CN101221232B - 一种分布式电台网络用户方位确定方法 - Google Patents
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Abstract
一种分布式电台网络用户方位确定方法，属于一种分布式电台网络用户方位的确定方法，目的是解决现有技术存在的因需要额外的专用设备和定位软件造成的成本高、适用性差的问题，包括如下步骤：处于网络中的每台电台配备固定于指北装置的定向天线和方向开关；在平面空间上将上述定向天线的发射方向划分为偶数个方向；将上述定向天线的发射方向依次编号，并指定其中一个发射方向的波束中心线始终指向北方；转换方向开关，控制定向天线在N个方向上依次发射定向信号，在每个方向上发射的定向信号中包含有其对应的方向编号；网络中接收到上述定向信号的其它电台解调出方向编号，可确定发射定向信号的电台相对于自身而言位于该方向编号的相反方向。
Description
技术领域
本发明属于一种分布式电台网络用户方位的确定方法。
背景技术
目前分布式电台网络在无额外专用设备和软件的情况下不能确定相邻用户所处的方位，网络用户主要基于载波检测竞争信道或通过固定时隙接入信道。在分布式网络中用户方位是一个重要的信息，如对该信息加以充分利用，能够提高分布式网络在空间域和时间域上的重用率。
现有技术中，实现定位的手段主要有GPS方法和三点定位方法。
GPS终端利用卫星广播的数据计算本地的地理位置，从而使本地用户确定自身的方位；三点无线定位方法是通过三个用户间的协作完成位置关系的确定。
在分布式电台网络中，采用以上方法实现相邻用户方位确定存在以下问题：
(1)需要增加额外专用设备和定位软件，导致用户设备成本的增加；
(2)GPS方法需要卫星通信技术的支撑，在不能接收卫星信号的地方不能实现本地定位；
(3)GPS定位数据不被相邻用户知晓，需要经过网络频繁的数据交换才能确定相邻用户的方位，大大降低分布式网络的通信效率；
(4)无线三点定位算法复杂，软件开发成本高；
(5)在未知三点的情况下，很难实现定位，在移动分布式电台网络中使用困难。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术存在的因需要额外的专用设备和定位软件造成的成本高、适用性差的问题，提供一种无需额外的专用设备和定位软件，就能实现分布式电台网络中用户定位的确定方法，并可调整定位精度。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种分布式电台网络用户方位确定方法，包括如下步骤：
a.处于网络中的每台电台配备固定于指北装置的定向天线和控制转换该定向天线发射方向的方向开关；
b.在平面空间上将上述定向天线的发射方向划分为N个方向，N为偶数，最小为2；
c.将上述定向天线的发射方向依次编号，并指定其中一个发射方向的波束中心线始终指向北方；
d.转换方向开关，控制定向天线在N个方向上依次发射定向信号，在每个方向上发射的定向信号中包含有其对应的方向编号；
e.网络中接收到上述定向信号的其它电台解调出方向编号，可确定发射定向信号的电台相对于自身而言位于该方向编号的相反方向。
所述方向个数N的数值取决于定向信号的波束成形宽度，波束越窄N值越大，而N值越大，则定位的精度越高。
所述方位确定方法还包括步骤f，即所述网络中的每个电台通过步骤a～e的方法，确定相邻电台的方位，以形成一张符合逻辑位置关系的通信拓扑图，当网络中的电台移动时，移动的电台按照上述步骤发射定向信号，其相邻位置上的其它电台均能确定其方位。
本发明采用上述步骤的方法，在偶数个方向上依次发射定向信号，则存在N/2对互为相反的方向对，则在每个方向上，只有与该方向编号反向的电台能够接收到包含有方向编号的定向信号，因此接收电台解调出方向编号后，可以确定发射电台相对于自身而言位于该方向编号的相反方向上，而网络中每个电台都通过上述方法确定相邻电台的位置后，就可以形成一张符合逻辑位置关系的拓扑图，在网络中的某台电台移动时，通过上述方法，其相邻位置上的其它电台就能确定其方位。
