1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种高低频联合的自组网方法及设备。
背景技术：2.随着无线通信技术的快速发展，蜂窝移动通信网络在世界各地实现了大规模部署，但是对于海洋，沙漠，偏远山区，灾区以及战场等复杂环境地区的信号覆盖仍然欠缺。
3.对于这些蜂窝移动通信网络覆盖盲区，目前通常采用卫星通信，但是由于卫星到地面的距离较大，信号衰减严重，容易产生较大时延，并且卫星通信系统的建设周期较长，成本较高，导致卫星通信的发展受限。
技术实现要素：4.本技术提供一种高低频联合的自组网方法及设备，用以解决在蜂窝移动通信网络覆盖盲区，采用卫星通信导致的信号衰减严重、产生较大时延，且卫星通信系统的建设周期较长，成本较高的问题。
5.第一方面，本技术提供一种自组网方法，所述方法应用于源节点，所述源节点包括：低频段测控组网子设备、网络智能管理子设备及高频段定向传输子设备，所述方法包括：
6.源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求；所述通信请求包括目的节点信息；
7.采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路；
8.通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；所述路由链路中各节点包括源节点、目的节点；所述波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；
9.源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；
10.源节点高频段定向传输子设备通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。
11.第二方面，本技术提供一种高低频联合的自组网方法，所述方法应用于跳节点或目的节点，所述方法包括：
12.本节点网络智能管理子设备接收源节点网络智能管理模块发送的路由规划信息；所述本节点为跳节点或目的节点；
13.采用本节点高频段定向传输子设备根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点；
14.采用本节点高频段定向传输子设备通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；
15.本节点低频段测控组网子设备接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；
16.本节点高频段定向传输子设备通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。
17.第三方面，本技术提供一种高低频联合的自组网设备，所述高低频联合的自组网设备位于源节点，所述高低频联合的自组网设备包括低频段测控组网子设备、高频段定向传输子设备以及网络智能管理子设备；
18.所述低频段测控组网子设备，用于接收源节点控制系统发送的通信请求；所述通信请求包括目的节点信息，并建立源节点与目的节点间的路由链路；
19.所述网络智能管理子设备，用于向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；所述路由链路中各节点包括源节点、目的节点；所述波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；
20.所述高频段定向传输子设备，用于生成波束控制信息；
21.所述低频段测控组网子设备，还用于根据所述波束控制信息控制波束形成；
22.所述高频段定向传输子设备，还用于通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。
23.第四方面，本技术提供一种高低频联合的自组网设备，所述高低频联合的自组网设备位于跳节点或目的节点，所述高低频联合的自组网设备包括低频段测控组网子设备、高频段定向传输子设备以及网络智能管理子设备；
24.所述网络智能管理子设备，用于接收源节点发送的路由规划信息；
25.所述高频段定向传输子设备，用于根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点，并通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；所述本节点为跳节点或目的节点；
26.所述低频段测控组网子设备，用于接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，并根据所述波束控制信息控制波束形成；
27.所述高频段定向传输子设备，还用于通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。
28.本技术提供的高低频联合的自组网方法及设备，应用于源节点，所述源节点包括：低频段测控组网子设备、网络智能管理子设备及高频段定向传输子设备，所述方法包括：源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求；所述通信请求包括目的节点信息；采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路；通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；所述路由链路中各节点包括源节点、目的节点；所述波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以使路由链路中下一节点转发通信信息，实现源节点与目的节点之间的定向传输。通过路由规划信息路由链路中各节点可以确定本节点的上一节点和/或下一节点，使其高
频段定向传输子设备可以生成波束控制信息；从而使路由链路中两相邻节点间形成波束，通过波束实现源节点与目的节点之间的定向传输。并且，通过通信资源与路由规划联合优化，可以实现快速组网，通过高低频联合组网，可以形成一张统一的节点群协同网络，有效破解传统自组网快速组建维护与传输带宽之间的矛盾。
附图说明
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
30.图1为本技术实施例一提供的高低频联合的自组网方法流程图；
31.图2为本技术实施例提供的hello报文示意图；
32.图3为本技术实施例二提供的高低频联合的自组网方法流程图；
33.图4为本技术实施例提供的一种确定主路由的方法流程图；
34.图5为本技术实施例提供的一种rreq消息示意图；
35.图6为无人机位置及姿态变化模型示意图；
36.图7为本技术实施例提供的一种消除多普勒效应方法流程图；
