一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，收发两端都采用阵列天线，同时数字信号部分应用自适应阵列处理方法，发送端设置空域搜索范围，划分扫描方向，利用波束形成算法，发端依次在各扫描方向形成电子波束并发送探测信号，接收端收到探测信号后利用波达方向估计算法计算出发端方向并发送回应信号，发端收到回应信号后完成收发双方的握手确认，实现散射通信收发两端的快速初始建链以及移动场合下天线波束的自动跟踪对准。本发明具有无需借助辅助天线或者其它通信手段，准确高效，自动化程度高，操作方便等优点。特别适用于散射通信的快速建立链路，以及车载、舰载动中通环境下天线波束的实时对准。
【专利说明】一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线通信领域中一种用于动中通散射通信的天线波束的自动跟踪对准方法，特别适用于散射通信链路的快速建立，以及移动过程中收发双方天线波束的实时对准。
【背景技术】
[0002]目前，散射通信设备大多采用极窄波束的抛物面天线，且天线波束固定，在建立通信链路时，只能依靠人工或者机械旋转的方式进行收发天线波束的对准，操作不便，精度不高，而且耗费时间，实时性不足，只能适用于“静中通”或者“停即通”的使用模式，限制了散射通信的应用场合；通过增加宽波束的辅助天线进行波束对准的方法，同样是固定波束，依靠机械伺服装置进行波束在空间的扫描，智能化、自动化程度不高，而且宽波束天线会降低散射通信的抗干扰和抗侦收性能。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于避免上述【背景技术】中的不足之处而提供的一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，无需借助辅助天线或者其它通信手段，依靠自适应波束形成技术，形成电子波束在空间扫描和跟踪，完成散射通信的自动快速建链，以及动中通环境中通信波束的实时对准功 能。本发明具有准确高效，自动化程度高，操作方便等优点，解决了人工或者机械旋转方式进行天线对准操作困难、实时性差的问题。
[0004]本发明的目的是这样实现的:
[0005]一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，具体包括以下步骤:
[0006](I)设定搜索范围和扫描方向:发送端和接收端进行加电自检，在发送端设定搜索范围和搜索步长，得到扫描方向2，...，!!，η是大于I的自然数，并将一个扫描方向输出给自适应阵列处理单元；
[0007](2)生成最优阵列加权值:自适应阵列处理单元根据扫描方向通过自适应算法计算得出最优的阵列复数加权值Wtjpt，并将最优的阵列复数加权值输送给数字波束形成单元;
[0008](3)数字信号处理:数字波束形成单元根据收到的最优阵列加权值对调制解调单元输出的各支路数字信号进行复数加权，调整各支路数字信号的幅度和相位；
[0009](4)形成扫描波束:调整后的各路数字信号经由D/A变换单元转化为模拟信号，经过混频单元完成上变频，上变频后的信号输出至射频单元进行射频通道的幅相一致性校正，校正后的射频信号由阵列天线发送出去，在设定的扫描方向形成扫描波束；
[0010](5)发送端发送探测信号:发送端通过扫描波束在设定的扫描方向发送探测信号，并驻留一段时间，驻留时间长短通过协议设定，在驻留时间内发送端如果收到接收端的回应信号，则转入步骤(6)，否则发送端将下一个扫描方向输送至自适应阵列处理单元，并转到步骤(2)；[0011](6)收发波束对准:发送端依靠自适应波束形成算法在接收端方向形成天线波束，收发双方互发确认信号进行握手后，完成收发天线波束的对准。
[0012]其中，步骤(5)中所述的回应信号是由接收端收到探测信号后，依靠波达方向估计方法，得到发送端的准确方向，然后利用波束形成方法得到的。
[0013]其中，发送端和接收端均采用阵列天线。
[0014]其中，步骤(2)中所述的最优波束形成权值W_计算方法如下式所示:
【权利要求】
1.一种一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，其特征在于具体包括以下步骤: (1)设定搜索范围和扫描方向:发送端和接收端进行加电自检，在发送端设定搜索范围和搜索步长，得到扫描方向θ”?=1，2，...，!!，η是大于I的自然数，并将一个扫描方向输出给自适应阵列处理单元； (2)生成最优阵列加权值:自适应阵列处理单元根据扫描方向通过自适应算法计算得出最优的阵列复数加权值W。-，并将最优的阵列复数加权值输送给数字波束形成单元； (3)数字信号处理:数字波束形成单元根据收到的最优阵列加权值对调制解调单元输出的各支路数字信号进行复数加权，调整各支路数字信号的幅度和相位； (4)形成扫描波束:调整后的各路数字信号经由D/A变换单元转化为模拟信号，经过混频单元完成上变频，上变频后的信号输出至射频单元进行射频通道的幅相一致性校正，校正后的射频信号由阵列天线发送出去，在设定的扫描方向形成扫描波束； (5)发送端发送探测信号:发送端通过扫描波束在设定的扫描方向发送探测信号，并驻留一段时间，驻留时间长短通过协议设定，在驻留时间内发送端如果收到接收端的回应信号，则转入步骤(6)，否则发送端将下一个扫描方向输送至自适应阵列处理单元，并转到步骤(2)； (6)收发波束对准:发送端依靠自适应波束形成算法在接收端方向形成天线波束，收发双方互发确认信号进行握手后，完成收发天线波束的对准。
2.根据权利要求1所述的一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，其特征在于:步骤(5)中所述的回应信号是由接收端收到探测信号后，依靠波达方向估计方法，得到发送端的准确方向，然后利用波束形成方法得到的。
3.根据权利要求1所述的一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，其特征在于:发送端和接收端均采用阵列天线。
4.根据权利要求1所述的一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，其特征在于:步骤(2)中所述的最优波束形成权值W_计算方法如下式所示:
5.根据权利要求2所述的一种用于动中通散射通信的自适应波束形成方法，其特征在于:所述的波达方向估计方法的计算方法如下式所示:.fI^
【文档编号】H04W76/02GK103618567SQ201310697896
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】李弋鹏 申请人:中国电子科技集团公司第五十四研究所