CN104168054B - Ais航标链路的信息传递方法 - Google Patents

Abstract

AIS航标链路的信息传递方法，使用基站和多个AIS航标中继站进行信息传递，包括如下步骤：A.规划航标链路，确定各个航标站点的优先级，预设置识别码信息到各航标站点；B.发送信息时，包含转发次数、信息接收目的地识别码、信息发射源识别码的信息；C.各航标站点接收信息后，判断接收信息是上行还是下行；判断接收信息是否符合自身上行和下行转发标准；D.转发信息时，只修改原始信息中的转发次数信息，编辑转发次数信息时，根据上一级站点或下一级站点是否故障，以接收信息的转发次数信息为基准加1或加2。本发明所述的AIS航标链路的信息传递方法，充分发挥航标链路中继功能，最大限度避免冗余信息，并具有强自适应功能。

Description

AIS航标链路的信息传递方法

技术领域

本发明属于通信领域，涉及一种AIS航标链路的信息传递方法。

背景技术

船舶自动识别系统（Automatic Identification System, 简称AIS系统）由岸基（基站）设施和船载设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通讯技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。AIS航标是AIS自动识别系统基于辅助导航领域的应用，它能为船舶提供有效的导航信息，如位置、水文气象信息，并且能与岸基站监控中心进行信息交互，实时提供自身性能及状态监测数据，界定海上特殊区域范围，提供告警信息，提高海上交通的安全性。

由于单个AIS航标设备收发VDL信息的作用距离有限，远海航标不能直接与岸基站进行信息交互，因此为了实现对远海区域的监控，便引入航标链路来实现中继数据的传输，从而实现信息的远距离监控。但航标链路带来的副作用就是容易增加VDL链路上的冗余数据容量（中继数据被多个航标设备重复转发），增加链路负荷，并且链路中一旦某台设备失效则引起整个链路中断。

IEC标准中虽提出了航标链路的概念，但是没有提及如何有效避免链路冗余数据和提高航标链路系统的健壮性。

发明内容

为克服现有AIS航标链路中冗余数据容量大，链路负荷重，链路中一旦某台设备失效则引起整个链路中断的技术缺陷，本发明公开了一种AIS航标链路的信息传递方法。

本发明所述AIS航标链路的信息传递方法，使用包括基站和多个中继站进行信息传递，包括如下步骤：

A.规划航标链路，对航标链路从起点到终点的站点依次进行从0开始，由小到大的编号；按照编号顺序设定各站点的优先级，所述起点为距离基站最近的站点；航标链路中越靠近基站的站点优先级越高，其编号越小；对各站点预设识别码信息；

B．发送信息时，所发送的信息包含标记已被转发次数的转发次数信息、发送站点或接收站点的识别码信息；初始发送时，转发次数信息为一预设基准值B0=0；对于上行报文，初始发射源为链路中的任意一台航标；对于下行报文，初始发射源为基站；

C. 航标链路中各站点接收信息后，判断接收信息中的目的地识别码是否为本站点的识别码；若是则自行处理，若不是则进入步骤C1；

C1. 判断接收信息是上行还是下行，若接收信息的发射源识别码优先级低于自己则为上行，若接收信息的目的地识别码优先级低于自己则为下行，并进入步骤C2；

C2. 判断接收信息是否符合自身上行或下行转发标准；

按照航标设备的国际标准，每一级站点必须周期广播发射自身位置信息报文(21号报文)，其相邻的上一级和下一级站点周期检测是否接收到该站点发射的广播位置报文，连续两个周期都未接收到该站点的广播位置报文，则判定该站点发生故障；当判定某站点故障后，对于上行或下行报文的转发标准有所区分；

当为上行时，判断接收信息的转发次数是否符合上行转发标准；

所述上行转发标准为：若下一级站点无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减1；若下一级站点发生故障，则接收信息中转发次数信息与与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减2；

