CN113993117A - 一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，属于无线通信领域，其中，每个通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，通过全向天线交互第一节点和连接的第二节点的第一数据包，并基于第一数据包，将第一节点和第二节点的定向天线对准，以定向最大发射功率互相发送第二数据包；使得每个第一节点与至少一个第二节点通过各自的定向天线建立连接；从而综合利用了各个通信节点的全向天线和可旋转定向天线的优势，实现两个相邻节点的高效探测发现和连接建立，能够为无线自组织网络、无线MESH网络等类似问题提供技术基础。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法。
背景技术
在拓扑未知的无线通信网络中，单个节点可以通过全向天线和/或定向天线与相邻节点建立通信。其中，单个节点可以通过全向天线迅速地探测发现周围的相邻节点，全向天线具备无方向性在水平方向上360°均匀辐射的优点，但是功耗较高，且信号的发射功率不能集中到指定防线方向，导致信号的传播距离受到限制；为了使全向天线通过加大发射功率与某些特定方向上的相邻节点进行通信传输，会导致功率浪费，且信号传输效率不高。
还可以通过定向天线实现与相邻节点的高指向性通信，定向天线具备有方向性并在一定角度范围内辐射，一般应用于通信距离远，覆盖范围小，目标密度大，频率利用率高的环境；通过旋转定向天线，能分别与多个相邻节点分别实现高指向性的通信，加大发射功率，可以有效地延长信号传播距离，探测发现远距离的相邻节点并建立连接；但是通过定向天线搜索未知相邻节点需要对每个方向分别发送信号，各自定向天线的指向不容易同时对准，建立连接的效率较低，难以迅速的发现相邻的节点。
综上所述，在两个均配备全向天线和可旋转定向天线的相邻节点之间，无论是通过全向天线还是定向天线，都不能很好地单独实现探测发现和连接建立。
发明内容
本发明提供一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，用以解决上述现有技术中的缺陷。
本发明提供一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，包括：每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，包括步骤：
每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；
所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；
所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收灵敏度；
所述第二数据包包括对应的发送节点的所述定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，每个所述第一节点通过所述全向天线与所述全向最大范围内的至少一个所述第二节点交互各自节点的所述第一数据包，包括步骤：
所述第一节点以所述全向最大发射功率发送所述第一节点的所述第一数据包；
若在所述全向最大范围内存在至少一个所述第二节点；则所述第二节点在接收所述第一节点的第一数据包后，以全向最大发射功率向所述第一节点发送所述第二节点的第一数据包。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，所述第一节点将该节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包，所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，一个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点在该第一节点的所述全向最大范围之外；
所述第一节点和所述第三节点通过该第二节点获取各自的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，所述第一节点通过定向天线与所述第三节点对准，所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，包括：
基于各个所述通信节点的所述第二数据包获取每个所述通信节点的所述定向最大发射功率和所述定向接收功率阈值；
每个所述通信节点降低各自的定向最大发射功率，使得发射节点的定向最大发射功率不低于接收节点的定向接收功率阈值。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，包括：
若所述第二节点的全向最大范围小于所述第一节点的全向最大范围，且所述第一节点位于所述第二节点的全向最大范围之外；
则当所述第二节点在接收所述第一节点的第一数据包后，以定向最大发射功率向所述第一节点发送所述第二节点的第一数据包。
根据本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，包括：
所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包之前，停用所述第一节点的全向天线；
所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包之前，所述第二节点停用该节点的全向天线。
另一方面，本发明还提供一种通信节点连接系统，每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，包括：全向探测模块、方向调整模块、数据包发送模块和解包模块；
其中，所述全向探测模块用于在全向最大范围内通过全向天线交互第一节点和至少一个第二节点的第一数据包；
所述方向调整模块基于所述第一节点和所述第二节点的第一数据包将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；在所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
所述数据包发送模块用于发送所述第一数据包和所述第二数据包；
所述解包模块用于从所述第一数据包中获取对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收灵敏度；从所述第二数据包中获取对应的发送节点的所述定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
根据本发明提供的一种通信节点连接系统，包括：
所述数据包发送模块还用于在以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包，所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；
