[发明专利]基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入方法及系统

说明书

本发明公开了基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入方法，包括以下步骤，网络主台接入超帧结构多跳自组网，以多跳自组网运行时间基准，发送同步信号；其他网络节点捕获同步信号；捕获成功则获得单向同步；并依据MAC地址使用广播信令时隙发送广播信号，在其他网络节点广播信令时隙上搜索，建立邻居链路关系；测距并进行路径传输时延校正；进行邻居发现和天线调整，得出最佳发送和接收天线；子频信道随机接入A时隙，每个时隙的信道接入小时隙；在周期内，M个信道接入小时隙，按照MAC地址平均分配；本发明基于微波网络和分布式窄带波束定向天线，实现在高机动场景下可靠稳定传输、定向天线快速实时调整，有效提升了网络综合通信性能。

技术领域

本发明涉及微波网络研究领域，特别涉及基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入方法及系统。

背景技术

海上舰艇编队将随着不同训练和作战需求而不断变化网络拓扑结构，因此其对应的分布式无线网络的信道接入协议设计一直是研究焦点，传统基于全向天线的信号广播传输模型的技术研究已经十分成熟。而使用定向天线进行信号收发的定向网络在信号传输模型方面将发生巨大变化，已有的这些基于无线信号广播模型的信道接入方案将不再适用于定向网络，需要研究匹配新信道模型的新型高效信道接入技术。

和陆地上微波接力机的高架静态组网应用不同，海上舰艇编队微波网络具备如下特性：网络节点数量较少：即使是大型编队，如一个航母打击群，其网络中舰船的数量也一般不会超过10艘；网络拓扑的多样性：在不同训练和作战模式下，不同舰艇在编队中的位置将出现较大的变化，导致出现不同的网络拓扑；网络节点的移动性：海上舰艇一般是处于行驶状态中，因此微波网络必须具备较强的动中通信能力；

目前许多的定向网络的通信技术都需要依赖卫星定位系统或者其它措施提供的节点位置信息，但军事应用背景下无疑是非常危险和致命的；另外由于舰载平台甲板以上的上层建筑部分结构复杂，很难实现靠单一天线实现军舰四周360°无遮挡覆盖，这必将导致网络电台无法与周边节点进行可靠通信，同时也很难在复杂上层建筑中间找到一个制高点实现天线360°的无遮挡安装。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入方法。

本发明的另一目的是提供基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

基于窄带波束定向天线的微波网络信道接入方法，包括以下步骤：

S1、网络主台开机后接入超频结构的多跳自组网，以多跳自组网运行时间基准，占用第一子频的广播信令时隙，并轮流使用多根天线发送多跳自组网时间基准信息的同步信号；

S2、多跳自组网的其他网络节点进行同步信号捕获；其他网络节点包含已经入网的网络节点和未入网的网络节点；

S3、未接入多跳自组网的网络节点第X根天线捕获到某个已入网邻居网络节点的第y根天线发送的同步信号后，未接入多跳自组网的网络节点获得单向同步；

S4、实现单向同步的网络节点依据自身的MAC地址在超频中使用自身的广播信令时隙发送广播信号，同时在其他网络节点的广播信令时隙上继续搜索，直至建立邻居链路关系，从而能进行数据业务传输；

S5、单向同步的网络节点和其上级时间同步网络节点利用各自的广播信令时隙进行测距，进行路径传输时延校正；

S6、网络节点之间使用邻居节点互相发现机制和天线对准实时调整机制，得出最佳发送天线和最佳接收天线；

S7、基于最佳发送天线和最佳接收天线，超帧结构的一个子频的信道随机接入A时隙，每个时隙的信道接入小时隙；所述一个子频的信道有4个，所述每个A时隙的信道有4个；