CN103178921A - 一种改进的ais系统侯选时隙优化选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于信息处理技术领域。由AIS协议栈终端设备实现，AIS协议栈终端设备由AIS协议栈核心处理器、外接AIS时隙选择参量输入接口模块和AIS射频收发机模块组成，电源模块为AIS协议栈终端设备提供电源。其中，外接AIS时隙选择参量输入接口模块接收各种电文封装和电文长度的参数数据，以决定和影响时隙选择参数。AIS协议栈核心处理器是本发明的关键，执行本发明所设计的改进型时隙选择模型和算法，并进行AIS电文封装。AIS射频模收发机模块负责建立AIS的VDL（VHF数据链路—VHFDataLink）链路，以与其他AIS终端设备之间进行信息交换。

Description

一种改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法

技术领域

本发明涉及一种AIS系统侯选时隙优化选择方法，具体讲是涉及一种改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法；其属于信息处理技术领域。

背景技术

在国际AIS（船舶自动识别系统—Automatic Identification System）技术标准中，规定了AIS信道是在海事专用VHF（甚高频—Very High Frequency）信道87B（161.975MHz）和88B（162.025MHz）上每分钟各划分了2250个时隙，采用TDMA（时分多址—Time Division Multiple Access）通信制式进行船舶之间数字信息的交换和识别，以达到避碰的目的。为了达到各类终端设备能够在上述信道上自主组网实现信息的相互交换功能，国际标准中又根据终端设备组网的不同阶段先后设计了RATDMA（随机接入—Random Access TDMA）、ITDMA（增量TDMA—Incremental TDMA）、FATDMA（固定接入TDMA—Fixed Access TDMA）、SOTDMA（自组织TDMA—Self-Organized TDMA）和CSTDMA（载波敏感TDMA—Carrier-Sense TDMA）等时分多址接入模式。其中，RATDMA是系统首次接入后进行随机获取发送时隙算法，而ITDMA和FATDMA算法较为简单，一般为直接指定选择侯选时隙。SOTDMA和CSTDMA为AIS终端设备连续发射信息时所用的时隙选择方法，其中CSTDMA为按需检测发送信息，不涉及侯选时隙选择算法。而SOTDMA为自组织检测时隙的占用，需要通过特定算法选择终端设备发射所需要的侯选时隙。因此，在国际AIS标准协议中，SOTDMA和RATDMA作为AIS系统最为关键和最通用的算法需要在AIS发送帧上选择可用侯选时隙进行信息的播发。

在ITU-R M.1371协议中，分别为SOTDMA和RATDMA设计了一套特定算法以使终端设备自动接入AIS时隙中进行信息交换。但是，应用上述算法在最初侯选时隙选择时，设计连续侯选时隙数从≥4为值进行逐步扫描选择，直到获得需要的侯选时隙；这样不但浪费了大量的扫描选择时间，而且选择的侯选时隙可能会产生浪费，因为大部分AIS电文都是单时隙电文。

发明内容

鉴于现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种兼容现有AIS侯选时隙选择算法基础上，增加待发送电文时隙长度参量的改进型侯选时隙选择算法，并归一化多种TDMA侯选时隙入口模型，以节省系统处理资源，提高侯选时隙选择效率。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为一种改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法，其由AIS协议栈终端设备实现，所述AIS协议栈终端设备由AIS协议栈核心处理器、外接AIS时隙选择参量输入接口模块和AIS射频收发机模块组成；所述AIS协议栈终端设备由电源模块供电；所述外接AIS时隙选择参量输入接口模块接收各种电文封装和电文长度的参数数据，以决定和影响时隙选择参数；所述AIS协议栈核心处理器执行时隙选择模型和算法，并进行AIS电文封装；所述AIS射频模收发机模块负责建立AIS的VDL（VHF数据链路—VHF Data Link）链路，以与其他AIS终端设备之间进行信息交换；所述AIS系统侯选时隙优化选择方法的处理步骤如下：

1）根据AIS电文传输需求和AIS终端设备状态，启动AIS侯选时隙选择程序，执行步骤2；

2）利用归一化TDMA时隙SI选择模型确定需要的搜寻的侯选时隙SI，执行步骤3;

其中，所述的模型为：

；

式中，模型执行完毕后

返回待选择的SI参数结构，包括SI起始时隙和SI长度；

是TDMA模式选择标志参数，

为对应于不同TDMA模式的参数结构体，

为电文长度；

3）根据归一化TDMA时隙SI选择模型返回的SI结构体，在一帧AIS时隙中搜寻不小于电文长度

的连续侯选时隙，如果有执行步骤4，没有则执行步骤5；

4）从侯选时隙中选择需要发送电文的时隙；

5）按照ITU-R M1371确定的时隙优先级选择规则，从新选择不小于电文长度的连续侯选时隙，如果有则执行步骤4，否则执行步骤6。

6）如果没有可选的侯选时隙，则监测当前时隙是否可用，如果可用执行步骤7，否则，执行步骤8；

7）继续保留当前时隙；

8）不再预留时隙。

本发明的优点在于其由AIS协议栈终端设备实现，所述AIS协议栈终端设备由AIS协议栈核心处理器、外接AIS时隙选择参量输入接口模块和AIS射频收发机模块组成；并在兼容现有AIS侯选时隙选择算法基础上，优化侯选时隙执行流程，并归一化多种TDMA侯选时隙入口模型，可有效节省系统处理资源，提高时隙选择效率。