所述方向调整模块还用于：对于在所述第一节点的所述全向最大范围之外的第三节点，所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；所述方向调整模块通过该第二节点获取所述第一节点和所述第三节点的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，将所述第一节点与所述第三节点通过各自的定向天线对准，将所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接。
本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法的步骤。
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法的步骤。
本发明提供的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，通过全向天线交互第一节点和连接的第二节点的第一数据包，并基于第一数据包，将所述第一节点和第二节点的定向天线对准，以定向最大发射功率互相发送第二数据包；使得每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；从而综合利用了各个通信节点的全向天线和可旋转定向天线的优势，高效实现两个相邻节点的探测发现和连接建立，能够为无线自组织网络、无线MESH网络等类似问题提供技术基础。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的通信节点连接方法的节点连接示意图之一；
图2是本发明提供的通信节点连接方法的节点连接示意图之二；
图3是本发明提供的通信节点连接方法的节点连接示意图之三；
图4是本发明提供的通信节点连接方法的节点连接示意图之四；
图5是本发明提供的通信节点连接方法的节点连接示意图之五；
图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”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。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图5所示，本发明公开了一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其中每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线；
需要说明的是，全向天线在水平方向图上表现为360°均匀辐射，具备无方向性，全向天线会向四面八方发射信号，在在以全向天线为原点的球形范围内向区域内的其他节点发射额信号，一般具有较近的信号发射距离；
需要说明的是，定向天线在通信系统中一般用于于通信距离远，信号质量要求高且目标密度大的环境下；定向天线的辐射具有方向性，通信距离远，信号发射范围小，只向一个固定角度内的锥形范围内发射信号；
由此，在信号功率一定的情况下，全向天线通信距离小于定向天线，定向天线的信号质量高于全向天线的信号质量；
需要说明的是，本发明所述的通信节点具有至少一个全向天线和至少一个定向天线，定向天线可以绕定向天线所在节点旋转以改变定向天线的朝向；
在一个实施例中，每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；
所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；
所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
其中，所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收灵敏度；
所述第二数据包包括对应的发送节点的定向最大发射功率和定向接收功率阈值；
需要说明的是，所述第一节点和第二节点仅用于描述节点之间的连接关系，第一节点应理解为发射信号、待连接的节点，第一节点为还未介入通信网络的节点；第二节点为位于第一节点全向天线的全向最大范围内的节点，第二节点视为已与其全向最大范围和数个定向发射范围内的多个节点建立了连接关系；所述第一节点和第二节点中的“第一”和“第二”不应视为对本发明的限定；
需要说明的是，平面定位信息是通信节点在其全向天线水平极化平面的俯视图位置信息；用于表达通信节点在节点网络中的位置；
全向最大发射功率是指该节点在其全向发射的信号功率范围内所能达到的最大值，该数值与其全向天线的信号覆盖圆形半径直接相关；在全向最大发射功率下全向天线有最大的信号覆盖范围，即全向最大范围；
全向接收功率阈值也即为全向接收灵敏度，全向接收灵敏度是指该节点所能接收到其相邻节点全向天线信号的灵敏度，为该节点正常接收信号所需的天线口最小信号接收功率，与其信号接收的圆形半径直接相关；
定向最大发射功率是指该节点的定向天线在指定方向内定向发射的信号功率范围内所能达到的功率最大值，与其定向天线的信号覆盖扇形半径直接相关；在定向最大发射功率下定向天线有最大的信号覆盖范围，即定向最大范围；
定向接收功率阈值即为定向接收灵敏度，定向接收灵敏度是指该节点所能接收到其相邻节点定向天线信号的灵敏度，为该节点正常接收信号所需的天线口最小信号接收功率，与其信号接收的圆形半径直接相关；
其中，定向接收灵敏度和全向接收灵敏度均用于表征通信节点捕获信号的能力，接收灵敏度通常使用dbm作为单位，灵敏度的数值越低，表示节点捕获弱信号的能力越强
在一个实施例中，若两个相邻节点能够基于各自的全向天线直接发射并接收信号；
如图1所示，节点B位于节点A的全向最大范围内，图1所示虚线圆圈即为节点A的全向最大范围；
以节点A为第一节点，节点B为第二节点；
节点A通过其全向天线以全向最大发射功率发送节点A的第一数据包，数据包中包含节点A的“平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收灵敏度”。
节点B通过其全向天线收到节点A发来的相邻节点方位探测数据包，解析出其中的节点A的“平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收灵敏度”；
进一步，如图2所示，节点A位于节点B的全向最大范围内，节点B通过其全向天线以“全向最大发射功率”向节点A发送节点B的第一数据包，该第一数据包中包含节点B的“平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收功率阈值”。
节点A通过其全向天线收到节点B发来的相邻节点方位探测数据包，解析出其中的节点B的“平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收功率阈值”；
进一步，如图3所示，图3中所示虚线圆圈即为节点A的定向天线的定向最大距离围成的最大范围；
节点A根据所收到的节点B的“平面定位信息”，获取节点B所在的方位和方位角度，启用节点A上的某一个定向天线，旋转改定向天线，使得该定向天线对准节点B的方向；节点A停用全向天线，从而降低发射能耗；
节点A以定向最大发射功率通过其定向天线向节点B发送第二数据包，数据包中包含节点A的“定向最大发射功率、定向接收功率阈值”；