当为下行时，判断接收信息的转发次数是否符合下行转发标准；

所述下行转发标准为：若上一级站点无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级；若上一级站点发生故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级再减1；

D.各站点只转发符合自身上行和下行转发标准的信息；

对于上行报文，在编辑自身转发次数信息时，若下一级站点无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2；

对于下行报文，在编辑自身转发次数信息时，若上一级站点无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2；

所述转发次数信息包含在AIS报文信息原有的转发标志符及空闲位中，所述转发标识符及空闲位的比特数为4位，航标链路可以达到16级，同时保持了原有AIS报文结构不受影响。

本发明所述的AIS航标链路的信息传递方法，充分发挥了航标链路的中继功能，最大限度的避免了冗余信息，并具有强自适应功能。当链路中某站点设备损坏后，其相邻站点设备能够自动调整链路拓扑结构，将该损坏的设备排除在链路之外，使整个链路功能不受影响。本算法解决了以下两个核心问题，其一是合理地规划了中继链路上各站点设备的优先级，决策是否转发信息，避免重复转发；其二是自适应调整各自在链路中的优先级，消减损坏设备造成的中继链路中断。

附图说明

图1为本发明所述航标链路的优先权等级示意图；

图2示出本发明一种具体实施方式流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

首先，从岸上基站地理位置到远海最远端航标所在地理位置，规划一条航标链路。具体为按照航标设备的无线信号作用范围，确定中继航标的地理位置及所需个数，为了避免某站点发生故障造成链路中断，链路中的每一级航标站点的地理位置应该在其无线信号收发范围内覆盖上行的两级航标和下行的两级航标。并且依次分配各个站点的优先级序号，从距离岸上基站最近的方向开始分配，如图1所示，航标链路包括基站和n个站点，对各站点，从0开始依次编号，编号越小优先级越高，即距离岸上基站越近其优先级越高，为描述方便，定义各站点的上一优先级站点为其父设备，下一优先级站点为其子设备。

发送信息时，所发送的信息包含标记已被转发次数的转发次数信息、发送站点或接收站点的识别码信息；初始发送时，转发次数信息为一预设基准值B0=0；

航标链路中各站点接收信息后，根据接收信息中的目的地识别码判断自己是否是接收终点，若是则自行解析该信息；若不是则根据接收信息的优先级信息判断接收信息是上行还是下行，发射源优先级低于自己则为上行，目的地优先级低于自己则为下行；

当为上行时，判断接收信息的转发次数是否符合上行转发标准；所述上行转发标准为：若子设备无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减1；若子设备发生故障，则接收信息中转发次数信息与与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减2；

当为下行时，判断接收信息的转发次数是否符合下行转发标准；所述下行转发标准为：若父设备无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级；若父设备发生故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级再减1；

各站点只转发符合自身上行和下行转发标准的信息；对于上行报文，在编辑自身转发次数信息时，若子设备无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2；对于下行报文，在编辑自身转发次数信息时，若父设备无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2；

通过周期检测是否接收到子设备或父设备的广播21号报文来判定子设备或父设备是否发生故障；

所谓上行是信息从最远端站点传输到岸上基站的过程，下行则方向相反。根据转发信息中包含的转发次数信息，可以判断是否符合自身转发标准；以上行为例，例如原始信息发射者在其报文中的转发次数设置为0，每经过一次转发，中继站将其转发信息中的转发次数加1。为了减少重复转发，在上行过程中，设定每一级站点发射或转发的上行报文只能被其父设备再次转发，即中继站n发射的报文只能被中继站n-1转发，若其他中继站，例如n-2，n-3、n+1等也收到中继站n发出的报文，则不能越级或逆向转发。

中继站n-2收到经中继站n-1转发的中继站n的报文后，修改转发次数，再次将其转发出去。如此循环，直到将该中继站n的报文传递到基站，由于没有改变报文的其它原始信息,基站解析该报文，就可以知道该报文来自中继站n。

