CN110601743B - 一种海上协同应急通信方法及系统 - Google Patents

一种海上协同应急通信方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110601743B
CN110601743B CN201910853729.6A CN201910853729A CN110601743B CN 110601743 B CN110601743 B CN 110601743B CN 201910853729 A CN201910853729 A CN 201910853729A CN 110601743 B CN110601743 B CN 110601743B
Authority
CN
China
Prior art keywords
terminals
communication
terminal
idle
receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910853729.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110601743A (zh
Inventor
廖孙旻
陈涵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
719th Research Institute of CSIC
Original Assignee
719th Research Institute of CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 719th Research Institute of CSIC filed Critical 719th Research Institute of CSIC
Priority to CN201910853729.6A priority Critical patent/CN110601743B/zh
Publication of CN110601743A publication Critical patent/CN110601743A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110601743B publication Critical patent/CN110601743B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/20—Negotiating bandwidth
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/90—Services for handling of emergency or hazardous situations, e.g. earthquake and tsunami warning systems [ETWS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种海上协同应急通信方法及系统，方法包括以下步骤：接收所有船舶卫星终端发送的状态信息；解析状态信息并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端，与发送终端对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端，余下船舶卫星终端标记为空闲终端；计算所有空闲终端的信号衰减度，并按从小到大的顺序排列；计算接收终端与对应发送终端之间通信所需的协助发送终端的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端；计算该发送终端划分给每个协助发送终端的数据大小。解决通信带宽资源短缺或闲置时间较长的问题，将空闲终端合理化利用，提高通信效率，且节约通信成本。

Description

一种海上协同应急通信方法及系统
技术领域
本发明涉及无线电通信技术领域，具体涉及一种海上协同应急通信方法及系统。
背景技术
随着海洋空间和资源的不断开发与发展，海上贸易运输量和海上作业平台、设施等的数量不断增长，然而海洋水域辽阔，环境复杂，船舶在海上航行时移动的范围很广，这些自然条件无疑增加了海上通信的难度，尤其在船舶或设施遇到应急状况时，船舶卫星终端向地面卫星基站发送通信需求的通信难度都会加大，很难保证通信的稳定性和高效性。
传统的海洋通信模式主要是利用海上无线通信、海洋卫星通信和岸基移动通信在通信距离上形成互补关系，然而在通信带宽和通信距离上都存在局限性，难以满足应急状况下海上船舶和设施之间以及与岸基之间的大量数据稳定高效的传输需求。
而且海洋卫星通信服务一般采用带宽租赁的模式，但是对于单个船舶或者作业平台而言，其通信需求并非一成不变，在不同的作业工况下通信的数据量相差甚远，因此容易出现正常作业状态下带宽闲置、而应急工况下通信资源短缺的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种海上协同应急通信方法及系统，解决通信带宽资源短缺或闲置时间较长的问题，，将空闲终端合理化利用，提高通信效率，且节约通信成本。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种海上协同应急通信方法，包括以下步骤：
接收所有船舶卫星终端发送的状态信息，所述状态信息包括船舶航行信息、设备能效信息、船体状态信息以及通信需求信息；
解析所述状态信息，判断所述状态信息中是否存在通信需求信息，若存在通信需求信息，则解析出通信需求信息中具有接收通信需求的船舶卫星终端，以及每个具有接收通信需求的船舶卫星终端所对应的具体发送通信需求的船舶卫星终端，并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下船舶卫星终端标记为空闲终端C；