同时，节点B根据所收到的节点A的“平面定位信息”，启用其定向天线，旋转对准节点A的方向。节点B停用其全向天线，以降低发射功耗；
节点B以其“定向最大发射功率”，通过其定向天线向节点A发送该节点的第二数据包，第二数据包中包含节点B的“定向最大发射功率、定向接收功率阈值”；
进一步，节点A与节点B根据各自所收到的第二数据包，获取节点A和B的“定向最大发射功率、定向接收灵敏度”，在满足最低接收灵敏度的前提下，不断降低发射功率，使得节点A和节点B的定向天线在方向不变的前提下，以满足节点A和节点B的定向接收灵敏度的最低功率；从而确保最低功耗下的节点A与节点B之间通信链路的稳定发送接收。
在另一个实施例中，如图4所示，在三个相邻节点X、Y、Z中距离较远的两个相邻节点X和Z之间，不能基于全向天线相互发现，但是能够基于定向天线建立通信，所以无法参照上述实施例的方法处理建立信号连接关系，但是可以采用下述方法：
所述第一节点将该节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；
具体的，每个第一节点均与若干个第二节点通过定向天线连接，第一节点和第二节点在相互发送第二数据包时，第一节点同时会向与之连接的第二节点发送所有已连接的相邻节点的第一数据包和第二数据包；同样的，每个第二节点也会在同时向与之连接的节点发送所属有已连接的相邻节点的第一数据包和第二数据包；
进一步，一个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点在该第一节点的所述全向最大范围之外；
所述第一节点和所述第三节点通过该第二节点获取各自的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，所述第一节点通过定向天线与所述第三节点对准，所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接；
需要说明的是，此处的第一节点即为初始的发射节点、待连接的节点，第二节点为已与其他相邻节点建立连接的且位于第一节点全向最大范围内的节点，第三节点为已与第二节点建立连接的且位于第一节点全向最大范围内的节点；
进一步，所述的“第一”、“第二”、“第三”均为相对概念，如图4所示，对于节点X，X为第一节点，Y为第二节点，Z为第三节点；对于节点Z，Z为第一节点，Y为第二节点，X为第三节点；
具体的，包括：
节点X与节点Y已通过全向天线相互发现、通过定向天线对准方向、自动调整发射功率、建立通信连接；
节点Y与节点Z也已通过全向天线相互发现、通过定向天线对准方向、自动调整发射功率、建立通信连接；
节点X、节点Y、节点Z在其传输链路“Link1”、“Link2”的数据包中，附加各自相邻节点的“平面定位信息、定向最大发射功率、定向接收灵敏度”；Y节点在向X节点发送数据包时，会附加Z节点的第一数据包和第二数据包，Y节点在向Z节点发送数据包时，会附加X节点的第一数据包和第二数据包；
进一步，每个节点均会存储接收到的其他节点的第一数据包和第二数据包，在与任意其他节点构建连接时，向新节点转发存储的所有节点的第一数据包和第二数据包；
节点X与节点Z通过节点Y转发的第一数据包和第二数据包，明确节点X与节点Z相互之间基于定向天线的位置关系、通信距离、定向最大发射功率；
最后，节点X与节点Z均调整各自定向天线的对准方向并自动调整定向天线的发射功率，在节点X和Z之间建立传输链路“Link3”、建立通信连接；根据节点X和Z之间的通信距离，根据两者定向天线的接收灵敏度，获取接收功率阈值，以需求的最低功率发射信号，从而降低功耗。
在又一个实施例中，如图5所示，节点B处于节点A的全向最大范围内，而节点B与节点A的距离大于节点B的全向最大范围；图5中所示虚线圆圈为节点A全向天线的全向最大范围，实线圆圈为节点B的全向最大范围；
节点A通过其全向天线以全向最大发射功率发送节点A的第一数据包，数据包中包含节点A的“平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收灵敏度”；
节点A位于节点B的全向最大范围之外，节点B通过其定向天线以定向最大发射功率向节点A发送节点B的第一数据包和第二数据包，该第一数据包中包含节点B的平面定位信息、全向最大发射功率、全向接收功率阈值；所述第二数据包包括节点B的定向最大发射功率和定向接收功率阈值；
具体的，节点B基于接收到的节点A的平面定位信息获取节点A的位置，节点B通过定向天线对准节点A，并发送节点B的第一数据包和第二数据包。
另一方面，本发明还提供一种通信节点连接系统，下文描述的通信节点连接系统与上文描述的通信节点连接方法可相互对应参照，具体的：
每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，进一步包括：全向探测模块、方向调整模块、数据包发送模块和解包模块；
其中，所述全向探测模块用于在全向最大范围内通过全向天线交互第一节点和至少一个第二节点的第一数据包；
所述方向调整模块基于所述第一节点和所述第二节点的第一数据包将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；在所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
所述数据包发送模块用于发送所述第一数据包和所述第二数据包；
所述解包模块用于从所述第一数据包中获取对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收灵敏度；从所述第二数据包中获取对应的发送节点的所述定向最大发射功率和定向接收功率阈值；
所述数据包发送模块还用于在以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包，所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；
所述方向调整模块还用于：对于在所述第一节点的所述全向最大范围之外的第三节点，所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；所述方向调整模块通过该第二节点获取所述第一节点和所述第三节点的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，将所述第一节点与所述第三节点通过各自的定向天线对准，将所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接。
