CN109412671A

CN109412671A - 星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置

Info

Publication number: CN109412671A
Application number: CN201811108522.8A
Authority: CN
Inventors: 冯伟; 李香玲; 葛宁
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2019-03-01

Abstract

本发明实施例提供一种星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置，所述方法包括：若判断获知需要通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取动态中继的控制参数；根据控制参数控制动态中继的运行，并通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务。本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，通过优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了海岸上的基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

Description

星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及海上无线宽带通信技术领域，尤其涉及一种星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置。

背景技术

星空地协同架构是指由卫星、动态中继、地面基站和移动终端构成的通信系统，通过卫星、动态中继和地面基站为移动终端提供通信服务，保证移动终端的通信需求。其中，动态中继是指运行空中的可移动的中继，其空间位置和功率将对星空地协同通信系统中移动终端的数据传输速率有重要影响。

针对海域宽带通信网络，由于海上站址受限，4G、5G等蜂窝网络面向海上的覆盖范围受限；卫星通信覆盖范围广，但由于频谱、轨位等资源受限，难以提供全海域宽带信息覆盖。低空无人机平台具有抬高平台高度、灵活移动的特点，可辅助海岸上的基站扩大覆盖范围，实现海上按需覆盖。因此，将低空无人机作为动态中继平台，同海岸上的基站、卫星、海上的船舶用户终端构成星空地协同架构，弥补海岸上的基站、卫星平台的不足。但是，在低空无人机服务船舶用户终端时，低空无人机和船舶用户终端处于移动状态，两者的相对运动会造成低空无人机与船舶用户终端之间的通信距离动态变化，且使得固定区域内船舶用户需求随时间变化，使得通信速率不稳定，因此，需要依据移动用户需求改变低空无人机路径，从而保证稳定的通信速率。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种星空地协同架构下的海上按需通信方法，包括：

根据船舶用户终端发送的通信请求信息，以及海上气象信息，通过预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务；

若判断获知需要通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取用于控制所述动态中继的控制参数；

根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务。

另一方面，本发明实施例提供一种星空地协同架构下的海上按需通信装置，包括：

判断模块，用于根据船舶用户终端发送的通信请求信息，以及海上气象信息，通过预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务；

计算模块，用于若判断获知需要通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取用户控制所述动态中继的控制参数；

控制模块，用于根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务。

再一方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可能被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述的方法。

又一方面，本发明实施例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，所述计算机程序被处理器执行实现上述的方法。

本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为移动的船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和移动的船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了海岸上的基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

附图说明

图1为本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法示意图；

图2为本发明实施例提供的将低空无人机作为动态中继平台的星空地协同架构的示意图；

图3为本发明实施例提供的低空无人机的初始路径和船舶用户的航迹示意图；

图4为本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信装置示意图；

图5为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

图1为本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法示意图，如图1所示，本发明实施例提供一种星空地协同架构下的海上按需通信方法，该方法包括：

步骤S101、根据船舶用户终端发送的通信请求信息，以及海上气象信息，通过预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务；

步骤S102、若判断获知需要通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取用于控制所述动态中继的控制参数；

步骤S103、根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务。

具体来说，图2为本发明实施例提供的将低空无人机作为动态中继平台的星空地协同架构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的星空地协同架构包括一个宽带卫星、一个海岸上的基站、一个动态中继和若干个移动终端。动态中继搭载于低空无人机平台上，移动终端为海上的船舶用户终端。

首先，通信请求由移动的船舶用户终端发起，基站获取到移动的船舶用户终端发送的通信请求信息后，结合已经获取到的海上气象信息，根据预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为移动的船舶用户终端提供通信服务。

基站获取到的移动的船舶用户终端的通信请求信息中可以携带该船舶呼号和需要的最低传输速率。在星空地协同架构构建时，基站已经获知无人机飞行速度、飞行高度、抗风能力等参数，基站获知船舶呼号后，通过AIS系统能够获知关于船位、航向、船速等信息。

海上气象信息可以包括风、云、雨、雪等。

基站通过综合分析后，若判断获知需要通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取用于控制动态中继的控制参数，该优化问题模型是针对移动用户需求预先设置好的。