37.图8为本技术实施例提供的应用场景示意图；
38.图9为本技术实施例四提供的高低频联合的自组网方法流程图；
39.图10为本技术实施例五提供的高低频联合的自组网设备的结构示意图。
40.通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
41.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
42.术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在以下各实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.首先对本发明所涉及的现有技术进行详细说明及分析。
44.随着无线数据业务需求的爆发式增长，传统的sub 6ghz低频段已经不能满足未来通信高容量数据传输的需求。相较于低频段，高频段例如毫米波频段具有丰富的带宽资源，并且利用波束成形技术能够获得极大的天线增益，能够弥补高路径损耗，实现大带宽通信。因此，未来的通信网络必将朝高频为主，高低频共存的方向发展。鉴于测控链路可靠性要求高，数据链路速率要求高的特点，实行测控与数据链路分离的高低频联合组网可以提供超可靠、高速率、大带宽和超远距的通信性能。
45.由于采用卫星通信在蜂窝移动通信网络覆盖盲区实现通信，会导致信号衰减严重、产生较大时延，发明人在研究中发现，由于移动自组网技术可以在没有网络基础设施或
网络基础设施遭到破坏的条件下快速恢复通信，可以采用移动自组网技术实现在蜂窝移动通信网络覆盖盲区的通信。并且，由于高频段具有带宽资源丰富，天线增益大的特点，而测控链路可靠性要求高，数据链路速率要求高，因此可以实行测控与数据链路分离的高低频联合组网，该自组网可以提供超可靠、高速率、大带宽和超远距的通信性能。
46.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本技术的实施例进行描述。
47.实施例一
48.图1为本技术实施例一提供的高低频联合的自组网方法流程图，本技术实施例针对在蜂窝移动通信网络覆盖盲区，采用卫星通信导致的信号衰减严重、产生较大时延，且卫星通信系统的建设周期较长，成本较高的问题，提供了高低频联合的自组网方法。应理解的是，自组网中的任一节点可以为源节点，也可以为跳节点或目的节点。本实施例中的方法应用于为源节点的高低频联合的自组网设备中。其中，高低频联合的自组网设备可以为无人机群、临空飞艇、高速列车和车联网等在内的任何形式的高动态节点中的源节点。源节点包括：低频段测控组网子设备、网络智能管理子设备及高频段定向传输子设备。应理解的是，网络智能管理子设备可以用于同一节点中低频段测控组网子设备与高频段定向传输子设备的信息传输，用于将低频段测控组网设备与高频段定向传输设备进行集成形成独立节点；也可以用于不同一节点间低频段测控组网子设备与高频段定向传输子设备的信息传输。示例性地，在节点间低频段测控组网子设备与高频段定向传输子设备的信息传输时，节点a的网络智能管理子设备获取待传输的数据，将待传输的数据发送给节点b的网络智能管理子设备，使节点b的低频段测控组网子设备或高频段定向传输子设备通过节点b的网络智能管理子设备获取该数据。
49.如图1所示，本技术实施例一提供的方法具体步骤如下：
50.步骤s101、源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求。
51.其中，通信请求包括目的节点信息。
52.本技术实施例中，若在自组网的应用场景中存在一节点需要与另一节点通信，则发起通信的节点为源节点，上述另一节点为目的节点。在源节点发起向目的节点的通信请求后，源节点低频段测控组网子设备可以获取通信请求中的目的节点信息，以建立源节点与目的节点间的路由链路。
53.步骤s102、采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路。
54.本技术实施例中，通过建立的路由链路，可以实现源节点与目的节点之间的低频段通信。
55.本技术实施例不限制源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路的方式。示例性地，可以向源节点的一个或多个相邻节点发送自适应广播路由请求包rreq，令接收到rreq的相邻节点更新rreq中的路由记录并转发rreq，直至目的节点接收到。
56.步骤s103、通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息。
57.本技术实施例中，向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息。其中，路由链路中各节点包括源节点、目的节点；波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的。地理信息包括：三维位置、速度状态。
58.其中，路由规划信息包括路由链路中包含的各节点及节点顺序。路由链路中各节点通过路由规划信息可以确定本节点的上一节点和/或下一节点。
59.可选地，链路中各节点在确定本节点的上一节点和/或下一节点后，可以通过路由链路向上一节点和/或下一节点发送本节点的低频测控信息。使接收到低频测控信息的节点可以根据接收到的信息生成波束控制信息。低频测控信息中可以包括：地理信息，还可以包括可用信道、高频信道状态、干扰情况。
60.可选地，路由链路中各节点还可以包括跳节点。跳节点为源节点与目的节点间通过路由链路通信时通信信息经过的节点。跳节点对通信信息进行转发。
61.步骤s104、源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据波束控制信息控制波束形成。
62.其中，波束控制信息可以包括：波束成形信息。
63.本技术实施例中，源节点高频段定向传输子设备可以根据路由规划信息确定下一节点，在确定下一节点后，可以获取下一节点的地理信息；源节点高频段定向传输子设备根据源节点的地理信息及下一节点的地理信息生成波束控制信息，并根据波束控制信息控制波束形成。
64.可选地，本技术实施例中，自组网中的各节点可以定期广播发送hello报文，邻居节点间相互交换局部路由信息；局部路由信息包括本节点的地理信息和可用信道等信息。图2为本技术实施例提供的hello报文示意图，如图2所示，hello报文包括发送节点ip地址、发送节点序列号、发送节点地理信息和发送节点可用信道。其中，发送节点为发送hello报文的节点。本技术实施例中，通过定期广播发送hello报文可以使各节点获取其相邻节点的地理信息。
65.步骤s105、源节点高频段定向传输子设备通过波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。
