[发明专利]一种基于定向波束合成的敏捷接入方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于定向波束合成的敏捷接入方法及系统，所述方法包括以下步骤：基于定向波束进行波束合成，通过多信道设置帧结构，在帧结构的同步时隙，通过多信道、微时隙发送合成后的波束，进行方向、频率及时域定向天线的对准；在帧结构的接入时隙，通过多信道同时运转及微时隙扫描，基站接收移动台节点的接入请求同时进行初始测距；基站下发包含帧结构和帧格式的基站配置信息，所述基站根据基站配置信息及初始测距对移动台进行时延校正，并分配轮询时隙，所述移动台在轮询时隙根据时延校正进行上行定时提前，发送协议交互信息。本发明提供的基于定向波束合成的敏捷接入方法，可以满足地空微波机动接入网络要求的超远距离通信。

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种基于定向波束合成的敏捷接入方法及系统。

背景技术

微波通信网络中，定向天线以其高增益发送/接收的突出优点获得了广泛的关注，发送端和接收端通过定向天线不仅能够提供更远的传输距离和更高的传输速率，同时通过限制信号在期望的区域进行传输，降低了信号间的干扰以及被干扰和检测的概率。进一步，通过定向天线可以提升空间的复用，从而改善网络性能。

然而，定向天线的应用给机动接入带来了很大的挑战：定向天线波束覆盖范围较为有限，而只有当两者的定向波束相互对准时两个节点才能互相发现和建立通信链路。现有微波接力通信系统主要以驻停通方式为主，需要通过预先规划的方式进行通信链路的铺设。若链路需要人工规划路径，开通时间长，部署灵活性不足，难以满足覆盖范围更广、实时性更高的需求。

现有的接入流程一般包括对准同步、初始接入、时延校正、资源分配等阶段。常见的一种接入机制是全向天线结合定向天线，通过全向天线完成节点的对准同步，然后通过定向天线进行交互和数据传输。鉴于全向天线相比定向天线通信距离大幅降低，对于超大覆盖范围的地空微波机动接入网，上述机制不再适用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于定向波束合成的敏捷接入方法及系统，用以解决现有通信网络接入技术不能满足大范围微波机动接入网络要求的超远距离通信的问题。

本发明提供一种基于定向波束合成的敏捷接入方法，包括以下步骤：

基于定向波束进行波束合成，通过多信道设置帧结构，在帧结构的同步时隙，通过多信道、微时隙发送合成后的波束，进行方向、频率及时域定向天线的对准；

在帧结构的接入时隙，通过多信道同时运转及微时隙扫描，基站接收移动台节点的接入请求同时进行初始测距；

基站下发包含帧结构和帧格式的基站配置信息，所述基站根据基站配置信息及初始测距对移动台进行时延校正，并分配轮询时隙，所述移动台在轮询时隙根据时延校正进行上行定时提前，发送协议交互信息。

进一步地，通过多信道设置帧结构，包括：通过多信道设置信令时隙、同步时隙、下行业务时隙、上行业务时隙、轮询时隙、初始接入时隙和保护间隔。

进一步地，所述通过多信道设置帧结构，还包括，将多个信道对外虚拟为网络节点，使各个信道均能够覆盖整个方位和俯仰面，在多信道间进行数据更新、数据交互、数据通信、IP数据处理，根据各个信道与地面节点间数据进行实时更新，根据网络当前接入移动台数目、移动台的传输需求，进行定向波束、时隙资源的分配。

进一步地，通过多信道设置帧结构，还包括，对相邻定向波束重叠覆盖的区域，采取时分的方式以消除交叉区域的信号干扰，在高增益定向波束合成时，设置空间隔离度，防止两相邻的波束间重叠区域干扰。

进一步地，通过多信道设置帧结构后，还包括，根据无线信道质量和移动台用户需求调整时帧格式。

进一步地，根据无线信道质量和移动台用户需求调整时帧格式，具体包括：