根据所述接收终端B与所述空闲终端C之间的信号衰减参数，以及该接收终端B对应的所有的发送终端A与该空闲终端C之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C的信号衰减度，以此类推，计算所有空闲终端C的信号衰减度，并按从小到大的顺序排列；
根据所述空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，基于预设的第二算法，计算所述接收终端B与对应发送终端A之间通信所需的协助发送终端P的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端P；
根据所述发送终端A的频道宽度、传输的数据大小，以及所有协助发送终端P的频道宽度，基于预设的第三算法，计算该发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小；以此类推，计算所有的发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小；
以此类推，计算每一个所述接收终端B对应的协助发送终端P中，每一个协助发送终端P划分的数据大小。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第一算法为：
Figure GDA0003171767720000031
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；SCj为Cj的信号衰减度；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；SAiCj为Ai与Cj之间的信号衰减参数；SBCj为所述接收终端B与Cj之间的信号衰减参数。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第二算法为：
Figure GDA0003171767720000032
其中，
Figure GDA0003171767720000033
为Pc的梯度函数。
在上述技术方案的基础上，所述通信效率Ec的计算公式为：
Ec＝fEq2-S(mq+q)
其中，q为空闲终端C的总数；fEq2为表征通信速率的函数；S为平均误码率；S(mq+q)表示整个协助通信过程中的误码率。
在上述技术方案的基础上，所述通信成本Wc的计算公式为：
Figure GDA0003171767720000034
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；ccjB为Cj与接收终端B之间的通信距离；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；cAiCj为Ai与Cj之间的通信距离；fwmq2为表征通信协助任务复杂程度的函数。
在上述技术方案的基础上，所述预设的第三算法为：
Figure GDA0003171767720000041
Figure GDA0003171767720000042
其中，Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；DAi为Ai负责传输的数据；DAiB为Ai传输的数据大小；fAi为Ai的频道宽度；Pk表示第k个协助发送终端P，k＝1、2……n；DPk为Pk负责传输的数据；fPk为Pk的频道宽度。
本发明还提供一种海上协同应急通信系统，其包括：
多个船舶卫星终端，所述船舶卫星终端用于发送状态信息；
地面卫星基站，其包括：
收发单元，其用于接收所有船舶卫星终端的状态信息，所述状态信息包括船舶航行信息、设备能效信息、船体状态信息以及通信需求信息；
状态检测单元，其用于解析所述状态信息，判断所述状态信息中是否存在通信需求信息，若存在通信需求信息，则解析出通信需求信息中具有接收通信需求的船舶卫星终端，以及每个具有接收通信需求的船舶卫星终端所对应的具体发送通信需求的船舶卫星终端，并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下船舶卫星终端标记为空闲终端C；
通信规划单元，其用于根据所述接收终端B与所述空闲终端C之间的信号衰减参数，以及该接收终端B对应的所有的发送终端A与该空闲终端C之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C的信号衰减度，并将所有空闲终端C按照信号衰减度从小到大的顺序排列；
还用于根据所述空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，基于预设的第二算法，计算所述接收终端B与对应发送终端A之间通信所需的协助发送终端P的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端P；
以及用于根据所述发送终端A的频道宽度、传输的数据大小，以及所有协助发送终端P的频道宽度，基于预设的第三算法，计算该发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小。
在上述技术方案的基础上，所述通信需求信息包括通信对象、通信时间和通信数据大小。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的海上协同应急通信方法将船舶卫星终端通信资源统筹管理，将空闲终端合理分配筛选出协助发送终端，以协助发送终端将数据传输给通信需求较大的接收终端，将空闲终端合理化利用，提高通信效率，且节约通信成本，避免传统点对点通信模式可能出现的通信带宽资源短缺或闲置时间较长的问题。而且协助发送终端与发送终端一起工作的模式，形成了多路径通信，能够有效降低通信的信号失真以及错误率。
附图说明
图1为本发明实施例中海上协同应急通信方法的流程图；