66.本技术实施例中，通过路由链路中各节点形成的波束，可以实现源节点与目的节点之间的高频段通信。
67.具体地，若源节点的下一节点为目的节点，则通过波束向路由链路中下一节点发送通信信息即可以实现源节点与目的节点之间的定向传输；若源节点的下一节点为跳节点，则通过波束向路由链路中下一节点发送通信信息后，跳节点可以通过其形成的波束向路由链路中下一节点发送通信信息，直至目的节点接收到通信信息，实现节点与目的节点之间的定向传输。
68.本技术实施例提供的高低频联合的自组网方法，应用于源节点，在源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求后，采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路；通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子
设备发送的波束控制信息，根据波束控制信息控制波束形成；源节点高频段定向传输子设备通过波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。通过路由规划信息路由链路中各节点可以确定本节点的上一节点和/或下一节点，使其高频段定向传输子设备可以生成波束控制信息；从而使路由链路中两相邻节点间形成波束，通过波束实现源节点与目的节点之间的定向传输。并且，通过通信资源与路由规划联合优化，可以实现快速组网，通过高低频联合组网，可以形成一张统一的节点群协同网络，有效破解传统自组网快速组建维护与传输带宽之间的矛盾。
69.实施例二
70.图3为本技术实施例二提供的高低频联合的自组网方法流程图，在上述实施例一的基础上，本实施例涉及的是采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路的具体过程。
71.如图3所示，该方法具体步骤如下：
72.步骤s201、确定是否存在源节点与目的节点间的路由链路。
73.示例性地，建立源节点与目的节点间的路由链路的过程可以为：由源节点向目的节点发送数据包，源节点确定是否存在源节点与目的节点间的路由链路；若存在，则可以执行步骤s202，直接将路由加入数据包头部，将数据包发送给下一节点，实现源节点与目的节点之间的定向传输的步骤；否则，执行步骤s203，开始路由发现过程。其中，数据包中包括源节点与目的节点的通信信息。
74.步骤s202、若存在源节点与目的节点间的路由链路，则执行通过路由链路对应波束向下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输的步骤。
75.本技术实施例中，若存在源节点与目的节点间的路由链路，则可以确定已经通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，并且路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息，各节点的低频段测控组网子设备根据波束控制信息控制波束形成。所以可以无需建立路由链路，直接执行通过路由链路对应波束向下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输的步骤，可以提高实现源节点与目的节点之间的定向传输的效率。
76.步骤s203、若不存在源节点与目的节点间的路由链路，则采用源节点低频段测控组网设备向可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq。
77.步骤s204、源节点低频段测控组网子设备根据回传路由应答rrep确定源节点与目的节点间的主路由，并根据主路由建立源节点与目的节点间的路由链路。
78.本技术实施例中，自组网场景中任一可用的节点为可用节点，源节点低频段测控组网子设备向可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq后，若源节点的可用邻居节点中不存在目的节点，则源节点的可用邻居节点向其可用邻居节点转发rreq，直至目的节点接收到rreq并回传rrep。
79.示例性地，rreq消息可以包括：源节点信息、目的节点信息、综合性能指标值以及路由记录。图4为本技术实施例提供的一种确定主路由的方法流程图，如图4所示，具体包括以下步骤：
80.步骤s1、源节点低频段测控组网子设备向源节点的可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq。源节点的可用邻居节点为自组网场景中任一可用的与源节点相邻的可用
节点。
81.步骤s2、可用节点接收rreq，并更新rreq。
82.示例性地，可以通过可用节点与上游节点间链路可用信道的性能指标计算至少一个性能指标值，对性能指标进行加权求和后得出与上游节点间所有可用信道的节点间综合性能，选择其中节点间综合性能最优的信道更新综合性能指标值并记录此时通信资源分配情况；至少一个性能指标值可以包括网络时延、链路稳定性、吞吐量和丢包率。还可以根据可用节点信息更新路由记录。其中，向可用节点发送自适应广播路由请求包rreq的节点为其上游节点。
83.步骤s3、接收rreq的可用节点判断是否接收过该rreq。若接收过，则执行步骤s4丢弃该rreq；若未接收过，则执行步骤s5。
84.步骤s4、接收rreq的可用节点丢弃该rreq。
85.步骤s5、接收rreq的可用节点判断本节点是否为目的节点。若接收rreq的可用节点不为目的节点，则执行步骤s6；若接收rreq的可用节点为目的节点，则执行步骤s7。
86.步骤s6、若接收rreq的可用节点不为目的节点，则确定该可用节点为中间节点，中间节点向本节点的可用邻居节点发送更新后的rreq，并执行步骤s2。
87.步骤s7、若接收rreq的可用节点为目的节点，则向路由记录中的上游节点发送回传路由应答rrep，以逆向路由向源节点回传路由应答rrep。
88.步骤s8、源节点根据回传路由应答rrep确定主路由。
89.图5为本技术实施例提供的一种rreq消息示意图，如图5所示，rreq消息还可以包括：源节点ip地址、源节点序列号、目的节点ip地址、目的节点序列号、当前节点ip地址、rreq标识、类型、跳数、保留、路由记录、以及综合性能指标值。
90.具体地，计算综合性能指标值的方式如下：记u＝{1，2，
…
，u}为节点集合，f＝{f1，f2，
…fk
}为所有的数据流集合，dc＝{c1，c2，
…
，c
l
}为l条节点间正交链路集合，acv(t)为时隙t内节点v的所有可用信道集合，fk＝(sk，dk)(1≤k≤k)为第k个数据流，sk、dk为数据流fk的源节点和目的节点，t为网络传输总时间，rv在一个时隙内由节点v产生的流量，r
v，u
为链路l
v，u
流量传输速率，nu为节点u的所有邻居节点集合，变量表示在时隙t内数据流fk通过链路l
v，u
