海上无线SDMA接入的波束指向切换技术研究  

Research on Beam-Pointing Switching Technology for Maritime Wireless SDMAAccess

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作  者:何豆 孙恩昌[1,2] 杨睿哲 张一[3] HE Dou;SUN Enchang;YANG Ruizhe;ZHANG Yi(School of Information Science and Technology,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;Beijing Dublin International College Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;China Xingwang Network Application Co.,Ltd.,Chongqing 401123,China)

机构地区:[1]北京工业大学信息科学技术学院,北京100124 [2]北京工业大学北京-都柏林国际学院,北京100124 [3]中国星网网络应用有限公司,重庆401123

出  处:《移动通信》2024年第9期160-165,共6页Mobile Communications

基  金:国家自然科学基金“边缘智能协同共享驱动的绿色工业互联网关键技术和方法研究”,“边缘智能协同共享驱动的绿色工业互联网关键技术和方法研究”(62371012,62371014)。

摘  要:针对海上用户稀疏且呈现独立动态小型局域网分布特点的通信场景,提出了一种基于相控阵天线的海上无线通信系统,其反向链路基于中心站相控阵天线单个点波束动态波束指向切换实现小站在特定空间方向的波束覆盖,从而实现SDMA接入,具有覆盖范围广、组网灵活等特点,适合于海上动态稀疏的通信场景。主要研究了实现SDMA接入的波束指向切换技术,提出了基于位置信息和时隙分配的波束指向切换方法,该方法根据中心站和小站的实时位置信息解算出波束指向信息并在每个时隙的起始时刻调整波束指向。基于系统级现场可编程门阵列芯片实现了该方法,并通过测试证明了基于位置信息可实现点波束指向对准,且所提方法可在1μs内完成波束指向切换并实现多路高速业务同时回传。In maritime communication scenarios characterized by sparse and dynamically independent small local area networks,this paper proposes a maritime wireless communication system based on phased array antennas.The system employs dynamic beam pointing for single spot beams from a central phased array antenna to provide beam coverage for small stations in specific spatial directions,enabling space division multiple access(SDMA).This approach offers broad coverage and flexible network configuration,making it suitable for dynamic and sparse maritime communication environments.The study focuses on beam-pointing switching technique for SDMA access,introducing a method based on position information and time-slot allocation.This method calculates beam direction information from real-time position data of the central and small stations and adjusts the beam direction at the start of each time slot.Implementation on a system-on-chip field-programmable gate array demonstrates that the proposed method achieves precise spot beam alignment based on position information and completes beam-pointing switching within 1 ms,supporting multiple high-speed data streams simultaneously.

关 键 词:相控阵天线 点波束 SDMA 位置信息 SoC FPGA 

分 类 号:TN929.5[电子电信—通信与信息系统]

 

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