[發(fā)明專(zhuān)利]一種高速飛行器間動(dòng)態(tài)組網(wǎng)信號(hào)傳輸預(yù)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111478896.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114268359B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏耘;李喆;鄧志均;惠俊鵬;王倩;張鳳;趙婧;楊樂(lè);王德昊;孫芳;李旭鵬;常誠(chéng);古月
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/185
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/185;H04L27/00;H04W84/18
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專(zhuān)利中心 11009
• 代理人: 馬全亮

本發(fā)明涉及一種高速飛行器間動(dòng)態(tài)組網(wǎng)信號(hào)傳輸預(yù)處理方法，采用動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送、接收頻點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)發(fā)送、接收頻點(diǎn)依據(jù)基準(zhǔn)頻點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、標(biāo)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行確定，節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)實(shí)時(shí)計(jì)算本節(jié)點(diǎn)相對(duì)標(biāo)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的多普勒頻移，與發(fā)送基準(zhǔn)頻點(diǎn)、接收基準(zhǔn)頻點(diǎn)疊加后形成本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前時(shí)刻的收發(fā)頻點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過(guò)上述操作實(shí)現(xiàn)空間信息網(wǎng)絡(luò)中高速隨機(jī)運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)間低開(kāi)銷(xiāo)、安全可靠高動(dòng)態(tài)信號(hào)捕獲能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高速飛行器間動(dòng)態(tài)組網(wǎng)信號(hào)傳輸預(yù)處理方法，屬于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著航天任務(wù)的快速發(fā)展，微小衛(wèi)星星座的需求日益增加，運(yùn)行于空間、空中的多飛行器間無(wú)線自組織網(wǎng)絡(luò)的需求日益增加，但空間飛行器應(yīng)用環(huán)境與傳統(tǒng)面向與慢速或靜止節(jié)點(diǎn)的無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)間的不匹配情況極大限制了高速飛行器間無(wú)線自組網(wǎng)建立與維護(hù)，空間飛行器的快速運(yùn)行、相對(duì)運(yùn)動(dòng)劇烈特點(diǎn)造成了各節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)多普勒效應(yīng)劇增，進(jìn)而極大的增加了接收端頻率捕獲、跟蹤計(jì)算量，同時(shí)為覆蓋各節(jié)點(diǎn)高速飛行的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，系統(tǒng)傳輸波形需要花費(fèi)更多的代價(jià)以提升頻率捕獲、跟蹤能力，造成了高動(dòng)態(tài)下系統(tǒng)傳輸效率大幅下降的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高速飛行器間動(dòng)態(tài)組網(wǎng)信號(hào)傳輸預(yù)處理方法，該方法中采用動(dòng)態(tài)調(diào)整的發(fā)送、接收頻點(diǎn)，各節(jié)點(diǎn)發(fā)送、接收頻點(diǎn)依據(jù)基準(zhǔn)頻點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、標(biāo)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行確定，節(jié)點(diǎn)發(fā)送時(shí)實(shí)時(shí)計(jì)算本節(jié)點(diǎn)相對(duì)標(biāo)稱(chēng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的多普勒頻移，與發(fā)送基準(zhǔn)頻點(diǎn)、接收基準(zhǔn)頻點(diǎn)疊加后形成本節(jié)點(diǎn)當(dāng)前時(shí)刻的收發(fā)頻點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種高速飛行器間動(dòng)態(tài)組網(wǎng)信號(hào)傳輸預(yù)處理方法，步驟如下：

(1)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃階段，依據(jù)節(jié)點(diǎn)任務(wù)和平臺(tái)能力確定節(jié)點(diǎn)速度運(yùn)動(dòng)能力參數(shù)的最大邊界；

(2)根據(jù)步驟(1)獲取的節(jié)點(diǎn)速度運(yùn)動(dòng)能力參數(shù)最大邊界，確定發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)、接收基準(zhǔn)信號(hào)的約束：發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)、接收基準(zhǔn)信號(hào)間頻差等于節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的最大多普勒頻移的2倍；

(3)確定全網(wǎng)統(tǒng)一的時(shí)變基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(4)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行階段，發(fā)送端依據(jù)所需發(fā)送的數(shù)據(jù)內(nèi)容與傳輸協(xié)議準(zhǔn)備好發(fā)送的基帶信號(hào)；

(5)發(fā)送端確定待發(fā)送基帶信號(hào)使用的發(fā)送頻率，具體為：

(5.1)獲取信號(hào)發(fā)送時(shí)節(jié)點(diǎn)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(5.2)計(jì)算信號(hào)發(fā)送時(shí)節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)于基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在發(fā)送頻點(diǎn)處產(chǎn)生的頻偏效應(yīng)；

(5.3)基于發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，利用頻偏效應(yīng)疊加獲得發(fā)送頻率；

(6)發(fā)送端利用步驟(5)確定的發(fā)送頻率實(shí)現(xiàn)基帶信號(hào)的傳輸；

(7)接收端確定信號(hào)接收頻率，具體為：

(7.1)獲取信號(hào)接收時(shí)當(dāng)前節(jié)點(diǎn)自身運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

(7.2)計(jì)算當(dāng)前節(jié)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)于基準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在發(fā)送頻點(diǎn)處產(chǎn)生的頻偏效應(yīng)；

(7.3)基于發(fā)送基準(zhǔn)信號(hào)，利用步驟(7.2)獲得接收頻偏效應(yīng)疊加獲得接收頻率；

(8)接收端利用步驟(7)確定的接收頻率實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的捕獲、接收、解調(diào)操作。

進(jìn)一步的，節(jié)點(diǎn)i速度運(yùn)動(dòng)能力參數(shù)如下：

標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下位置參數(shù)為(x_i,y_i,z_i)，飛行速率標(biāo)量為v_i，標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系下速度矢量為：