传输，变量表示在时隙t内的数据流fk通过链路l
v，u
的信道c传输，为节点u用于发送数据的链路集合，为节点u接收数据的链路集合，为数据流fk采取链路l
v，u
传输的综合性能，其中，节点v与节点u为自组网中任意节点，节点v与节点u不一致，综合性能指标值的计算方式如下：
91.记为数据流fk采取链路l
v，u
传输的不同的性能指标，根据网络对不同业务的要求，可根据需要调整相对应性能指标的权重系数则数据流fk采取链路l
v，u
传输的综合性能为：
[0092][0093]
因此，路由发现模型可表示为：
[0094][0095][0096][0097][0098][0099][0100][0101][0102]
其中，节点v在任何时隙发送出的数据包等于其接收到的来自其所有邻居节点的数据包以及其自身产生的数据包；对于每个数据流，至多选择一条路径完成传输需求；必须给路由中选定的链路分配信道；每个节点至多存在q个射频。
[0103]
本技术实施例中，在确定主路由对应的回传路由应答rrep后，可以根据该rrep中的路由记录建立源节点与目的节点间的路由链路。
[0104]
本技术实施例提供的自组网方法，若不存在源节点与目的节点间的路由链路，则采用源节点低频段测控组网设备向可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq；源节点低频段测控组网子设备根据回传路由应答rrep确定源节点与目的节点间的主路由，并根据主路由建立源节点与目的节点间的路由链路。通过回传路由应答rrep确定主路由，可以保证通过根据主路由建立的路由链路可以实现源节点与目的节点之间的通信，以通过该路由链路传输地理信息等信息。
[0105]
在一种可选地实施方式中，根据回传路由应答rrep确定源节点与目的节点间的主路由的方式包括：
[0106]
步骤s301、确定多个rrep中的最优综合性能指标值及次优综合性能指标值。
[0107]
步骤s302、根据最优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的主路由。
[0108]
本技术实施例中，通过目的节点确定综合性能指标值，并按路由记录将包含综合性能指标值的rrep发送给源节点，以使源节点确定多个rrep中的最优综合性能指标值及次优综合性能指标值。
[0109]
示例性地，可以将多个rrep多个综合性能指标值按从大到小的顺序排序，将排名第一的综合性能指标值确定为最优综合性能指标值，将排名第二的综合性能指标值确定为次优综合性能指标值。
[0110]
本技术实施例提供的高低频联合的自组网方法，确定多个rrep中的最优综合性能指标值及次优综合性能指标值；根据最优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的主路由，可以实现快速组网，并获得综合性能最优的网络。
[0111]
步骤s303、根据次优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的备用路由。
[0112]
步骤s304、若通信信息传输过程中主路由链路发生中断，则根据备用路由建立源节点与目的节点间的路由链路。
[0113]
本技术实施例中，在源节点与目的节点间建立主路由后，若数据包传输过程中遇到节点的网络拓扑结构发生变化导致主路由链路发生中断时，采用备份路由进行源节点与目的节点间的通信。
[0114]
可选地，当备份路由失效时，通过步骤s203在已知历史路由信息的基础上进行路由快速重新发现，以满足高动态节点网络拓扑维护的敏捷性需求。
[0115]
本技术实施例提供的高低频联合的自组网方法，根据次优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的备用路由，若通信信息传输过程中主路由链路发生中断，则根据备用路由建立源节点与目的节点间的路由链路。采用行使备份路由以及基于历史路由信息的片段化算法的路由重新发现方法可以满足高动态节点网络拓扑维护的敏捷性需求。
[0116]
实施例三
[0117]
在上述实施例一的基础上，本实施例涉及的是路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息的具体过程。路由链路中包括源节点，以源节点为例，高频段定向传输子设备生成波束控制信息的具体过程包括以下步骤：
[0118]
步骤s401、源节点高频段定向传输子设备根据下一节点地理信息及源节点地理信息确定高频信道信息。
[0119]
本技术实施例中，不限制源节点高频段定向传输子设备获取下一节点的地理信息的方式。示例性地，可以通过hello报文获取下一节点的地理信息，也可以向下一节点发送地理信息获取请求获取下一节点的地理信息，还可以令路由链路中各节点在接收到路由规划信息后主动向路由链路中的相邻节点发送本节点的地理信息。地理信息中包括：三维位置、速度状态。
[0120]
本技术实施例中，根据节点平台的高机动特性与抖动特性，构建节点平台三维运动计算模型，对节点的位置变化和姿态变化进行数学模型化表征；推演得出平台运动对天线阵列的空间位置和姿态的影响，从而构建高频信道模型，精准衡量高频信道空时频演化特性。其中，高频信道模型即为高频信道信息。
[0121]
一种可选地确定高频信道信息的实现方式具体包括以下步骤：
[0122]
步骤s4011、建立空间三维直角坐标系。
[0123]
如图6所示，空间三维直角坐标系用于描述无人机位置及姿态变化。
[0124]
对于无人机i(i＝1,2)，记t时刻无人机i的位置坐标为pi(t)＝[xi(t),yi(t),zi(t)
t
]，其中xi(t)，yi(t)，zi(t)分别为正东、正北和正上方的位置坐标，记t时刻无人机i的速度为vi(t)＝[ui(t),vi(t),wi(t)
t
]。
[0125]
无人机i的姿态用欧拉角描述，无人机i的欧拉角坐标为θi(t)＝[αi(t),βi(t),γi(t)]
t
，其中αi(t)，βi(t)，γi(t)分别为无人机i的偏航角、俯仰角和滚转角。
[0126]
步骤s4012、计算无人机位置和姿态变化对天线阵列的空间位置和姿态的影响。
[0127]
应理解的是，对于高空无人机，由于遮挡较少，存在较好的通视条件，因此通常存
在通视链路。由于无人机通信距离通常较远，符合远场效应，因此在考虑相对运动时可以将收发天线阵列视为质点。
[0128]
无人机1和无人机2的空间距离表示为：
[0129]
d(t)＝||p1(t)-p2(t)||2[0130]
相应地，无人机之间的相对运动速度为：
[0131]
u(t)＝v1(t)-v2(t)
[0132]
无人机径向相对速度则由相对运动速度和空间夹角共同决定，可以表示为：
[0133][0134]
径向相对速度决定了无人机间大尺度相对距离的变化，它主要影响无人机机间信道的传播损耗以及多普勒频移，而切向相对运动速度则会影响两架无人机之间相对角度的变化，该角度可根据几何关系求得，欧拉角的过渡矩阵/旋转矩阵表示为：
