[发明专利]一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法

权利要求书

1.一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1：构建通信网络；

该通信网络包括卫星、多个移动基站和多个移动基站通信范围内的所有用户，所述的多个移动基站均搭载相控阵天线，其与所述的卫星建立通信链路，与其通信范围内的所有用户节点建立通信，形成多个以搭载球面数字相控阵系统为核心的移动通信网络，且数字相控阵系统发出的所有波束频段相同；

S2：优化移动通信链路；

(1)当所有的用户均只在一个基站的覆盖范围内时，则所有的用户均与其可通信的移动基站进行通信；

(2)当存在用户位于若干个移动基站的覆盖范围内时，则考虑距离和波束间夹角两个因素对通信网络进行优化，具体实现如下：

①先按就近原则组网，所有用户均先与其距离最近的可通信的移动基站通信，将用户节点作为发射端，移动基站作为接收端，计算移动基站接收到的信号干扰比SIR_ij，并计算此时网络总体流通量C：

其中，i表示移动基站，j表示用户，p_j表示移动基站i接收到来自用户j的信号功率，I_k表示用户j与移动基站i建立的通信链路受到第k链路的同频干扰强度，B表示接收信号带宽；

②考虑夹角组网，对于只有一个可通信的移动基站的用户与其可通信移动基站通信，对于处在N个基站覆盖范围内的用户，首先将其与距离最近的可通信移动基站相连，形成通信链路，并将该用户的通信链路与相邻的两条通信链路之间的夹角中较小的那个定义为θ₁，再采用同样的方法，依次将用户a与另外可通信移动基站相连，并分别计算该用户连接不同基站时，用户a的通信链路与相邻的通信链路之间的较小夹角分别为θ₂、θ₃…θ_N，并比较多个夹角对应的天线增益值G(θ₁)，G(θ₂)，G(θ₃)，…，G(θ_N)，用户与最小的天线增益值对应的可通信移动基站通信，将用户节点作为发射端，移动基站作为接收端，计算基站接收到的信号干扰比SIR_i'_j，并计算此时网络总体流通量C'

其中，p_j'表示i个移动基站i接收到来自第j个用户的信号功率，I_k'表示该通信链路受到第k链路的同频干扰强度；

③比较根据两种基站选择依据得到的总体网络流通量，若C＞C'，则只考虑距离，则通信重叠覆盖区域内的用户根据就近选择基站进行通信；若C＜C'，则通信重叠覆盖区域内用户根据链路间夹角增益越小原则选择基站，其他不重叠区域用户与可通信范围内基站进行通信。

2.根据权利要求1所述的基于球面数字相控阵系统的通信组网方法，其特征在于：所述的相控阵天线由多个阵元形成一个波束，该波束的增益随角度变化曲线图通过实测或者CST仿真得到。