在计算出用于控制动态中继的控制参数后，基站将控制参数发送给动态中继，动态中继按照控制参数运行，并为移动的船舶用户终端提供通信服务。

基站通过综合分析后，如果判断获知不需要或者不适合通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务，则继续通过原来的卫星或者基站为船舶用户终端提供通信服务。

本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，通过优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为移动的船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

在上述实施例的基础上，进一步地，所述通信请求信息通过卫星链路获取。

具体来说，在利用低空无人机为海岸上的基站覆盖范围以内的船舶用户终端提供通信服务时，基站直接获取船舶用户终端的通信请求信息；在利用低空无人机为海岸上的基站覆盖范围以外的船舶用户终端提供通信服务时，为了保证船舶用户终端发送的通信请求能够到达基站，则基站通过卫星链路获取船舶用户终端的通信请求信息，即，船舶用户终端首先将通信请求信息发送给卫星，然后，由卫星将该通信请求信息转发给基站。

本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，通过优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为移动的船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和移动的船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述判断条件，具体包括：

a、通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务的最小传输速率，大于等于所述通信请求信息中指示的所述船舶用户终端需要的最小传输速率；

b、通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务的传输速率，大于通过基站为所述船舶用户终端提供通信服务的传输速率；

c、所述海上气象信息满足所述动态中继运行的最低气象条件。

具体来说，由于海上的气象条件较为恶劣，而动态中继在海面上空飞行，有一定的气象条件的要求，另外，船舶用户终端在不同的海域都有相应的最佳接入方式，因此，在收到船舶用户终端的通信请求后，基站需要根据预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务。判断条件至少包括：

a、通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务的最小传输速率，大于等于通信请求信息中指示的船舶用户终端需要的最小传输速率；

b、通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务的传输速率，大于通过基站为船舶用户终端提供通信服务的传输速率；

c、海上气象信息满足动态中继运行的最低气象条件。例如，动态中继运行需要在要求无雨、无雪且风力等级在六级以下的气象条件。

本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信方法，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，通过优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述利用预设的优化问题模型，获取用于控制所述动态中继的控制参数，具体包括：

获取所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务的预设的时间长度，作为服务时间；

将所述服务时间离散化为若干时刻；

求解所述预设的优化问题模型的最优解，获取各个时刻的用于控制所述动态中继的控制参数。

具体来说，在需要通过动态中继为移动的船舶用户终端提供通信服务的条件下，基站就需要根据预设的针对移动用户需求的优化问题模型来优化用于控制动态中继运行的控制参数，以使得动态中继为船舶用户终端提供最佳的通信服务。

在优化过程中，首先获取动态中继为船舶用户终端提供通信服务的预设的时间长度，作为服务时间。该服务时间可以根据动态中继的覆盖范围、船舶的航道和航行速度，通过计算获得。

计算出服务时间后，根据动态中继的运动学和动力学限制和船舶航迹变化的分辨率将服务时间等分成T个时刻，T≥2，每相邻两个时刻间的时间间隔为Δt，以保证经时间间隔Δt低空无人机能够改变飞行状态，且船舶航迹没有明显变化。

求解预设的针对移动用户需求的优化问题模型的最优解，获取T个时刻的用于控制所述动态中继的控制参数。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述控制参数至少包括所述动态中继的路径和所述动态中继的发射功率中的任一种。

具体来说，在通过动态中继为移动的船舶用户终端提供通信服务时，动态中继运行时的路径和动态中继的发射功率对通信服务的质量有着重要影响，因此，基站向动态中继发送的控制参数至少包括动态中继的路径和动态中继的发射功率中的任一种，以使得动态中继为船舶用户终端提供最佳的通信服务。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务之后，还包括：

若判断获知所述船舶用户终端移动到所述动态中继的覆盖范围之外，则向所述动态中继发送返回指令。

具体来说，虽然，通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务，能够扩大基站的覆盖范围，随着船舶向远海不断的行驶，最终依然会超出动态中继的覆盖范围。

当判断获知船舶用户终端移动到动态中继的覆盖范围之外时，则向动态中继发送返回指令，以指示动态中继返回到海岸上的指定位置，或者返回的指定的船舶上，进行加油、充电或者维护等操作。