[0135][0136]
两个无人机信道的分离角和入射角由机载阵列的位置变化和姿态角共同决定，即：
[0137][0138]
其中，θ1(t),φ1(t)分别表示节点i一侧通视路径的分离角和入射角，g1和g2分别表示映射函数，它们由几何关系决定，通过旋转矩阵得到收发端通视路径分离角和入射角。
[0139]
本技术实施例中，获得其他反射路径的分离角和入射角的方式与上述方式类似，在此不再一一赘述。
[0140]
步骤s4013、通过直射路径和若干反射路径的叠加得到高频信道模型。
[0141]
应理解的是，由于高频信道具有指向性和角度域稀疏性，也就是高频信道为直射路径和几条反射路径的叠加。特别地，对于无人机节点间的通信，潜在的反射源数量更少，呈现更加明显地稀疏性，因此，高频信道模型表示为
[0142][0143]
其中t表示时间，f表示载波频率，n
t
，nr分别为发射端和接收端的天线阵元个数，l
t,f
为t时刻载波f上多径分量的个数，表示第l条路径的复增益系数，分别为第l条路径的多普勒频偏和时延，分别为第l条路径的接收端俯仰角、接收端方位角、发射端俯仰角和发射端方位角。ar,a
t
分别表示接收端和发射端的阵列响应向量，即指向向量，取决于天线的几何结构。
[0144]
步骤s402、采用粗补偿、细插值及精跟踪相结合的策略逐级消除多普勒效应对高频信道的影响，获得多普勒频偏消除后的高频信道信息。
[0145]
本技术实施例中，通过消除多普勒效应可以补偿掉高频信道模型中的
令项不存在。
[0146]
图7为本技术实施例提供的一种消除多普勒效应方法流程图，如图7所示，具体包括以下步骤：
[0147]
步骤s4021、粗补偿。源节点通过自身的控制系统获得自身速度以及信号的到达角，由此计算整体多普勒频偏，并计算整体多普勒频移，对整个数据块进行初始补偿。
[0148]
步骤s4022、细插值。根据数据间导频信号的频移量，对整个数据块的多普勒频移进行差值补偿。
[0149]
步骤s4023、精跟踪。在解码符号过程中采用环路滤波器结构，跟踪频偏变化，进行更高精度的补偿。
[0150]
步骤s403、利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束控制信息。
[0151]
可选地，波束控制信息，包括：波束成形信息、波束追踪信息、波束调度信息；步骤s403利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束控制信息，包括：
[0152]
步骤s4031、源节点高频段定向传输子设备利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束成形信息。
[0153]
具体地，利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，通过求解鲁棒波束成形模型生成波束成形信息。考虑使波束覆盖的目标空间内波束增益尽可能大，而波束目标空间之外增益尽可能小，保证能量集中在波束主瓣之内，优化的鲁棒波束成形模型如下：
[0154][0155][0156][0157]
其中，k为采样个数，n为天线阵元个数，ak为第k个采样角度对应的指向向量，所有指向向量ak组成指向向量空间，可以根据信道动态变化范围自适应定义该空间，g为波束覆盖的目标空间内的波束增益，w为波束成形矢量，也即波束成形信息。该问题约束条件为非凸，可以通过凸松弛的方法求解。
[0158]
步骤s4032、根据高频信道信息、高频信道状态分配源节点的功率与波束服务时间，生成波束调度信息。
[0159]
具体地，可以采用基于功率和波束服务时间分配的方法实现多节点波束调度，具体实施方式如下：
[0160]
步骤1、进入波束服务时间调度窗口，生成待调度邻居节点集合。
[0161]
具体地，进入一个波束服务时间调度窗口t后，其中，t包含n
t
个时隙，各节点根据路由记录及前一个波束服务时间调度窗口的波束调度情况生成需要与其进行数据传输的下一跳邻居节点集合，即待调度邻居节点集合。
[0162]
步骤2、收集信噪比信息，收集所需传输时隙数信息。
[0163]
具体地，各节点根据低频测控信息中高频信道状态以及所建高频信道模型，计算在其发射功率相同的情况下，所有下一跳节点的接收信噪比，记为s＝[s1,s2…
sn]，其中n为需要与其进行数据传输的下一跳节点数量；同时，各节点根据低频测控信息中的可用带宽和向其n个下一跳节点传输的对应数据包的大小计算传输数据包所需的时隙数，记为n＝
[n1,n2…nn
]。
[0164]
步骤3、根据得到的接收信噪比集合和时隙数集合，确定各待调度邻居节点的功率和波束服务时间分配方案。
[0165]
本技术实施例中，确定各待调度邻居节点的功率分配方案的方式如下：
[0166]
考虑一个节点的可分配总功率在整个波束服务时间调度窗口内保持不变为p
total
，该节点存在q个射频，[p1,p2…
pq]为各波束的发射功率，为使得该节点能与下一跳所有节点间都能公平传输数据，可以通过解如下方程组获得功率分配：
[0167][0168]
上述方程组解为：
[0169][0170]
步骤s203中的路由发现方法，确保了n≤q，因此，当n＝q时，一个节点在一个时隙内能够给所有的波束分配不同的发射功率；当n＜q时，该节点关闭多余的波束，将剩余功率优先分配给接收信噪比较差的波束。其中，n为一个节点的波束数量，q为一个节点的射频数量。
[0171]
本技术实施例中，确定各待调度邻居节点的波束服务时间分配方案的方式如下：
[0172]
根据一个波束服务时间调度窗口的时隙数n
t
以及一个节点的射频数q可得一个波束服务时间调度窗口内波束资源可分配的总次数为n
total
＝n
t
·
q，为使得节点能够根据传输数据包所需时隙自适应调整波束资源的分配次数，可以通过解如下方程组获得波束资源的分配次数：
[0173][0174]
上述方程组的解为：
[0175][0176]
由于ni需为有理数，因此对上述方程组的解作向下取整操作，这会导致一个波束服务时间调度窗口内波束资源可分配次数尚有剩余，将剩余次数优先分配给时隙数分配不够的波束；在一个波束服务时间调度窗口结束时，对于时隙数仍分配不够的波束，在下一个波束服务时间调度窗口继续进行波束服务时间分配直至其传输数据包所需时隙数足够。
[0177]
本技术实施例中，基于波束服务波束服务时间与功率分配的多节点波束调度策略，实现在波束资源存在约束的条件下数据在节点间的公平传输，可以保证节点根据数据包传输所需时间自适应调整波束资源的时隙分配。
[0178]
步骤s4033、利用下一节点地理信息、源节点地理信息及波束调度信息实现波束在时间域及空间域的精准追踪，生成波束追踪信息。
[0179]
