access
CN108037523A (zh) * 2017-10-26 2018-05-15 北京航空航天大学 一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法
CN109743093A (zh) * 2018-12-26 2019-05-10 北京邮电大学 一种无人机毫米波通信波束追踪方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1554136A (zh) * 2001-07-10 2004-12-08 高通股份有限公司 自动确定和校准定向天线方位角和仰角方向的系统和方法
US20160112116A1 (en) * 2014-10-16 2016-04-21 Ubiqomm Llc Unmanned aerial vehicle (uav) beam forming and pointing toward ground coverage area cells for broadband access
CN108037523A (zh) * 2017-10-26 2018-05-15 北京航空航天大学 一种应用于无人机的电子辅助波束对准方法
CN109743093A (zh) * 2018-12-26 2019-05-10 北京邮电大学 一种无人机毫米波通信波束追踪方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘天雄: "《卫星导航系统概论》", 31 December 2018, 中国宇航出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112486195A (zh) * 2020-11-27 2021-03-12 远传融创(杭州)科技有限公司 一种无人机无线通信链路资源动态调整方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11962375B2 (en) Geolocation-based beamforming for drone communication
EP3485585B1 (en) Dynamic beam steering for unmanned aerial vehicles
US9952307B2 (en) Adaptive antenna tracking of moving transmitters and receivers
CN108475076B (zh) 天线对准方法和地面控制端
US9590298B1 (en) Orientation of directional antennas
EP2131443B1 (en) Steerable directional antenna system for autonomous air vehicle communication
US20160088498A1 (en) Unmanned aerial vehicle for antenna radiation characterization
WO2021096812A1 (en) Yaw drift compensation for pointing an antenna
US20210382184A1 (en) Methods and system for controlling a movable object
US20190341694A1 (en) Two-dimensional antenna system and method and device for positioning a target
EP3346618A1 (en) Adaptive communication mode switching
US20150116155A1 (en) Methods and systems for self-aligning high data rate communication networks
EP3295519A1 (en) Ground terminal and gateway beam pointing toward an unmanned aerial vehicle (uav) for network access
CN107241699B (zh) 一种天线方向调整的方法及装置
JP2012112738A (ja) 追尾装置及び追尾方法
JP2016171458A (ja) 追尾アンテナシステムおよび追尾アンテナ装置
US10790579B2 (en) Adjustable antenna system for unmanned aerial vehicle
JP2019121967A (ja) 追尾アンテナ、飛翔体、追尾アンテナ装置
JP6755481B2 (ja) 追尾アンテナシステム、飛翔体および追尾アンテナ装置
IL263189B2 (en) Flexible antenna array and methods for its operation
KR20230108236A (ko) 드론 기반 주파수 변조 연속파형 합성 개구면 레이다 영상 장치 및 그 방법
US20220214704A1 (en) Unmanned aerial vehicle control method and unmanned aerial vehicle
CN111988079A (zh) 信息处理终端和信息处理终端之间的无线通信方法
US20240356598A1 (en) Geolocation-based beamforming for drone communication
US12028134B2 (en) Selecting antenna patterns on unmanned aerial vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201124

RJ01 Rejection of invention patent application after publication