[发明专利]一种基于全向定向天线通信的混合双工多址接入方法

权利要求书

1.一种基于全向定向天线通信的混合双工多址接入方法，其特征在于包括下述步骤：

[步骤1]：

建网阶段：中心节点通过全向天线广播管理消息，管理消息包括分配的入网时隙信息和网络运维信息；边缘节点持续监听入网管理消息，解析入网管理消息后在入网时隙竞争接入中心网络，完成入网或迟入网，同时在接入过程中实现自动IP地址分配；

[步骤2]：

网络运行阶段：边缘节点完成入网后，按照更新的时隙表与中心节点不断交互管理和业务数据，边缘节点间交互业务数据通过中心节点转发；

全网的时隙分为固定分配时隙和动态分配时隙，固定分配时隙是建网前预先规划的，中心节点和边缘节点在固定时隙交互维护网络运行需要的管理信息、节点状态信息和业务请求信息；动态分配时隙是根据各节点业务请求动态计算，用于传输业务数据；

系统在任意时隙工作在以下2种模式，模式A：在下行链路，中心节点相控阵定向天线定向发射，边缘节点平板定向天线定向接收；在上行链路，边缘节点平板定向天线发送，中心节点全向天线接收；模式B：在下行链路，中心节点全向天线发射，边缘节点平板定向天线定向接收；边缘节点平板定向天线定向发射，中心节点相控阵定向天线定向接收；

在网络运行的任意时隙，中心节点和边缘节点同时以模式A或者模式B的方式工作；

在网络运行过程中，为了让多数边缘节点接收到网络管理消息，在M1时隙中，中心节点在下行链路通过全向天线向所有边缘节点发送业务网络管理消息，网络管理消息分为两类：

一类是面向比特的管理消息，在链路层逐比特规定链路管理信息，以实现链路状态管理维护，链路管理信息包括链路状态、平台导航位置、上行链路速率值信息，通过周期性快速更新链路管理消息能够降低系统开销，并快速报告和响应链路变化；

另一类是基于IP的管理消息，运用不同的IP分组实现入网/退网、时隙分配、成员维护、中心节点切换、路由计算功能，基于IP的管理消息是按需触发，采用标准的IP格式封装和网络协议，能够与外网互联互通；为了高效传输大容量业务数据，在B1、B4时隙中，中心节点在下行链路根据时隙表通过相控阵定向天线向指定的边缘节点发送基于IP的业务数据；

中心节点在下行链路通过复接器将基于IP的管理消息和面向比特的管理消息组成混合管理消息数据包，经过编码调制后在M1时隙通过全向天线发送；基于IP的业务数据包经过编码调制后在B1、B4时隙通过定向天线发送；

所述时隙格式为下行链路数据都是中心节点发给全部或者任意边缘节点，时隙类型包括B1时隙、B4时隙和管理信息M1时隙，B1时隙用于传输大容量业务信息长度为1个标准时隙；B4时隙分为单播B4和广播B4时隙，长度均为1/4个标准时隙,单播B4时隙用于传输单播业务数据；广播B4时隙用于传输广播业务数据，采用轮询方式；M1时隙用于维护链路及网络状态，能够传输遥测、遥控信息，长度为1个标准时隙，M1属于管理时隙，B1、B4属于业务数据传输时隙；

[步骤3]

退网阶段：边缘节点拟退网时，向中心节点发起申请，中心节点接受退网申请后重新分配时隙，完成边缘节点退网；如果中心节点拟退网，则广播中心节点退网公告信息，完成退网。

2.根据权利要求1所述的基于全向定向天线通信的混合双工多址接入方法，其特征在于：

所述时隙格式为上行链路时隙种类包括W1时隙、S3时隙、B1时隙、B3时隙和P3时隙，W1时隙用于边缘节点进行入网，有大导频以便中心节点捕获到新的边缘节点，长度为1个标准时隙；S3时隙用于周期更新链路状态信息，长度为1/3个标准时隙；B1时隙用于传输大容量业务信息，长度为1个标准时隙；B3时隙用于快速响应数据传输业务，增加各成员传输机会，长度为1/3个标准时隙；P3时隙用于传输优先级业务消息，长度为1/3个标准时隙；W1、S3属于管理时隙，B1、B3、P3属于业务数据传输时隙。