在以上各实施例的基础上，进一步地，所述动态中继搭载于低空无人机平台上。

具体来说，为了灵活地控制动态中继的运行，以及更方便的维护动态中继，可以将动态中继搭载于低空无人机平台上，也可以搭载到直升机、飞艇等其他空中飞行平台上，具体可以视情况而定。

下面通过一个具体的例子对本发明实施例所述的星空地协同架构下的海上按需通信方法进行详细说明：

如图2所示，该方法利用低空无人机抬高平台高度和灵活移动的特点，根据船舶用户终端的通信需求和海上气象，将低空无人机作为空间位置可变的中继空中平台，基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务，达到增强基站覆盖，降低宽带卫星通信负担的目的；低空无人机按照优化的路径飞行和控制发送功率，保证船舶用户终端通信性能。具体实现步骤包括：

S1，沿航道行驶的船舶用户终端通过卫星链路向基站发送通信请求；

S2，基站收到通信请求后，根据船舶用户终端的通信需求和海上气象判断是否需要部署低空无人机；

S3，在需要部署低空无人机时，基站优化在基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务时间内各个时刻低空无人机的空间位置和发送功率，保证船舶用户终端的通信性能，生成控制信息；

S4，在需要部署低空无人机时，基站将控制信息传递给低空无人机，低空无人机依据控制信息飞行，且为移动的船舶用户终端提供通信服务；

S5，当船舶用户终端驶出基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的覆盖范围，则停放低空无人机，进行加油、充电、等待指令。

选择具有较强的抗风能力和续航能力的低空无人机，飞行高度在3km以下，例如，未来智能WL-30垂直起降固定翼低空无人机和TX26智鹰垂直起降低空无人机。

停放低空无人机的方式有两种，一种是将低空无人机停放在基站附近的机场，通过地面通信链路传输控制信息；另一种是将低空无人机停放在船舶上，通过卫星链路传输控制信息。

基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务时间是指从船舶用户终端进入基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的覆盖范围，到船舶用户终端驶出基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的覆盖范围。

基站优化在基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务时间内各个时刻低空无人机的空间位置和发送功率，各个时刻是指利用时间间隔Δt离散基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的时间，所得到的时间点，根据低空无人机运动学和动力学限制和船舶航迹变化的分辨率设置时间间隔Δt，以保证经时间间隔Δt低空无人机能够改变飞行状态，且船舶航迹没有明显变化。

控制信息主要包括各个时刻低空无人机的空间位置和发送功率。

步骤S2中根据船舶用户终端的通信需求和海上气象判断是否需要部署低空无人机，进一步包括：判断是否需要部署低空无人机的三个条件包括：

(1)通过低空无人机能够为船舶用户终端提供通信服务且满足通信需求；

(2)基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的速率优于基站直接为船舶用户终端提供通信服务的速率；

(3)海上风力低于低空无人机抗风能力，且低空无人机能够平稳飞行。

在满足条件(1)、条件(2)和条件(3)的情况下，选择部署低空无人机。若不能部署低空无人机，在基站为船舶用户终端提供通信服务的速率优于宽带卫星为船舶用户终端提供通信服务的速率时，船舶用户终端通过基站接入宽带，否则，通过宽带卫星接入宽带。

步骤S3中优化在基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务时间内各个时刻低空无人机空间位置和发送功率，保证船舶用户终端通信性能，进一步包括：

令T₀表示基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务的时间。将T₀分成T个时刻，其中任意两个时刻间的时间间隔为Δt。为使T个时刻的最小传输速率最大，基站优化时刻t(t＝1,…,T)低空无人机空间位置和发送功率。

低空无人机与船舶用户终端间、低空无人机与基站间的信道采用两径损耗模型，且服从莱斯衰落。两径包括直射径和反射径，且莱斯衰落统计信息已知。假设海平面光滑平坦，且忽略地球曲面。当发送端和接收端之间的水平距离远大于发送天线高度和接收天线高度时，在时刻t，发送端和接收端的信道可表示为其中g_t表示莱斯衰落，G_t和G_r分别表示发送天线增益和接收天线增益，z_tr,t和z_re,t分别表示发送天线高度和接收天线高度，d_t表示发送端和接收端之间的水平距离。其中针对下行通信系统，所述发送端包括基站和低空无人机；所述接收端包括低空无人机和船舶用户终端。

