【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于通信系統定向組網，涉及通信系統中高動態全向天線引導相控陣天線定向定位的方法。
技術介紹
1、高動態場景全向天線引導定向組網是一種通信系統中全向數據與定向數據融合處理的定向定位方法，用于滿足高動態場景組網通信過程中節點不丟失和低延時再建鏈過程。
2、常見的高動態場景中無線自組網若采用了全向天線，在進行自組網時，將以設計固定的頻率在特定時隙上發送入網請求，待入網的成員需要在入網應答時隙進行響應。全向天線近距覆蓋范圍大，但全向天線的通信距離有限，可能無法及時調整其方向，導致信號弱化或丟失。由于全向天線的輻射范圍廣泛，它的信號強度可能較低，因而存在更多的無線設備或電磁干擾源，干擾全向天線的信號接收和發送。基于上述原因，帶來兩個問題：一是造成邊界成員獲取的入網請求消息誤碼率顯著增加，邊界成員入網難，二是此過程中若只采用時域劃分，對于多節點入網成員造成入網時間顯著增大，節點間的通信速率顯著下降。
3、相控陣定向天線具有快速靈活的多波束掃描跟蹤能力，但是在高動態環境中，物體或用戶的位置和移動速度快速變化，這可能導致天線與通信目標之間的相對位置發生變化，對于這種情況，若采用單一的高頻段的相控陣定向天線進行組網，將導致定向天線難以持續跟蹤并保持良好的信號連接。此外，且多波束掃描對于資源有限的載體來說功耗巨大，當按照最遠距離進行波束掃描搜索時，暴露出空中掃描波位數據巨大、成員入網困難和建網時間長。
4、現有技術一《一種定向自組網的子網融合方法cn?115665777?b》本專利技術公開了一種定向自組
5、現有技術二《一種定向自組網鄰居發現方法cn?115802442?b》在定向自組網中，每個節點裝載多副多波束天線，每副天線同時形成多個波束，鄰居發現使用專有頻段和波束，鄰居發現時幀由新入網節點發現時段t1和在網節點發現時段t2組成，新入網節點發現時段t1包含2a+l個時隙,在網節點發現時段t2包含b個時隙；每個節點在初始化完成后，通過鄰居發現波束按照既定波位圖輪詢掃描,進行鄰居發現,且以時幀為周期依次進入新入網節點發現和在網節點發現；發現新鄰居節點后,通過鄰居發現波束以外的波束完成建鏈及通信流程。本專利技術對新入網節點與在網節點的鄰居發現進行區分，直接從時段上進行明確劃分，采用不同的交互建鏈流程，大大提高了鄰居發現效率。
6、現有技術三《一種基于波束寬度自適應調整的定向自組網鄰居發現方法cn115361676b》在網節點采用低副瓣高增益窄波束,按照既定規則掃描天線覆蓋區域內的波位,主動發送用于鄰居發現的廣播信息；待入網節點采用距離漸進擴展的方式進行空間波束資源分配,待入網節點監聽在網節點發送的廣播信息,被動接收到在網節點的廣播信息。在網節點采用低副瓣高增益窄波束天線發射鄰居發現廣播信息，待入網節點通過距離漸進擴展的方式的逐步擴展搜索區域,優先尋找近距離節點快速加入網絡。
7、現有技術一采用定向天線窄波束進行鄰居發現，窄帶波束有傳輸距離遠，傳輸功率小，信道數目多等優點，但是作為窄帶波束搜索目標有搜索角度較小的缺陷。對于近距離且分布分散的目標使用全向天線可以彌補這一缺陷。
8、現有技術二現定向自組網鄰居發現方法，每個節點都搭載多副多波束天線，同時直接或者間接尋找子節點的方式可以滿足任務要求，但是顯而易見的是多副多波束天線的波束控制系統對于系統是不小的負荷，對于波束控制算法性能要求較高，系統功耗設計較大。單個全向天線則沒有此方面的擔憂。
9、現有技術三采用低副瓣高增益窄波束天線發射鄰居發現廣播信息，待入網節點通過距離漸進擴展的方式的逐步擴展搜索區域,優先尋找近距離節點快速加入網絡。此入網方式中近距離的高增益窄波束不具有快速掃描入網的條件，窄波束近距離需要多次的掃描，且在描述中優先只能近距離先入網，此過程極大的增加了入網時間。
技術實現思路
1、針對現有高動態場景中，單獨采用全向或定向組網方式所暴露出的諸多缺陷，本專利技術提出了一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法。本專利技術是一種基于全向和定向雙天線的組合自適應的鄰居發現組網方法，能夠解決高動態場景在近距相控陣組網入網時間長和相控陣天線跟蹤易丟失等問題。
2、具體技術方案如下：
3、一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，在高動態場景下，使用全向天線引導定向天線進行組網，入網過程依據節點類型分為主節點入網過程和從節點入網過程，主節點具有更高的控制權和決策權，從節點執行主節點下達的任務。
