接收端的信噪比SNR记录 表，当设备间开始通信时，不需要再进行收发波束训练，直接调用最优波束对加权矢量表中 设备互联最优波束对的加权向量就可以实现设备间的定向通信配对，带来了很大的方便 性，节省了通信设备切换过程中波束训练的时间，从而实现遇到阻挡后的无缝切换通信。
[0020] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更 加清楚。
【附图说明】
[0021] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0022] 图1是本发明所提出的基于切换波束成形的毫米波协作通信方法的一种实施例 流程图；
[0023] 图2是本发明所提出的基于切换波束成形的毫米波协作通信方法的网络模型；
[0024] 图3是本发明所提出的基于切换波束成形的毫米波协作通信方法的毫米波定向 传输协作模型。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026] 无线个域网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN)网络一般支持内部任意两 个设备（DEV)之间的相互通信。对于一般的WPAN网络，通常各设备间均采用全向天线，无 论发送设备位于接收设备的任意方位都可以进行接收。但毫米波系统一般进行定向通信， 若系统内各个设备信号发送方向始终指向一个方向，显然无法实现WPAN网络内各设备间 互联的需求。此时，阵列天线的切换波束成形技术也成为了构建毫米波-WPAN互联网络的 首选技术，它既可以实现各设备波束指向的随时变化，又可以利用产生的定向传输增益来 弥补毫米波巨大的路径损耗，同时这也为毫米波抗阻挡通信提供了一个解决方案。为了降 低设计的复杂度，本发明将采用基于切换波束成形实现基于WPAN网络内设备协作的抗阻 挡通信，下面以一个具体实施例进行详细说明。
[0027] 实施例一，本实施例提出了一种基于切换波束成形的毫米波协作通信方法，如图1 所示，包括以下步骤：
[0028] S1、建立一个网络内设备互联波束训练期，依次对网络内所有设备进行波束训练， 得出各设备两两相互通信时最优波束对，将各设备两两相互通信的最优波束对对应的各天 线加权矢量记录形成加权矢量表，同时利用选择好的设备两两相互通信时的最优波束对测 量每组互联设备组接收端的信噪比，建立互联设备接收端信噪比SNR记录表，所述信噪比 SNR记录表中记录有分别以各设备作为接收端，其他设备作为发射端时的信噪比；本步骤 通过建立各设备两两相互通信的最优波束对加权矢量表，以及建立互联设备接收端的信噪 比SNR记录表，当设备间开始通信时，不需要再进行收发波束训练，直接调用最优波束对加 权矢量表中两设备最优波束对的加权矢量就可以实现设备间的定向通信配对，带来了很大 的方便性，节省了通信设备两两配对切换过程中波束训练的时间，通过预先建立的信噪比 SNR记录表在选择最优协作节点过程中，避免了当链路遇到阻挡时要先经过复杂探测找到 各协作节点最优波束对这一过程，有效的缩短了链路阻挡后波束切换的时间，提高了链路 阻挡后的通信效率。
[0029] S2、发送设备S与接收设备D双方相互通信时，当二者间无阻挡时从所述加权矢量 表中查找出两者通信时的最优波束对加权矢量，并以该最优波束对加权矢量调整阵列天线 方向，建立发送设备S与接收设备D之间的直传链路进行通信；
[0030] S3、定时检测当前直传链路是否发生阻挡，当发生阻挡时，启动链路切换步骤，查 找出网络内当前时隙没有分配发送或者接收任务的所有空闲设备札，R2?Rn，从信噪比SNR 记录表中分别读出以各空闲设备作为协作的第一跳链路的信噪比SNRs_KJP第二跳链路的 信噪比SNRKi_D，其中，所述第一跳链路为发送设备S与协作设备Rji= 1，2…n)之间的通 信链路，所述第二跳链路为协作设备氏与接收设备D之间的通信链路，比较出第一跳链路 的信噪比SNRs_KJP第二跳链路的信噪比SNRKi_D中的较小值min(SNRs_Ki，SNRKi_D)作为协作 设备氏协作时整个两跳协作链路的的协作信噪比SNRs_Ki_D，比较出各个SNRs_Ki_D(i= 1，2… n)中的最大值，并以该最大协作信噪比所对应的协作设备作为最佳协作设备；本步骤通过 判断直传传输链路是否阻挡，采用网络内空闲设备的协作实现将S-D间的传输链路替换为 S-R-D的两跳传输链路传输，确保了数据传输的连续性。
[0031] S4、从所述加权矢量表中分别查找出发送设备S与最佳协作设备R之间的最优波 束对加权矢量以及最佳协作设备R与接收设备D之间的最优波束对加权矢量，分别调整相 应收发设备与协作设备的波束指向进行通信。。
[0032] 采用其他设备协作虽然有可能会使系统的性能得到提升，但由于采用协作需要协 作设备消耗额外的功耗，所以当直传路径阻挡消除时，还是尽量保证采用直传链路通信。在 本实施例中，所述步骤S4之后，还包括定时检测发送设备S与接收设备D之间的直传链路 阻挡是否恢复的步骤，若已恢复，则重新调整发送设备S与接收设备D的阵列天线方向，将 传输链路切换至建立发送设备S与接收设备D之间的直传链路进行通信。由于已设定收发 设备定时（例如每隔一个传输帧）对直传路径是否阻挡进行检测，因此当检测到直传路径 已恢复时，重新调整收发节点波束指向，实现发送节点S接收节点D相互指向，利用直传路 径通信。
[0033] 由于经过协作设备的链路也存在被障碍物阻挡的可能，此时信噪比SNR记录表在 阻挡的情况下表征的设备通信信噪比值可能也会受影响而发生改变，为解决这一问题设定 最佳协作设备选择中的信噪比再测试过程，所述步骤S4中，还包括定时检测当前协作传输 链路是否发生阻挡的步骤，发送设备S发送探测信号，测试SNRs_Ki_D(i= 1，2…n)中SNR最 大值所对应的协作设备进行协作通信时的链路信噪比，如若大于预先设定的阈值SNRTh，则 可以选定该协作设备为最佳协作设备，否则选取SNRs_Ki_D(i= 1，2…n)中的SNR第二大值 所对应的协作设备，测试以该协作设备协作通信的链路信噪比是否大于SNRTh，判断是否将 其作为最佳协作设备，依次类推，直到找到信噪比大于SNRTh的链路，作为最优协作链路。
[0034] 作为一个优选实施例，所述步骤S1中，对网络内所有设备进行波束训练的方法 为：
[0035] 如图2所示，网络中共具有N个设备，分别为DEV1、DEV2、DEV3、…DEVN，各个设 备均配备M阵元的天线阵列，用以实现波束指向可控的切换波束，每两个设备间波束训练 时，各个设备的阵列天线中每根天线都施加一定的加权矢量（包括幅度与相位），使波束 主瓣指向加权矢量对应的期望方向，记录当前波束对对应的接收功率或信噪比并记录，依 次切换波束码本中对应的各个阵列天线波束指向，重复记录各个波束指向对应的接