采用三维笛卡尔坐标系表示空间位置。在时刻t，基站位于C_b＝(0,0,z_b)，中继位于C_u,t＝(x_u,t,y_u,t,z_u,t)，船舶用户终端位于C_s,t＝(x_s,t,y_s,t,z_s,t)。基站空间位置固定，低空无人机和船舶用户终端的空间位置随时间变化。在时刻t，基站-低空无人机信道h_0,t和低空无人机-船舶用户终端信道h_1,t分别表示如下：

其中，g_0,t、G_0,t和G_0,r分别表示基站-低空无人机信道的莱斯衰落、发送天线增益和接收天线增益，g_1,t、G_1,t和G_1,r分别表示低空无人机-船舶用户信道的莱斯衰落、发送天线增益和接收天线增益。

为避免基站-低空无人机链路与低空无人机-船舶用户终端链路间的干扰，采用TDMA技术。针对下行通信系统，基站将数据传输给动态中继，在时刻t传输速率表示如下：

动态中继将数据传输给船舶用户终端，在时刻t传输速率表示如下：

其中，E{·}表示针对莱斯衰落求均值，P_0,t和P_1,t分别表示基站发送功率和中继发送功率，表示高斯白噪声功率。低空无人机采用译码转发方法。考虑到低空无人机-船舶用户终端链路传输速率应小于基站-低空无人机链路传输速率，可得R_t≤R_0,t。

基于运动学和动力学对低空无人机速度和高度的限制，可得且z_min≤z_u,t≤z_max，其中C_min和C_max分别表示经过Δt最小飞行距离和最大飞行距离，z_min和z_max分别表示最低飞行高度和最高飞行高度。

基站通过优化低空无人机位置信息C_u,t和发送功率P_1,t(t＝1,…,T)，达到最大化最小传输速率的目的。所述优化问题模型表示如下：

z_min≤z_u,t≤z_max,t∈Λ₂

0≤P_1,t≤P_max,t∈Λ₂

R_t≤R_0,t,t∈Λ₂

R_t≥R_min,t∈Λ₂

其中，P_max表示低空无人机最大发送功率。E₀表示在时间T₀内低空无人机可容忍最大能耗。R_min表示船舶用户终端最低速率需求。

在优化T个时刻的低空无人机空间位置和发送功率时，设置Λ₁＝{2,...,T}和Λ₂＝{1,...,T}。在将T个时刻分成N段，第n段的长度为T_n时，即T＝NT_n，依次优化低空无人机位置信息和发送功率时，对于第1段，设置Λ₁＝{2,...,T_n}和Λ₂＝{1,...,T_n}；对于第n段(n≥2)，设置Λ₁＝Λ₂＝{(n-1)T_n+1,...,nT_n}，且的值为第n-1段的解同时，将约束条件替换为

所述优化问题可通过迭代求解，即设置空间位置初始值，1)基于已知空间位置求解发送功率，2)基于已知发送功率求解空间位置，重复1)和2)，直到达到最大迭代次数，其中利用cvx工具求解发送功率，利用连续凸近似(successive convex optimization)和二分法(bisection method)求解空间位置。

空间位置初始值考虑限制条件R_t≤R_0,t，设置起点坐标为其中

图3为本发明实施例提供的低空无人机的初始路径和船舶用户的航迹示意图，基于低空无人机和船舶相对速度对性能的影响，在船舶用户终端沿直线行驶时，初始空间位置组成的初始路径如图3所示，所述初始路径由K个半圆组成，其中对于第k个半圆，k为偶数时半径为r₁，k为奇数时半径为r₂，两个半圆的圆心距离为d₀＝|r₁-r₂|。在船舶轨道平行于y轴时，第k个半圆的圆心为

在实验分析中，假设基站位于(0,0,300)米，船舶经点(1.6×10⁴,5.75×10³,10)米沿直线航道行驶时，基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务。低空无人机初始位置起点为(1.46×10⁴,5.25×10³,500)米，r₁＝993.71米，d₀＝472.46米。低空无人机飞行高度在范围[100,500]米内。其他参数见表1。