可见，采用上述方法的本发明，与现有技术相比，该方法保持了电台的使用方法和配置模式，不影响分布式电台网络的应用模式；在不增加专用设备和定位软件的情况下，可方便快速实现分布式网络中相邻用户的方位确定；通过该方法建立起的通信拓扑图反映了基本相邻方位关系，并可以通过波束宽度和方向个数N的调整实现定位精度的调整，有助于分布式电台网络无干扰地进行空间复用和时间复用，大大提高网络的吞吐量，具有成本低、适用性更广、精度可调的优点，可适用于分布式电台网络中进行用户方位的确定。
附图说明
图1是本发明中电台的定向天线发射方向划分示意图；
图2是本发明中相邻电台位置确定的示意图；
图中标号，0是正上方向，1是右上方向，2是右下方向，3是正下方向，4是左下方向，5是左上方向，0#～7#是分布式电台网络中的电台。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
在一个分布式电台网络中，确定用户方位的方法按如下步骤：
a.处于网络中的每台电台配备固定于指北装置的定向天线和控制转换该定向天线发射方向的方向开关，如图1所示，指北装置保证定向天线在电台的移动过程中其波束中心线始终指向北方(如图1中所示的虚线即为波束中心线)；
b.在平面空间上将上述定向天线的发射方向划分为N个方向，N为偶数，最小为2，本实施例中N为6；
c.将上述定向天线的发射方向依次编号，如图1所示，划分为正上方向0、右上方向1、右下方向2、正下方向3、左下方向4、左上方向5，并指定其中一个发射方向的波束中心线始终指向北方，本实施例中，取正上方向0的波束中心线始终指向北方；
d.转换方向开关，控制定向天线在如图1所示的6个方向上依次发射定向信号，定向天线的六个方向的定向信号工作在同一频率上，在每个方向上发射的定向信号中包含有其对应的方向编号；
e.网络中接收到上述定向信号的其它电台解调出方向编号，由于如图1所示的正上方向0和正下方向3、右上方向1和左下方向4、右下方向
2、左上方向5互为相反方向，据此可确定发射定向信号的电台相对于接收电台自身而言位于该方向编号的相反方向；
f.网络中的每个电台通过步骤a～e的方法，确定相邻电台的方位，以形成一张符合逻辑位置关系的通信拓扑图，当网络中的电台移动时，移动的电台按照上述步骤发射定向信号，其相邻位置上的其它电台均能确定其方位。
如图2所示，单箭头虚线表示每个方向上的定向信号波束边界线，双箭头虚线表示相邻位置确定。假设具有编号为0#～7#的电台按顺序在6个方向上发射定向信号，则可得出如下结论：2#、3#电台可判断出0#电台位于其左下方向，0#电台可判断出2#、3#电台位于其右上方向；同理，1#电台位于0#电台左上方向，0#电台位于1#号电台右下方向，依次类推，经过较短时 间，每个电台能够确定相邻电台的方位，从而形成一张符合逻辑位置关系的通信拓扑图。当该网络中的某个电台移动时，只要移动电台按照上述方式发射定向信号，其相邻位置上的其它电台均能确定其方位。
Claims (3)
1.一种分布式电台网络用户方位确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.处于网络中的每台电台配备固定于指北装置的定向天线和控制转换该定向天线发射方向的方向开关；
b.在平面空间上将上述定向天线的发射方向划分为N个方向，N为偶数，最小为2；
c.将上述定向天线的发射方向依次编号，并指定其中一个发射方向的波束中心线始终指向北方；
d.转换方向开关，控制定向天线在N个方向上依次发射定向信号，在每个方向上发射的定向信号中包含有其对应的方向编号；
e.网络中接收到上述定向信号的其它电台解调出方向编号，可确定发射定向信号的电台相对于自身而言位于该方向编号的相反方向。
2.如权利要求1所述一种分布式电台网络用户方位确定方法，其特征在于，所述方向个数N的数值取决于定向信号的波束成形宽度，波束越窄N值越大。
3.如权利要求1或2所述一种分布式电台网络用户方位确定方法，其特征在于，所述方位确定方法还包括步骤f，即所述网络中的每个电台通过步骤a～e的方法，确定相邻电台的方位，以形成一张符合逻辑位置关系的通信拓扑图，当网络中的电台移动时，移动的电台按照上述步骤发射定向信号，其相邻位置上的其它电台均能确定其方位。
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