[发明专利]基于流星余迹进行通信的通信设备、系统及通信控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种基于流星余迹通信信道进行通信的通信设备、系统及通信控制方法。

背景技术

流星进入大气层，在距地面约100km的高度产生电离余迹，流星余迹随机突发，持续时间从几十毫秒到几秒。流星余迹通信工作在超短波频段，可设计特殊的通信协议，利用这些短暂的电离痕迹作为通信媒介，反射或者散射原本会穿出大气层的电波，从而达成无线电通信。流星余迹的高度使其单跳最远距离可达约2000km。流星余迹通信主要用于远距离、小容量专向或者网络数据通信。流星余迹的出现瞬间突发，随机断续，被反射的无线电信号随时间衰落严重，需要由通信控制器控制发射机发射探测信号，捕捉到随机出现的通信信道，完成相应的链路层与网络层处理，从而建立起可靠的流星余迹通信。

如图1所示，为流星余迹通信链路示意图。流星余迹通信系统一般包含主站和从站，这里的主站可以是一个主通信设备，从站可以是一个从通信设备。主站功率为500W～2000W，从站功率100W～300W。主站持续发射探测信号，从站保持接收状态。当高度和位置适当的流星余迹将主站的探测信号传送到某个从站，从站就会应答主站，从而在主、从站间建立通信链路，并相互发送报文，一直到报文发送结束或链路中断为止。为了减少可能的报文等待时间，及时捕捉到流星余迹通信信道，主站既使没有报文需要发送，也要持续发射探测信号。这种方法的缺点是：从站节点只能与所属的主站节点进行通信，从站之间通信需要经过主站中转，一旦因信道或主站设备状态等原因导致无法接收到主站信号，从站将无法与其它网络节点进行通信。

流星余迹通信是间歇突发的，需要发送的报文保存在流星余迹通信控制器中，当通信信道建立时再进行发送，因此流星余迹通信的报文发送具有一定的等待时间。每次突发通信的时间不等，可能不足以完成一条报文的发送，因此需要由流星余迹通信控制器将报文拆分成合适长度的数据帧，每次突发通信时传送一定数量的数据帧。一般的数据通信由于信道相对较稳定，所以对较高优先级报文的优先方式是基于报文的，即将当前报文发送完毕后，再选择其他的最高优先级报文进行发送。流星余迹通信的间歇突发的特点使报文传送具有较长的等待时间。如果采用这种基于报文的优先级管理方式，当正在发送的报文较长或信道条件不好时，可能会使高优先级的报文等待时间过长。

另外，当流星余迹通信设备需要进行全向通信或覆盖多个通信方向时，如图2所示，为一种可以进行全向通信或覆盖多个通信方向的流星余迹通信设备的组成框图。为了用一部发射机满足全向通信或多个方向通信的需要，发天线一般为全向天线，天线增益低，从而需要采用很高的发射功率，一般在2000W以上。这就加大了对系统供电的要求，使设备的重量和体积增大。高功率发射机对接收机的干扰也显著增加，会降低流星余迹通信设备的收发隔离度和整机电磁兼容性能，从而影响通信性能，且存在系统耗电较大、设备的重量大和系统复杂等缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于流星余迹进行通信的通信设备、系统及通信控制方法，可以自适应动态变化的网络拓扑结构，保证通信设备间的正常网络通信；采用基于数据帧的报文优先级管理方法，缩短了高优先级报文的传输等待时间；采用天线扇面切换技术，实现了利用一套发射单元完成多扇面通信。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于流星余迹进行通信的通信设备，包括：

控制单元，用于没有接收到所述通信设备所属的第一主通信设备发射的探测信号时，根据接收到的除所述第一主通信设备外的其它通信设备发射的探测信号，产生应答信息；

发送单元，用于将所述应答信息发送给所述其它通信设备，使所述其它通信设备根据所述应答信息，将所述通信设备加入所述其它通信设备的从通信设备清单中；

接收单元，用于接收其它通信设备发送的信息。

其中，所述其它通信设备为：除所述第一主通信设备外的第二主通信设备；

所述发送单元具体用于，将所述应答信息发送给所述第二主通信设备，使所述第二主通信设备根据所述应答信息，将所述通信设备加入所述第二主通信设备的从通信设备清单中，并将所述从通信设备清单发送给，所述通信设备所属通信系统中，所有其它第二主通信设备和所述第一主通信设备。

其中，所述其它通信设备为：除所述第一主通信设备外的其它从通信设备；

所述发送单元具体用于，将所述应答信息发送给所述从通信设备，使所述从通信设备根据所述应答信息，将所述通信设备加入所述从通信设备的下级从通信设备清单中，并将所述下级从通信设备清单发送给所述通信设备所属通信系统中的所有主通信设备。