具体地，利用下一节点地理信息及源节点地理信息确定节点的相对运动状态；根据节点的相对运动状态、波束调度信息以及波束成形信息对鲁棒波束进行波束指向训练，设计自适应波束追踪方法，实现波束在时间域和空间域的精准追踪。
[0180]
波束追踪协议帧结构可以如图8所示，采用块传输方案，根据低频测控信息中的时隙分配信息，在数据块内插入适量的训练时隙，在特定的训练时隙内进行波束扫描，以进行波束指向训练从而获取高精度的指向角，根据高精度的指向角设定服务波束。其中，服务波束为用于传输通信信息的波束，也即鲁棒波束。
[0181]
可选地，还可以在数据时隙中插入适量导频符号，进行临近备选波束接收功率测量反馈，作为更新服务波束的参考；在备选波束的功率大于服务波束的功率之后，将备选波束转变为服务波束。
[0182]
图8为本技术实施例提供的应用场景示意图，在该应用场景中高低频联合的自组网设备为无人机群，如图8所示，节点1与节点2之间通过波束成形及波束追踪实现源节点与本节点之间的定向传输。节点2、节点2＇、节点2〞为同一节点在不同时刻的位置，通过自适应波束追踪可以使节点2在任一位置时，节点1与节点2均能获取高精度的指向角，根据高精度的指向角设定鲁棒波束。
[0183]
本技术实施例中，基于信道变化的历史信息以及下一节点地理信息、源节点地理信息，对节点间指向角进行预测，将备选波束限定在较小的范围内，可以降低波束追踪开销。并且，采用节点间指向角预测和备选波束功率比较方式，可以减少波束训练频率，在提升波束更新效率和减小波束追踪开销的同时实现波束在时间域与空间域的精准追踪。
[0184]
本技术实施例提供的一种高低频联合的自组网方法，在高频段进行高机动与高抖动场景下的节点之间信道建模，精准衡量高频信道空时频演化特性；动态调整天线权系数，形成高增益强鲁棒波束；利用低频测控信息中的地理信息以及空时频资源分配信息，采用节点间指向角预测和备选功率波束比较方式降低波束训练频率，在提升波束更新效率，减小波束追踪开销的同时实现波束在时间域与空间域的精准追踪；采用粗补偿-细插值-精跟踪的思路，逐级实现多普勒频偏补偿；采用基于波束服务时间与功率分配的多节点波束调度策略，实现在波束资源存在约束的条件下数据在节点间的公平传输，保证节点根据数据包传输所需时间自适应调整波束资源的时隙分配。
[0185]
实施例四
[0186]
图9为本技术实施例四提供的高低频联合的自组网方法流程图，应理解的是，自组网中的任一节点可以为源节点，也可以为跳节点或目的节点。本实施例中的方法应用于为跳节点或目的节点的高低频联合的自组网设备中。其中，高低频联合的自组网设备可以为无人机群、临空飞艇、高速列车和车联网等在内的任何形式的高动态节点中的跳节点或目的节点。跳节点或目的节点包括：低频段测控组网子设备、网络智能管理子设备及高频段定向传输子设备。
[0187]
如图9所示，该方法具体步骤如下：
[0188]
步骤s501、本节点网络智能管理子设备接收源节点网络智能管理模块发送的路由规划信息。
[0189]
步骤s502、采用本节点高频段定向传输子设备根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点。
[0190]
其中，本节点为跳节点或目的节点。路由规划信息包括路由链路中包含的各节点及节点顺序。
[0191]
本技术实施例中，在接收到路由规划信息后，可以根据路由规划信息可以确定本节点的上一节点和/或下一节点，从而确定本节点相邻节点的地理信息。
[0192]
步骤s503、采用本节点高频段定向传输子设备通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息。
[0193]
本技术实施例中，本节点高频段定向传输子设备执行步骤s503的方式与实施例三中源节点高频段定向传输子设备生成波束控制信息的方式类似，在此不再一一赘述。
[0194]
步骤s504、本节点低频段测控组网子设备接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据波束控制信息控制波束形成。
[0195]
步骤s505、本节点高频段定向传输子设备通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。
[0196]
可选地，若本节点为跳节点，则通过波束接收上一节点发送的通信信息之后，还包括：通过形成的波束向下一节点发送通信信息。
[0197]
其中，波束控制信息可以包括：波束成形信息，还可以包括：波束调度信息、波束追踪信息。低频段测控组网设备可以根据波束控制信息对波束形成、对准、追踪以及调度进行物理控制。
[0198]
本技术实施例提供的高低频联合的自组网方法，应用于跳节点或目的节点，在接收源节点网络智能管理模块发送的路由规划信息后，采用本节点高频段定向传输子设备根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点；采用本节点高频段定向传输子设备通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；本节点低频段测控组网子设备接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据波束控制信息控制波束形成；本节点高频段定向传输子设备通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。通过路由规划信息路由链路中各节点可以确定本节点的上一节点和/或下一节点，使其高频段定向传输子设备可以生成波束控制信息；从而使路由链路中两相邻节点间形成波束，通过波束实现源节点与目的节点之间的定向传输。并且，通过通信资源与路由规划联合优化，可以实现快速组网，通过高低频联合组网，可以形成一张统一的节点群协同网络，有效破解传统自组网快速组建维护与传输带宽之间的矛盾。
[0199]
实施例五
[0200]
图10为本技术实施例五提供的高低频联合的自组网设备的结构示意图，该高低频联合的自组网设备位于源节点。本技术实施例提供的高低频联合的自组网设备可以执行高低频联合的自组网方法实施例一提供的处理流程。如图10所示，该高低频联合的自组网设备100包括：低频段测控组网子设备1001、高频段定向传输子设备1002以及网络智能管理子设备1003。本技术实施例中，低频段测控组网子设备1001与高频段定向传输子设备1002通过网络智能管理子设备1003进行信息交互。
[0201]
具体地，低频段测控组网子设备1001，用于接收源节点控制系统发送的通信请求；通信请求包括目的节点信息，并建立源节点与目的节点间的路由链路；
[0202]
网络智能管理子设备1003，用于向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发