附图说明

图1是本发明的AIS协议栈终端设备结构图；

图2是本发明的AIS侯选时隙优化选择方法流程图；

图中：1、AIS协议栈终端设备，2、AIS协议栈核心处理器模块，3、外接AIS时隙选择参量输入接口模块，4、AIS射频收发机模块，5、电源模块。

具体实施方式

一种改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法，其由AIS协议栈终端设备1实现，所述AIS协议栈终端设备1由AIS协议栈核心处理器2、外接AIS时隙选择参量输入接口模块3和AIS射频收发机模块4组成；所述AIS协议栈终端设备1由电源模块5供电；所述外接AIS时隙选择参量输入接口模块3接收各种电文封装和电文长度的参数数据，以决定和影响时隙选择参数；所述AIS协议栈核心处理器2执行时隙选择模型和算法，并进行AIS电文封装；所述AIS射频模收发机模块4负责建立AIS的VDL（VHF数据链路—VHF Data Link）链路，以与其他AIS终端设备1之间进行信息交换；所述AIS系统侯选时隙优化选择方法的处理步骤如下：

3）根据AIS电文传输需求和AIS终端设备状态，启动AIS侯选时隙选择程序，执行步骤2；

4）利用归一化TDMA时隙SI选择模型确定需要的搜寻的侯选时隙SI，执行步骤3;

其中，所述的模型为：

；

式中，模型执行完毕后

返回待选择的SI参数结构，包括SI起始时隙和SI长度；是TDMA模式选择标志参数，

为对应于不同TDMA模式的参数结构体，

为电文长度；

3）根据归一化TDMA时隙SI选择模型返回的SI结构体，在一帧AIS时隙中搜寻不小于电文长度

的连续侯选时隙，如果有执行步骤4，没有则执行步骤5；

4）从侯选时隙中选择需要发送电文的时隙；

5）按照ITU-R M1371确定的时隙优先级选择规则，从新选择不小于电文长度

的连续侯选时隙，如果有则执行步骤4，否则执行步骤6。

6）如果没有可选的侯选时隙，则监测当前时隙是否可用，如果可用执行步骤7，否则，执行步骤8；

7）继续保留当前时隙；

   8）不再预留时隙。

实施例

 （1）归一化TDMA时隙SI选择结果

输入：

=RATDMA_MODE，

=RATDMA_STRUCT,

=1;

输出：

SI_STRUCT = {225,150}。

（2）候选时隙优化选择结果

输入：

=RATDMA_MODE，

=RATDMA_STRUCT,=1;

输出：

SS_STRUCT={SS_FLAG,SS_START,SS_LENGTH} = {1,1125,1};

说明：SS_FLAG：0：从候选时隙中选择，1，继续保留当前时隙，2，不再预留；SS_START：候选时隙起始时隙，SS_LENGTH：候选时隙长度。

Claims (3)

1.一种改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法，其特征在于：其由AIS协议栈终端设备实现，所述AIS协议栈终端设备由AIS协议栈核心处理器、外接AIS时隙选择参量输入接口模块和AIS射频收发机模块组成；所述AIS协议栈终端设备由电源模块供电；所述AIS系统侯选时隙优化选择方法的处理步骤如下：

1）根据AIS电文传输需求和AIS终端设备状态，启动AIS侯选时隙选择程序，执行步骤2；

2）利用归一化TDMA时隙SI选择模型确定需要的搜寻的侯选时隙SI，执行步骤3;

其中，所述的模型为：

；

式中，模型执行完毕后

返回待选择的SI参数结构，包括SI起始时隙和SI长度；

是TDMA模式选择标志参数，

为对应于不同TDMA模式的参数结构体，

为电文长度；

3）根据归一化TDMA时隙SI选择模型返回的SI结构体，在一帧AIS时隙中搜寻不小于电文长度

的连续侯选时隙，如果有执行步骤4，没有则执行步骤5；

4）从侯选时隙中选择需要发送电文的时隙；

5）按照ITU-R M1371确定的时隙优先级选择规则，从新选择不小于电文长度

的连续侯选时隙，如果有则执行步骤4，否则执行步骤6；

6）如果没有可选的侯选时隙，则监测当前时隙是否可用，如果可用执行步骤7，否则，执行步骤8；

7）继续保留当前时隙；

   8）不再预留时隙。

2.根据权利要求1所述的改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法，其特征在于：所述时隙选择方法首先利用归一化TDMA时隙SI选择模型确定需要的搜寻的侯选时隙SI，SI归一化选择模型为：

。

3.根据权利要求1所述的改进的AIS系统侯选时隙优化选择方法，其特征在于：所述外接AIS时隙选择参量输入接口模块接收各种电文封装和电文长度的参数数据，以决定和影响时隙选择参数。

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