专利名称：基于双层圆形天线阵的60GHz波束赋形方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及基于双层圆形天线阵的60GHz波束赋形方法和系统。
背景技术：
2003年，IEEE发布新标准IEEE 802. 15. 3，“WPAN的无线媒体接入拉制(MAC)和物理层(PHY)规范”，该标准首次提出在短距离范围内实现吉比特速率传输的无线通信系统。为了在60GHz频段达到超过5Gbps的传输速率，2009年IEEE 802. 15. 3c标准对IEEE802. 15. 3标准做了进一步的补充改进说明，标准中对三种物理层模式进行了定义说明，并且定义了一种全新的波束赋形协议，其目的是增大系统的传输范围。60GHz毫米波短距离无线通信技术在频谱资源紧缺的今天突显出巨大潜力。60GHz毫米波带宽大，灵活性强，然而它面临的最大挑战是过高的路径损失。为了弥补损耗与衰减，波束赋形成为60GHz毫米波的一个重要研究领域。目前IEEE 802. 15. 3c标准中的波束赋形协议已经得到广泛应用，IEEE802. 15. 3c标准中波束赋形协议定义的码本有以下特点1.码本设计基于调相天线阵列，每一列是一个权重矢量，对应一个实际波束；2.仅采用相位调制，无幅度调制，减小了 60GHz射频段电子器件的功耗；3.码本设计的波束在360度平面范围内对称分布，目的是尽量减少不同频段下波束移动造成的增益损失；波束赋形包括两个部分码本设计和训练步骤，码本是指一系列提前定义好的固定的波束赋形矢量，码本矩阵的每一列是一个天线权重矢量，代表一个波束；训练步骤是指找出最佳波束的搜索过程。3c波束码本的表达式为
权利要求
1.基于双层圆形天线阵的60GHz波束赋形方法，其特征在于，所述双层圆形天线阵包括内圈天线阵和外圈天线阵，所述波束赋形方法包括码本设计和训练步骤，具体包括 51:根据圆形天线阵阵列因子表达式戽
2.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述步骤S3中得到最佳Sector对具体包括 S31:接收方保持最佳接收Quas1-omni不变,发送方将与所述最佳发送Quas1-omni形状相对应的发送Sector与所述最佳接收Quas1-omn1--配对进行数据传输，选择与最大SNR值对应的发送Sector为最佳发送Sector ； S32:发送方保持所述最佳发送Sector不变,接收方将与所述最佳接收Quas1-omni形状相对应的接收Sector与所述最佳发送Sector--配对进行数据传输，选择与最大SNR值对应的接收Sector为最佳接收Sector,所述最佳发送Sector与所述最佳接收Sector组成所述最佳Sector对。
3.如权利要求1所述的波束赋形方法，其特征在于，所述步骤S4中得到最佳Beam对具体包括`541:接收方保持所述最佳接收Sector不变，发送方关闭所述内圈天线阵，打开所述外圈天线阵，发送所述最佳发送Sector范围内数目为NumB的Beam并--配对，选择与最大SNR值相对应的发送Beam为最佳发送Beam,其中选取的发送Beam数目
4.基于双层圆形天线阵的60GHz波束赋形的系统，其特征在于，所述双层圆形天线阵包括内圈天线阵和外圈天线阵，所述系统具体包括 圆形天线阵列因子单元，根据圆形天线阵阵列因子表达式次的—I或
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述Sector码本设计单元具体包括 最佳发送Sector获取单元,接收方保持最佳接收Quas1-omni不变,发送方将与所述最佳发送Quas1-omni形状相对应的发送Sector与所述最佳接收Quas1-omn1--配对进行数据传输，选择与最大SNR值对应的发送Sector为最佳发送Sector ； 最佳接收Sector获取单元，发送方保持所述最佳发送Sector不变，接收方将与所述最佳接收Quas1-omni形状相对应的接收Sector与所述最佳发送Sector--配对进行数据传输，选择与最大SNR值对应的接收Sector为最佳接收Sector,所述最佳发送Sector与所述最佳接收Sector组成所述最佳Sector对。
6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述Beam码本设计单元具体包括 最佳发送Beam获取单元，接收方保持所述最佳接收Sector不变，发送方关闭所述内圈天线阵，打开所述外圈天线阵，发送所述最佳发送Sector范围内数目为Nuhib的Beam并--配对，选择与最大SNR值相对应的发送Beam为最佳发送Beam,其中
全文摘要
本发明公开了基于双层圆形天线阵的60GHz波束赋形方法和系统，波束赋形方法包括码本设计和训练步骤，通过进行Quasi-omni码本设计得到所有Quasi-omni模式，一一配对得到最佳Quasi-omni对；在最佳Quasi-omni对范围内进行Sector码本设计和相应的训练步骤得到最佳Sector对；在最佳Sector对范围内进行Sector码本设计和相应的训练步骤得到最佳Beam对，使得三种模式均产生对应的码本，在实现天线方向图中波束大小一致、分布均匀、指向明确的同时，达到短时间内搜索到准确度高、增益高、增益损耗小的天线波束的目的，且圆形天线阵码本关于相移错误的鲁棒性更强、系统更稳定。
文档编号H04B7/06GK103067065SQ20121055842
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者冯薇, 肖振宇, 苏厉, 金德鹏, 曾烈光 申请人:清华大学