一种多面相控阵雷达通信多功能资源调度系统和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114173349A(43)申请公布日2022.03.11(21)申请号202111608143.7H04W28/02(2009.01)(22)申请日2021.12.27H04W56/00(2009.01)H04W84/18(2009.01)(71)申请人中国电子科技集团公司第十四研究G01S7/02(2006.01)所地址210039江苏省南京市雨花台区国睿路8号(72)发明人伍光新刘欣欣尚小天杨健新屈全乐周传睿尹维江(74)专利代理机构北京铸成博信知识产权代理事务所(普通合伙)16016代理人贺龙萍(51)Int.Cl.H04W16/14(2009.01)H04W16/28(2009.01)H04W24/02(2009.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称一种多面相控阵雷达通信多功能资源调度系统和方法(57)摘要本发明在现有四面相控阵雷达系统工作机制下，采用同频时分方式，利用多面相控阵部分辅阵面及主阵面与感知任务分时占用时间资源，发射定向窄波束通信信号，完成群组节点间数据通信组网，将感知周期内产生的数据在相邻阵面的通信周期及时发送出去，以达成多节点通过高速率、高带宽、低时延的数据传输进行实时数据共享感知、同步分析以及高效数据通信的目的。CN114173349ACN114173349A权利要求书1/3页1.一种多面相控阵雷达通信多功能资源调度系统，其特征在于，该系统包括：多天线传感器节点、一体化调度模块、高速数据传输及调制解调模块、网络管理模块、感知管理模块；每个节点具备多个天线阵面，在传感器主阵面中选取部分辅阵面，作为通信用天线，即通信辅阵天线，提供一个可捷变定向窄波束；通信辅阵天线后端连接高速数据传输及调制解调模块，完成基础无线通信功能；多个高速数据传输及调制解调模块接入网络管理模块；传感器阵面连接波束赋形模块、感知管理模块，与网络管理模块共同受控于感知与通信一体化调度模块。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，可捷变定向窄波束为可捷变定向10°窄波束，可捷变指向范围是90°范围内、或120°范围内；群组内节点均为同步通信系统，全网同步时钟参考北斗时钟输入及节点本身的时钟源。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，为使群组各节点间能够保持工作同步且系统通信及感知资源规律可控，系统设计为T时刻以及T+n×Kms，为通信工作周期开始时刻，即全网节点遵循每个感知与通信调度周期K毫秒进行感知与通信阵面切换，其中，T为系统基准时钟，n为正整数，一个感知与通信调度周期为K毫秒。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当每个传感器节点具备四个天线阵面时，以节点指向方向为参考，左前天线阵面定义为阵面1，则顺时针方向依次为阵面2、阵面3、阵面4，定义一个感知与通信调度周期为Kms；以系统基准时钟T时刻为参考点，T~（T+Xms）是阵面1、3的通信周期窗口，这个周期内阵面1、3进行通信；与此同时，阵面2、4处于感知状态；（T+Xms）~(T+Kms)是阵面2、4的通信周期窗口，这个周期内阵面2、4进行通信；与此同时，阵面1、3处于感知状态。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，相背阵面由于背波干扰问题，需要保持同收同发；其中，X取值范围由感知与通信任务需求灵活配置划分，具体的感知及通信占用时间，取决于通信任务需求中的源节点、目的节点及转发节点的资源协商结果；针对同一个天线阵面，在此K毫秒工作周期内，感知与通信任务分别占用时间资源进行分时工作，达到避免多任务冲突问题，在系统感知与通信过程中，任一感知周期内形成的数据会在相邻阵面的通信周期内及时的发送至目标邻节点进行数据共享。6.一种多面相控阵雷达通信多功能资源调度方法，其特征在于，该方法步骤如下：步骤1、节点具备多阵面，传感器感知与通信共用天线阵面，同一时刻，感知与通信占用不同阵面；步骤2、针对同一阵面，节点感知任务与通信任务采用时分方式占用不同时间周期，避免感知射频与通信射频的相互干扰；步骤3、通信周期内，系统资源分配划分为静态资源和动态资源；配置部分时隙资源固定用作系统控制、网络维护、业务资源协商，该部分资源作为静态资源长期存在；其它未固定分配资源作为动态的业务资源，使用与否取决于节点间业务资源协商结果进行占用或释放；步骤4、网络动态资源的协商过程由一体化调度模块根据网络业务需求触发本地网络管理模块，由本节点向目的节点发起资源协商过程；过程中根据网络拓扑情况、路由选择情况，可能会经过转发节点或直达目的节点。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤1包括如下步骤：2CN114173349A权利要求书2/3页步骤1.1、节点具备多阵面，针对每个传感器主阵面中选取部分辅阵面，作为通信