[發明專利]一種低空飛行目標的自適應發現方法

有效

• 申請號: 201911290141.0
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111147122B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉凱;張學軍;賴泓吉;黃如
• 申請（專利權）人: 北航（四川）西部國際創新港科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W8/00;H04W84/18;H04L45/02;H04L45/745
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種低空飛行目標的自適應發現方法，包括如下步驟：航空自組網現有節點通過鄰居發現廣播發現周圍鄰居節點。新接入的節點，使用快速發現模式；節點進入穩定發現模式，如果是在網絡中已有的節點，也已進入穩定發現模式；開始與周圍的節點握手建立通信；網絡中的飛行器節點維持穩定發現模式，并根據自身情況進行握手通信，組網完成。本發明的優點是：將鄰居發現分為兩種不同的模式。快速發現模式使得節點多的扇區方向獲取更多的時間，使之提高鄰居發現率。穩定發現模式提高了自身的確定性和可預測性，使得基于此的通信建立方法更加地便利、高效和穩定。節省信道資源和提高空間復用率。

技術領域

本發明涉及航空自組網技術領域，特別涉及一種適用于航空自組網的低空飛行目標的自適應發現方法。

背景技術

傳統的航空網絡主要針對的是活動區域為中、高空空域的飛機，傳統航空網絡需依靠衛星或者地面基站為輔助來滿足網絡中飛機節點間的通信任務需求。而隨著近年來民用航空業的高速發展，低空飛機以及其他各種低空飛行器的數量快速增加。低空民用飛機數量的快速增加和飛行員對航空通信服務需求的不斷提高，使得民用航空網絡中對低空域內的組網需求也快速增長。傳統的依靠地面基站或衛星中轉的航空網絡不允許飛機節點之間的直接通信，因此無法滿足日益增長的低空飛行器間的通信需求，極大地制約了現代航空網絡的發展。因此，目前的民用航空通信的研究熱點是航空自組網。

航空自組網便是以移動自組網技術為基礎發展起來的航空網絡技術。航空自組網使飛機或其他飛行器節點間可以不借助地面基站以及衛星的輔助，而是直接利用機載無線設備進行節點間的組網通信，從而實現了在飛行器節點之間無中心的移動自組織網絡。

毫米波，廣義上頻譜為30GHz～300GHz，波長范圍為1～10mm。毫米波通信高頻率、短波長的屬性與光通信極為接近，毫米波具有良好的方向性。因此，毫米波在航空網絡中具有巨大的應用價值。但是，毫米波傳輸距離短、惡劣天氣條件下衰減嚴重，通信距離會受到很大的影響。

目前航空自組網中飛行器節點天線方案分為兩種：全向性天線和方向性天線。全向性天線一般用于網絡中節點間距離較短、節點密度較大的場景。而當網絡中節點間距離較遠且節點密度較低時，方向性天線便是更好的選擇。相對于全向性天線，方向性天線可以產生更高的增益，提供更大的傳輸范圍，并提高網絡的空間復用率和吞吐量。此外，方向選擇性也降低了相鄰節點的同信道干擾，方向性天線給航空自組網帶來了巨大的潛在的性能改進。

因此，將毫米波通信與方向性天線相結合，即將毫米波極寬的帶寬、極窄的波束、探測能力等特點與方向性天線的方向增益強、傳輸距離遠的特點結合起來。所以，方向性天線在航空自組網中有巨大的研究和實際應用意義。

基于方向性天線的航空自組網，先需要考慮的是方向性既是優點，給我們帶來了高增益、高復用的好處，有機的融合了毫米波的特點，兩者的優勢都得到充分的發揮；也帶來了不足，在組網的第一步上，原先適用于全向性天線的鄰居發現算法，在應用方向性天線之后就需要對其進行改變。同時，由于使用了方向性天線，在新的鄰居發現策略的基礎上，還應該選擇適合的通信建立方法，以確保能夠成功的組網通信。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種低空飛行目標的自適應發現方法，解決了現有技術中存在的缺陷。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種低空飛行目標的自適應發現方法，包括如下步驟：

步驟1、航空自組網現有節點通過鄰居發現廣播發現周圍鄰居節點，有新的節點加入航空自組網；鄰居發現廣播分為快速發現模式和穩定發現模式。

步驟2、新接入的節點，進入網絡后，為了盡快與周圍的節點實現互相發現，使用快速發現模式，該模式使得每個扇區的計時器與該扇區的消息接收頻率相關；