报文的下行传递过程与上行类似，只不过转发次数计算判断有微小区别。例如按照图1所示方式为各个中继站进行优先级编号，基站下发给某个设备的控制报文，其转发次数为0，航标0收到后判断其目的MMSI,若为自己则处理，若不是自己则判断是否自己的下级设备，若是则判断转发次数，若转发次数等于自己的优先级，则表示是自己的父设备转发来的报文，将转发次数加1后再次转发该报文，若转发次数不等于自己的优先级，则该报文可能是被下级航标转发的报文又被自己接收到，这种情况则不需转发，如此循环直到链路上的目的站点接收并处理该报文。

对于链路中任意站点发生故障，其相邻站点应该能够及时检测到，并相应修改转发报文的条件。具体实现中，以前述的优先权编号0、1…n和父、子设备定义，各站点定时判断其父设备和子设备的运行状况，若连续一段时间没有接收到其父或子设备的广播报文，则认为父或子设备发生故障，此时，修改前述转发报文的转发条件。对于下行报文，若认为父设备故障，则将原有的下行转发标准修改为当接收报文的转发次数等于自己的优先级减1就转发，对于上行报文，若认为子设备故障，则修改上行转发标准为当接收报文的转发次数等于航标链路起点的优先级减去自己的优先级再减2时就转发。转发报文时修改报文转发次数，在原有的转发次数基础上多加1，以抵消损坏设备的影响，从而对更前级或更后级的设备来说该损坏设备对链路中继不产生影响。

本发明中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.AIS航标链路的信息传递方法，使用包括基站和多个航标中继站进行信息传递，其特征在于，包括如下步骤：

A.规划航标链路，对航标链路从起点到终点的站点依次进行从0开始，由小到大的编号；按照编号顺序设定各站点的优先级，所述起点为距离基站最近的站点；航标链路中越靠近基站的站点优先级越高，其编号越小；对各站点预设识别码信息；

B．发送信息时，所发送的信息包含标记已被转发次数的转发次数信息、发送站点或接收站点的识别码信息；初始发送时，转发次数信息为一预设基准值B0=0；对于上行报文，初始发射源为链路中的任意一台航标；对于下行报文，初始发射源为基站；

C. 航标链路中各站点接收信息后，判断接收信息中的目的地识别码是否为本站点的识别码；若是则自行处理，若不是则进入步骤C1；

C1. 判断接收信息是上行还是下行，若接收信息的发射源识别码优先级低于自己则为上行，若接收信息的目的地识别码优先级低于自己则为下行，并进入步骤C2；

C2. 判断接收信息是否符合自身上行或下行转发标准；

正常时，各站点周期广播发射自身位置信息报文，其相邻的上一级和下一级站点周期检测是否接收到该站点发射的广播位置报文，若连续两个周期都未接收到该站点的广播位置报文，则判定该站点发生故障；当判定某站点故障后，对于上行或下行报文处理过程分别如下；

当为上行时，判断接收信息的转发次数是否符合上行转发标准；

所述上行转发标准为：若下一级站点无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减1；若下一级站点发生故障，则接收信息中转发次数信息与与预设基准值B0的差值DU 等于发射源优先级与自己优先级的差值再减2；

当为下行时，判断接收信息的转发次数是否符合下行转发标准；

所述下行转发标准为：若上一级站点无故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级；若上一级站点发生故障，则接收信息中转发次数信息与预设基准值B0的差值 DD等于自己优先级再减1；

若满足自身上行或下行转发标准，则进入步骤D；

D.各站点只转发符合自身上行和下行转发标准的信息；

对于上行报文，在编辑自身转发次数信息时，若下一级站点无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2；

对于下行报文，在编辑自身转发次数信息时，若上一级站点无故障，则以接收信息的转发次数信息为基准加1；否则加2。

2.如权利要求1所述的AIS航标链路的信息传递方法，其特征在于，所述转发次数信息包含在AIS报文信息原有的转发标志符及空闲位中，所述转发标识符及空闲位的比特数为4位。