4、進一步的，主節點入網過程包括，主節點根據裝訂信息將陣面法向對準目標位置后，采用單波束近距離掃描，并守時等待接收從節點的掃描應答消息，若主節點未接收到掃描應答消息，則將波束外推n層進行掃描，若外推后，主節點依舊未接收到掃描應答消息，則采用全向天線定頻發射加密空間位置信息，守時等待接收從節點的掃描應答消息；在守時等待接收從節點的掃描應答消息過程中，若主節點接收到掃描應答消息，則主節點發送入網確認信息給從節點，表示該節點已完成入網，結束入網流程；若未接收到則表示掃描入網失敗。
5、進一步的，波束外推的層數n由硬件系統決定。
6、進一步的，從節點根據裝訂信息將陣面法向對準目標位置后，采用單波束近距離掃描，守時等待接收主節點的掃描應答消息，若從節點未接收到掃描應答消息，則切換至全向天線定頻接收加密空間位置信息，守時接收空間位置信息，若切換至全向天線仍未接收到位置信息，則切換至定向天線接收掃描詢問，循環執行，直到從節點接收到掃描應答消息，則使用全向或定向天線發射掃描應答，嘗試接收入網確認消息，收到入網確認后結束入網過程。
7、進一步的，入網后所有在網節點不論距離的遠近都采用低副瓣高增益窄波束的定向業務數據交互。
8、有益效果
9、1、相較傳統通信組網系統技術，本專利技術結合全向和定向天線的優勢，采用全向天線引導定向組網，在保證遠距節點業務通信過程中，實現了近距節點快速入網的效果。
10、2、本專利技術在通信系統組網中增加了全向天線引導定向組網技術，在組網過程中全向天線的搜索能力比定向天線更突出。
11、3、主節點入網方法中采用了從定向天線單波束掃描逐步外推波束到多波束合成掃描的方法，該過程中逐步外推的方法，在提高信號強度和質量的同時，改善了覆蓋范圍、降低了能源和資源消耗，并且減少了信號泄露，提升了系統安全性。
12、4、從節點入網方法中采用了定向和全向交替的方法接收主節點的掃描消本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：在高動態場景下，使用全向天線引導定向天線進行組網，入網過程依據節點類型分為主節點入網過程和從節點入網過程，主節點具有更高的控制權和決策權，從節點執行主節點下達的任務。
2.根據權1所述的一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：主節點入網過程包括，主節點根據裝訂信息將陣面法向對準目標位置后，采用單波束近距離掃描，并守時等待接收從節點的掃描應答消息，若主節點未接收到掃描應答消息，則將波束外推n層進行掃描，若外推后，主節點依舊未接收到掃描應答消息，則采用全向天線定頻發射加密空間位置信息，守時等待接收從節點的掃描應答消息；在守時等待接收從節點的掃描應答消息過程中，若主節點接收到掃描應答消息，則主節點發送入網確認信息給從節點，表示該節點已完成入網，結束入網流程；若未接收到則表示掃描入網失敗。
3.根據權2所述的一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：波束外推的層數n由硬件系統決定。
4.根據權1-3所述的任意一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特
5.根據權4所述的一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：入網后所有在網節點不論距離的遠近都采用低副瓣高增益窄波束的定向業務數據交互。
...【技術特征摘要】
1.一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：在高動態場景下，使用全向天線引導定向天線進行組網，入網過程依據節點類型分為主節點入網過程和從節點入網過程，主節點具有更高的控制權和決策權，從節點執行主節點下達的任務。
2.根據權1所述的一種用于高動態場景全向天線引導定向組網的方法，其特征在于：主節點入網過程包括，主節點根據裝訂信息將陣面法向對準目標位置后，采用單波束近距離掃描，并守時等待接收從節點的掃描應答消息，若主節點未接收到掃描應答消息，則將波束外推n層進行掃描，若外推后，主節點依舊未接收到掃描應答消息，則采用全向天線定頻發射加密空間位置信息，守時等待接收從節點的掃描應答消息；在守時等待接收從節點的掃描應答消息過程中，若主節點接收到掃描應答消息，則主節點發送入網確認信息給從節點，表示該節點已完成入網，結束入網流程；若未接收到則表示掃描入網...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊星祺，謝壽華，丁峰，邵瑜，郭鑫，郝強，陳敬剛，
申請(專利權)人：北京航天科工世紀衛星科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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