[发明专利]一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法

说明书

本发明公开一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法，该方法首先引入相控阵系统，从空间上对相同频段波束进行区分，通过移动基站搭载相控阵天线，与卫星建立通信链路，同时与可通信范围内所有用户建立通信，提高频谱资源空间复用；其次，在原先只根据距离选择基站进行组网的基础上提出同时组网时同时考虑距离与夹角因素，通过分析相邻链路夹角间增益关系，尽可能降低波束间同频干扰，提高网络总体流通量。本发明提出的通信组网方法应用非常广泛，且充分利用资源，提高网络性能，该方法对未来移动通信发展具有重大意义。

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体涉及一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法。

背景技术

随着日常活动日益增多，各种产业迅速发展，对通信服务高质量的需求也越发高。然而现阶段，移动用户除直接与卫星通信外，只能通过固定基站或者移动基站通信。基站通过全向性天线形成一个区域网络，与可通信范围内移动节点通信，为保障区域内各节点通信互不干扰，分配给该网络的频带需进行频谱分割，维持网络内所有节点中心频率均不同。由于同步轨道资源有限，用户可用资源稀缺，通信仍然以语音为主。随着技术发展，以多波束形成技术为核心的集成相控阵技术将以其高集成度和低成本驱动移动通信的发展和广泛应用。相控阵天线能够形成具有指向性的波束，可区分不同方向上处在相同频段的信号，因此，在原先使用全向性天线的网络中引入相控阵天线，可极大程度上提高频谱资源空间复用。然而，若以引入相控阵天线的基站节点为中心的通信网络内，各链路均使用相同频段，则会存在极大的同频干扰。改变基站的位置可有效缓解多波束间同频干扰，然而在移动多变网络中显然不适用。如何基于现有技术，在常规网络构建方法上提出更好的组网方法是一个问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于球面数字相控阵系统的通信组网方法，具体技术方案如下：

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，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建立的该通信链路受到第k链路的同频干扰强度，B表示接收信号带宽；