[发明专利]同时同频全双工测控通信组网方法

说明书

本发明公开的一种同时同频全双工测控通信组网方法，能够提升信道使用效率，组网接入时效性，以及抗干扰能力。本发明通过下述技术方案实现：卫星节点组网采用分簇结构，簇头通过下行公共扩频信道广播簇信息，簇内所有卫星共用上行公共扩频信道承载发送给簇头的网络控制信息，卫星通过全双工载波侦听与冲突规避方式竞争接入上行公共扩频信道；每个卫星向簇头申请一个专用扩频信道用于承载测控通信业务，卫星之间的业务传输采用同时同频全双工方式。节点X通过(1)簇头信息广播；(2)入网请求；(3)入网回复；(4)邻居节点发现；(5)邻居节点握手；(6)入网确认；(7)全网信息更新步骤完成入网过程。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及到航天测控通信领域一种测控通信系统测控节点组网方法。

技术背景

同频同时全双工CCFD是近几年兴起的一项新型双工技术。该技术可以在同一条物理信道上实现信号传输，即在同一时间和同一频率下实现信号的发射和接收。对比传统的时分双工(TDD)和频分双工(FDD)方式，CCFD技术在同一信道上实现了两个方向的通信链路，因而可以将频谱效率提高近一倍。无线通信网络引入全双工技术后，收发之间的干扰是影响系统性能的重要因素，所有同时同频发射节点对于非目标接收节点都是干扰源，同时同频发射机的发射信号会对本地接收机产生强自干扰，因此同时同频全双工系统的应用关键之一在于干扰的有效消除。现目前，已有大量成果针对干扰消除技术开展了研究，提出了空域干扰抑制、射频域干扰抑制、数字域干扰抑制等各类干扰消除方法，基本解决了同时同频全双工技术的基础应用问题，为同时同频全双工技术的网络应用奠定了基础。

随着空间事业的发展，航天测控领域卫星用户数量的增加和日益增多的航天航空发射任务，大量在轨卫星的侦察、测绘、气象、通信、导航和遥感任务，导致航天测控任务量激增，通信业务量与频谱资源之间的矛盾日益尖锐。由于测控网络规模不断增大，测控卫星数量及任务剧增，利用地基或天基测控站进行测控的传统卫星测控方式，在功率开销、传输时延、对地覆盖、可靠性、快速迭代等方面，都存在比较大的问题。一种解决方法是：大规模卫星节点之间通过建立自组织网络连接，实现网络内节点测控信息的交互、汇聚与分发，只需支持少量卫星节点与测控站的链路，即可完成大规模卫星的测控。但是，现有卫星网络中，卫星节点一般采用频分双工或时分双工的双工方式，结合时分多址技术实现大规模卫星节点组网，存在频率配对复杂，信道容量受限等问题。

在卫星测控网络的场景应用中，如何利用同时同频全双工技术，构建一套能够减少时频资源占用，提升系统容量，提高信道使用效率与组网接入时效性的网络，成为一个具有前景的研究方向。

发明内容

为了解决卫星测控通信网络快速、可靠、高效组网的问题，本发明旨在提供一种能够减少时频资源占用，提升系统容量，高信道使用效率与组网接入时效性的同时同频全双工测控通信组网方法。