又一方面，图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(CommunicationsInterface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行上述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，该方法包括：每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；其中，所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收功率阈值；所述第二数据包包括对应的发送节点的定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，该方法包括：每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；其中，所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收功率阈值；所述第二数据包包括对应的发送节点的定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，该方法包括：每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；其中，所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收功率阈值；所述第二数据包包括对应的发送节点的定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，其特征在于，包括：
每个第一节点通过全向天线与全向最大范围内的至少一个第二节点交互各自节点的第一数据包；
所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；
所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
其中，所述第一数据包包括对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收功率阈值；
所述第二数据包包括对应的发送节点的定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
2.根据权利要求1所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，每个所述第一节点通过所述全向天线与所述全向最大范围内的至少一个所述第二节点交互各自节点的所述第一数据包，包括：
所述第一节点以所述全向最大发射功率发送所述第一节点的所述第一数据包；
若在所述全向最大范围内存在至少一个所述第二节点；则所述第二节点在接收所述第一节点的第一数据包后，以全向最大发射功率向所述第一节点发送所述第二节点的第一数据包。
3.根据权利要求1所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，所述第一节点将该节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包。
4.根据权利要求3所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，一个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点在该第一节点的所述全向最大范围之外；
所述第一节点和所述第三节点通过该第二节点获取各自的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，所述第一节点通过定向天线与所述第三节点对准，所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，包括：
基于各个所述通信节点的所述第二数据包获取每个所述通信节点的所述定向最大发射功率和所述定向接收功率阈值；
每个所述通信节点降低各自的定向最大发射功率，使得发射节点的定向最大发射功率不低于接收节点的定向接收功率阈值。
6.根据权利要求2所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，包括：
若所述第二节点的全向最大范围小于所述第一节点的全向最大范围，且所述第一节点位于所述第二节点的全向最大范围之外；
则当所述第二节点在接收所述第一节点的第一数据包后，以定向最大发射功率向所述第一节点发送所述第二节点的第一数据包。
7.根据权利要求4所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法，其特征在于，所述第一节点基于所述第二节点的第一数据包，将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包之前，停用所述第一节点的全向天线；
所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包之前，所述第二节点停用该节点的全向天线。
8.一种通信节点连接系统，每个所述通信节点包括多个全向天线和多个定向天线，其特征在于，包括：全向探测模块、方向调整模块、数据包发送模块和解包模块；
其中，所述全向探测模块用于在全向最大范围内通过全向天线交互第一节点和至少一个第二节点的第一数据包；
所述方向调整模块基于所述第一节点和所述第二节点的第一数据包将所述第一节点的定向天线对准所述第二节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；在所述第二节点接收所述第一节点的第二数据包后，将所述第二节点的定向天线对准所述第一节点，以定向最大发射功率发送第二数据包；每个所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；
所述数据包发送模块用于发送所述第一数据包和所述第二数据包；
所述解包模块用于从所述第一数据包中获取对应的发送节点的平面定位信息、全向最大发射功率和全向接收灵敏度；从所述第二数据包中获取对应的发送节点的所述定向最大发射功率和定向接收功率阈值。
9.根据权利要求8所述的一种通信节点连接系统，其特征在于，包括：
所述数据包发送模块还用于在以定向最大发射功率发送所述第一节点的第二数据包时，向所述第二节点发送与该第一节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包，所述第二节点向所述第一节点发送与该第二节点连接的其他节点的第一数据包和第二数据包；
所述方向调整模块还用于：对于在所述第一节点的所述全向最大范围之外的第三节点，所述第一节点与至少一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接，所述第三节点与其中一个所述第二节点通过各自的定向天线建立连接；所述方向调整模块通过该第二节点获取所述第一节点和所述第三节点的平面定位信息，并基于所述第三节点的平面定位信息，将所述第一节点与所述第三节点通过各自的定向天线对准，将所述第一节点和所述第三节点通过所述定向天线建立连接。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的一种基于全向天线与定向天线的通信节点连接方法的步骤。
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