送路由规划信息，以使路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；路由链路中各节点包括源节点、目的节点；波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；
[0203]
高频段定向传输子设备1002，用于生成波束控制信息；
[0204]
低频段测控组网子设备1001，还用于根据波束控制信息控制波束形成。
[0205]
本技术实施例提供的装置可以具体用于执行上述实施例一所提供的方法实施例，具体功能此处不再赘述。
[0206]
可选地，低频段测控组网子设备1001，还包括路由发现模块；路由发现模块用于：确定是否存在源节点与目的节点间的路由链路。若存在源节点与目的节点间的路由链路，则高频段定向传输子设备1002执行通过路由链路对应波束向下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输的步骤。
[0207]
可选地，若不存在源节点与目的节点间的路由链路，则路由发现模块还用于：向可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq；根据回传路由应答rrep确定源节点与目的节点间的主路由。
[0208]
可选地，路由发现模块具体用于：确定多个rrep中的最优综合性能指标值及次优综合性能指标值；根据最优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的主路由。
[0209]
可选地，路由发现模块还用于：根据次优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的备用路由。
[0210]
可选地，低频段测控组网子设备1001，还包括路由重构模块；路由重构模块用于：若通信信息传输过程中主路由链路发生中断，则根据备用路由建立源节点与目的节点间的路由链路。
[0211]
可选地，路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息时，各节点包括源节点；高频段定向传输子设备1002还包括：高频空中信道建模模块、多普勒频偏对抗模块、波束管理模块；高频空中信道建模模块用于：根据下一节点地理信息及源节点地理信息确定高频信道信息；多普勒频偏对抗模块用于：采用粗补偿、细插值及精跟踪相结合的策略逐级消除多普勒效应对高频信道的影响，获得多普勒频偏消除后的高频信道信息；波束管理模块用于：利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束控制信息。
[0212]
可选地，波束管理模块，还包括鲁棒波束成形子模块、波束追踪子模块、多节点波束调度子模块；鲁棒波束成形子模块用于利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束成形信息；多节点波束调度子模块用于根据高频信道信息、高频信道状态分配源节点的功率与波束服务时间，生成波束调度信息；多节点波束调度子模块用于利用下一节点地理信息、源节点地理信息及波束调度信息实现波束在时间域及空间域的精准追踪，生成波束追踪信息。
[0213]
本技术实施例提供的装置可以具体用于执行上述方法实施例二或实施例三，具体功能此处不再赘述。
[0214]
实施例六
[0215]
本技术实施例提供一种高低频联合的自组网设备，该高低频联合的自组网设备位于跳节点或目的节点。本技术实施例提供的高低频联合的自组网设备可以执行高低频联合
的自组网方法实施例四提供的处理流程。该高低频联合的自组网设备包括：低频段测控组网子设备、高频段定向传输子设备以及网络智能管理子设备。应理解的是，本技术实施例提供的高低频联合的自组网设备其结构与实施例五提供的高低频联合的自组网设备类似。
[0216]
网络智能管理子设备，用于接收源节点发送的路由规划信息；
[0217]
高频段定向传输子设备，用于根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点，并通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；本节点为跳节点或目的节点；
[0218]
低频段测控组网子设备，用于接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，并根据波束控制信息控制波束形成；
[0219]
高频段定向传输子设备，还用于通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。
[0220]
本技术实施例提供的装置可以具体用于执行上述方法实施例四，具体功能此处不再赘述。
[0221]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，计算机执行指令被处理器执行时实现上述任一方法实施例提供的方法。
[0222]
本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，程序产品包括：计算机执行指令，计算机执行指令存储在可读存储介质中，电子设备的至少一个处理器可以从可读存储介质读取计算机执行指令，至少一个处理器执行计算机执行指令使得电子设备执行上述任一方法实施例提供的方法。
[0223]
本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能设备、功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能设备、功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能设备、功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0224]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。
[0225]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求书来限制。
