[发明专利]一种多波束散射通信装置及通信方法

权利要求书

1.一种多波束散射通信方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将无中心网络内的每个节点设置不同的序号值；

S2：无中心网络内的各个节点根据通信需求通过无中心自组网协议控制多波束天线的方位、进行动态时隙分配和速率自适应调整，并自主发起数据传输要求；

S3：通信双方的节点调整各自的多波束天线阵元使其互相对准，然后节点之间通过散射超视距通信方式进行信息传输；

所述步骤S2中的无中心自组网协议具体为：

S21：GPS为无中心网络内所有节点提供标准时间基准和地理位置信息；

S22：每个节点通过多波束天线进行全方位扫描，根据扫描的结果获知其邻居节点的个数及其位置，然后该节点与其所有邻居节点通过握手交互建立起通信链路；

S23：每个节点根据网络拓扑变化实时更新维护路由表；

S24：根据通信需求为每个节点和其邻居节点之间的传输链路进行动态时隙分配；

S25：每个节点判断与其进行信息传输的节点是否为其邻居节点，若是邻居节点，结束本流程；若是非邻居节点，则通过路由管理选择出最短的信息传输路径。

2.根据权利要求1所述的一种多波束散射通信方法，其特征在于：所述步骤S24中的动态分配时隙具体为：当节点的通信需求增加时，根据通信需求为该通信链路增加时隙分配；当节点通信需求下降时，根据通信需求为该通信链路减少时隙分配。

3.一种多波束散射通信装置，用于实现如权利要求1～2中任一项所述的多波束散射通信方法，包括GPS(1)、监控单元(2)、室内单元(3)和室外单元(4)，其特征在于：所述的室内单元(3)包括协议处理单元(3-1)、调制器(3-2)、D/A单元(3-3)、发信机(3-4)、收信机(3-5)、自动增益控制单元(3-6)、A/D单元(3-7)和解调器(3-8)，室外单元(4)包括功放单元(4-1)、低噪声放大器(4-2)、开关网络(4-3)和多波束天线(4-4)；

GPS(1)的输出端口1输出标准时间基准和地理位置信息至协议处理单元(3-1)的输入端口1；协议处理单元(3-1)的输入端口3接收外部业务数据；协议处理单元(3-1)将业务数据进行无中心自组网协议控制处理，转换为传输信息后通过输出端口6输出至调制器(3-2)的输入端口1；调制器(3-2)将传输信息进行信号调制形成数字信号后由输出端口2送至D/A单元(3-3)的输入端口1；D/A单元(3-3)把数字信号转换为模拟信号后由输出端口2输出至发信机(3-4)的输入端口1；发信机(3-4)将模拟信号上变频为射频信号后由输出端口2送至功放单元(4-1)的输入端口1；功放单元(4-1)对射频信号进行功率放大后由输出端口2送至开关网络(4-3)的输入端口1；开关网络(4-3)将功率放大后的射频信号经多波束天线(4-4)发送给对端，所述的多波束天线(4-4)是由多个窄波束天线阵元水平放置一周拼合而成的一个天线阵，在同一时间仅有少数几个天线阵元工作；

多波束天线(4-4)接收对端发送过来的射频信号，经由开关网络(4-3)的输出端口2送至低噪声放大器(4-2)的输入端口2；低噪声放大器(4-2)对射频信号进行低噪声放大后通过输出端口1送至收信机(3-5)的输入端口2；收信机(3-5)将低噪声放大后的射频信号下变频到中频，并由输出端口1送至自动增益控制单元(3-6)的输入端口2；自动增益控制单元(3-6)自动对中频信号进行增益控制得到幅度恒定的中频信号后由输出端口1送至A/D单元(3-7)的输入端口2；A/D单元(3-7)对幅度恒定的中频信号进行模数转换形成数字信号，将数字信号由输出端口1送至解调器(3-8)的输入端口2；解调器(3-8)对数字信号进行解调得到接收信息后由输出端口1送至协议处理单元(3-1)的输入端口7；协议处理单元(3-1)将接收信息进行无中心自组网协议处理后由输出端口4输出；协议处理单元(3-1)将本通信装置的工作状态和多波束天线的状态由输出端口2送至监控单元(2)进行显示；协议处理单元(3-1)的出入端口5与开关网络(4-3)的出入端口3相连接，协议处理单元(3-1)通过开关切换对多波束天线的扫描状态进行控制，并对接收射频信号时的多波束天线的状态进行监测。