表1实验参数值

实现结果表明了分段长度T_n和低空无人机最小飞行速度v_u,min与传输速率R_t的关系，通过优化空间位置和发送功率，相比于初始路径，明显降低了船舶用户在航行期间的最大传输速率和最小传输速率的差值，且在分段长度T_n接近总时间T时，能够改善传输速率。在低空无人机最小飞行速度接近船舶航行速度时，能够有效改善船舶在航行期间的传输速率。

此外，将本发明与各时刻独立优化的方案进行比较，实验结果给出了初始路径、本发明中的优化空间位置组成的路径和各时刻独立优化方法的空间位置组成的路径。可以得出，当各时刻独立优化时，低空无人机逐渐偏离船舶用户。这是因为在优化时刻t的空间位置时，没有考虑t₀>t时船舶用户的性能，而本发明有效的避免了这个情况。可以得出对比方法的传输速率不断降低，而本发明有效的改善了船舶用户的传输速率。

综上所述，本发明利用低空无人机抬高平台高度和灵活移动的特点，根据船舶用户终端的通信需求和海上气象，将低空无人机作为空间位置可变的中继空中平台，基站通过低空无人机为船舶用户终端提供通信服务，达到增强基站覆盖，且降低宽带卫星通信负担的目的；低空无人机按照优化的路径飞行和控制发送功率，保证船舶用户通信性能。

图4为本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信装置示意图，如图4所示，本发明实施例提供一种星空地协同架构下的海上按需通信装置，用于执行上述任一实施例中所述的方法，具体包括判断模块401、计算模块402和控制模块403，其中：

判断模块401用于根据船舶用户终端发送的通信请求信息，以及海上气象信息，通过预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务；计算模块402用于若判断获知需要通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务，则利用预设的优化问题模型，获取用户控制所述动态中继的控制参数；控制模块403用于根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务。

具体来说，首先，通信请求由船舶用户终端发起，基站获取到船舶用户终端发送的通信请求信息后，结合已经获取到的海上气象信息，根据预设的判断条件，判断是否需要通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务。

基站获取到的船舶用户终端的通信请求信息中可以携带该船舶呼号、需要的最低传输速率，在星空地协同架构构建时，基站已经获知无人机飞行速度、飞行高度、抗风能力等参数，基站获知船舶呼号后，通过AIS系统能够获知关于船位、航向、船速等信息。

海上气象信息可以包括风、云、雨、雪等。

基站通过判断模块401进行综合分析后，若判断获知需要通过动态中继为船舶用户终端提供通信服务，则再通过计算模块402利用预设的优化问题模型，获取用于控制动态中继的控制参数。

在计算出用于控制动态中继的控制参数后，基站通过控制模块403将控制参数发送给动态中继，动态中继按照控制参数运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务。

本发明实施例提供的星空地协同架构下的海上按需通信装置，针对船舶用户终端移动带来的固定区域内时变用户需求，通过优化动态中继的控制参数，使动态中继在运行过程中为移动的船舶用户终端提供通信服务，保证了动态中继和移动的船舶用户终端之间稳定的传输速率，提高了通信的稳定性，同时扩大了基站的覆盖范围，降低了宽带卫星通信的负担。

图5为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图，如图5所示，所述设备包括：处理器501、存储器502和总线503；

其中，处理器501和存储器502通过所述总线503完成相互间的通信；

处理器501用于调用存储器502中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

本发明实施例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，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所描述的装置及设备等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

1.一种星空地协同架构下的海上按需通信方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信请求信息通过卫星链路获取。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断条件，具体包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用预设的优化问题模型，获取用于控制所述动态中继的控制参数，具体包括：

将所述服务时间离散化为若干时刻；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数至少包括所述动态中继的路径和所述动态中继的发射功率中的任一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述控制参数控制所述动态中继的运行，并通过所述动态中继为所述船舶用户终端提供通信服务之后，还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动态中继搭载于无人机平台上。

8.一种星空地协同架构下的海上按需通信装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至7任一所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一所述的方法。