技术特征：1.一种高低频联合的自组网方法，其特征在于，所述方法应用于源节点，所述源节点包括：低频段测控组网子设备、网络智能管理子设备及高频段定向传输子设备，所述方法包括：源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求；所述通信请求包括目的节点信息；采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路；通过源节点网络智能管理子设备向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；所述路由链路中各节点包括源节点、目的节点；所述波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；源节点高频段定向传输子设备通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路之前，还包括：确定是否存在源节点与目的节点间的路由链路；若存在源节点与目的节点间的路由链路，则执行通过所述路由链路对应波束向下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输的步骤。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述采用源节点低频段测控组网子设备建立源节点与目的节点间的路由链路，包括：若不存在源节点与目的节点间的路由链路，则采用源节点低频段测控组网设备向可用邻居节点发送自适应广播路由请求包rreq；源节点低频段测控组网子设备根据回传路由应答rrep确定源节点与目的节点间的主路由，并根据所述主路由建立源节点与目的节点间的路由链路。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述rrep中包括：综合性能指标值以及路由记录；所述根据rrep确定源节点与目的节点间的主路由，包括：确定多个rrep中的最优综合性能指标值及次优综合性能指标值；根据最优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的主路由。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据次优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的备用路由；所述根据次优综合性能指标值对应的路由记录确定源节点与目的节点间的备用路由之后，还包括：若通信信息传输过程中主路由链路发生中断，则根据所述备用路由建立源节点与目的节点间的路由链路。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息时，所述各节点包括源节点；所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息，包括：源节点高频段定向传输子设备根据下一节点地理信息及源节点地理信息确定高频信
道信息；采用粗补偿、细插值及精跟踪相结合的策略逐级消除多普勒效应对高频信道的影响，获得多普勒频偏消除后的高频信道信息；利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束控制信息。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述波束控制信息，包括：波束成形信息、波束追踪信息、波束调度信息；所述利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束控制信息，包括：源节点高频段定向传输子设备利用多普勒频偏消除后的高频信道信息，生成波束成形信息；根据高频信道信息、高频信道状态分配源节点的功率与波束服务时间，生成波束调度信息；利用下一节点地理信息、源节点地理信息及波束调度信息实现波束在时间域及空间域的精准追踪，生成波束追踪信息。8.一种高低频联合的自组网方法，其特征在于，所述方法应用于跳节点或目的节点，所述方法包括：本节点网络智能管理子设备接收源节点网络智能管理模块发送的路由规划信息；所述本节点为跳节点或目的节点；采用本节点高频段定向传输子设备根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点；采用本节点高频段定向传输子设备通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；本节点低频段测控组网子设备接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；本节点高频段定向传输子设备通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。9.一种高低频联合的自组网设备，其特征在于，所述高低频联合的自组网设备位于源节点，所述高低频联合的自组网设备包括低频段测控组网子设备、高频段定向传输子设备以及网络智能管理子设备；所述低频段测控组网子设备，用于接收源节点控制系统发送的通信请求；所述通信请求包括目的节点信息，并建立源节点与目的节点间的路由链路；所述网络智能管理子设备，用于向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；所述路由链路中各节点包括源节点、目的节点；所述波束控制信息是源节点、目的节点根据地理信息生成的；所述高频段定向传输子设备，用于生成波束控制信息；所述低频段测控组网子设备，还用于根据所述波束控制信息控制波束形成；所述高频段定向传输子设备，还用于通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。10.一种高低频联合的自组网设备，其特征在于，所述高低频联合的自组网设备位于跳
节点或目的节点，所述高低频联合的自组网设备包括低频段测控组网子设备、高频段定向传输子设备以及网络智能管理子设备；所述网络智能管理子设备，用于接收源节点发送的路由规划信息；所述高频段定向传输子设备，用于根据路由规划信息确定路由链路中本节点的相邻节点，并通过本节点相邻节点的地理信息及本节点的地理信息生成波束控制信息；所述本节点为跳节点或目的节点；所述低频段测控组网子设备，用于接收本节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，并根据所述波束控制信息控制波束形成；所述高频段定向传输子设备，还用于通过形成的波束接收路由链路中上一节点发送的通信信息，以实现源节点与本节点之间的定向传输。
技术总结本申请提供一种高低频联合的自组网方法及设备。该方法应用于源节点，在源节点低频段测控组网子设备接收源节点控制系统发送的通信请求后，建立源节点与目的节点间的路由链路；向路由链路中各节点的高频段定向传输子设备发送路由规划信息，以使所述路由链路中各节点的高频段定向传输子设备生成波束控制信息；源节点低频段测控组网子设备接收源节点高频段定向传输子设备发送的波束控制信息，根据所述波束控制信息控制波束形成；通过所述波束向路由链路中下一节点发送通信信息，以实现源节点与目的节点之间的定向传输。通过高低频联合组网，可以有效破解传统自组网快速组建维护与传输带宽之间的矛盾。传输带宽之间的矛盾。传输带宽之间的矛盾。
技术研发人员：肖振宇 毛浩斌 董春雨 刘岩铭 付林罡 李辉
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2022.07.07
技术公布日：2022/11/1