图2为本发明实施例中海上协同应急通信系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明实施例提供一种海上协同应急通信方法，包括以下步骤：
S1：接收所有船舶卫星终端发送的状态信息，本发明实施例中的状态信息包括船舶航行信息、设备能效信息、船体状态信息以及通信需求信息，具体的，船舶航行信息包括航速、航向、气象、风速、浪涌、船舶航行姿态，航行时间等；设备能效信息包括船舶主机的油耗、主机的运行状态、主机转速等；船体状态信息包括船板受力、船体部件老化程度等；通信需求信息包括通信对象、通信时间和通信数据大小。
S2：解析状态信息，判断状态信息中是否存在通信需求信息，若存在通信需求信息，则解析出通信需求信息中具有接收通信需求的船舶卫星终端，以及每个具有接收通信需求的船舶卫星终端所对应的具体发送通信需求的船舶卫星终端，并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下没有通信需求信息的船舶卫星终端标记为空闲终端C。本发明实施例中接收终端B为两个，分别标记为B1和B2，与接收终端B1对应的发送终端有两个，分别标记为A1、A2，与接收终端B2对应的发送终端有三个，分别为A1、A2、A3，空闲终端C为四个，分别为C1、C2、C3、C4。
本发明实施例的目的是从所有的空闲终端C中筛选出协助发送终端P来协助发送终端A与该协助发送终端A对应的接收终端B之间的通信，为了提高通信效率和稳定性，协助发送终端P的选择应该基于协助通信路径最优以及通信效率提升率最大的原则，协助发送终端P的选择分为两步，第一步是将所有的空闲终端C按照信号衰减度从小到大进行排列，以确定协助发送终端P的选择的优先顺序，且优先选取信号衰减度小的空闲终端C作为协助发送终端P，具体步骤参见S3；第二步是确定协助发送终端P的数量，按照优先级从排序后的空闲终端C中选取，具体步骤参见S4。
S3：根据接收终端B1与空闲终端C1之间的信号衰减参数，以及A1、A2与该空闲终端C1之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C1的信号衰减度SC1，SC1的计算公式如下：
SC1＝(SA1C1·SBC1)+(SA2C1·SBC1)
其中，SC1为C1的信号衰减度；SA1C1为A1与C1之间的信号衰减参数；SA2C1为A2与C1之间的信号衰减参数；SBC1为接收终端B与C1之间的信号衰减参数。
根据接收终端B1与空闲终端C2之间的信号衰减参数，以及A1、A2与该空闲终端C2之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C2的信号衰减度SC2，SC2的计算公式如下：
SC2＝(SA1C2·SBC2)+(SA2C2·SBC2)
其中，SC2为C2的信号衰减度；SA1C2为A1与C2之间的信号衰减参数；SA2C2为A2与C2之间的信号衰减参数；SBC2为接收终端B与C2之间的信号衰减参数。
按照上述方式，计算空闲终端C3和C4的信号衰减度，并按照信号衰减度将空闲终端C1、C2、C3、C4从小到大排列。
S4：通信的效率会随着协助发送终端P的数量增多而提高，而当协助发送终端P达到一定数量后通信效率会趋于饱和状态，继续增加协助发送终端P的数量所带来的增益效果不明显，而且协助发送终端P的数量越多通信成本将显著增高，因此根据空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，随着空闲终端C的数量的增多，Ec和Wc有着不同幅度的增长，要使Pc达到最大，需要使的梯度函数
Figure GDA0003171767720000081
计算接收终端B1与对应发送终端A1、A2之间通信所需的协助发送终端P的数量，若求得协助发送终端P的数量为2，则将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的2个作为协助发送终端P，并标记为P1和P2。这样获得的协助发送终端P的数量能达到通信效率和通信成本之间的平衡。
S5：根据发送终端A1、A2的频道宽度、以及分别传输给B1的数据大DA1B1和DA2B1，以及协助发送终端P1和P2的频道宽度fP1和fP2，分别计算发送终端A1、A2划分给协助发送终端P1和P2的数据大小。
发送终端A1分别划分给协助发送终端P1和P2的数据大小DP1和DP2的计算公式如下：
DP1＝DA1B1·fP1/(fA1+fP1+fP2)
DP2＝DA1B1·fP2/(fA1+fP1+fP2)
以及发送终端A1负责传输给接收终端B1的数据大小DA1的计算公式如下：
DA1＝DA1B1·fA1/(fA1+fP1+fP2)
发送终端A2分别划分给协助发送终端P1和P2的数据大小DP1和DP2的计算公式如下：
DP1＝DA2B1·fP1/(fA2+fP1+fP2)
DP2＝DA2B1·fP2/(fA2+fP1+fP2)
以及发送终端A2负责传输给接收终端B1的数据大小DA1的计算公式如下：
DA2＝DA2B1·fA2/(fA2+fP1+fP2)
这样可以根据每个协助发送终端的频道宽度确定每个协助发送终端所需协助发送的数据大小，能解决带宽资源短缺或闲置时间较长的问题，最终通过发送终端A1、A2以及协助发送终端P1和P2共同协作将通信数据传输给接收终端B1，实现资源合理分配以及资源利用最大化。
S6：根据接收终端B1的计算步骤，计算接收终端B2与对应的发送终端A1、A2、A3之间通信所需的协助发送终端P的数量，并计算得到每一个协助发送终端P划分发送终端A1、A2、A3的数据大小。
本发明实施例的海上协同应急通信方法将船舶卫星终端通信资源统筹管理，将空闲终端合理分配筛选出协助发送终端，以协助发送终端将数据传输给通信需求较大的接收终端，将空闲终端合理化利用，提高通信效率，且节约通信成本，避免传统点对点通信模式可能出现的通信带宽资源短缺或闲置时间较长的问题。而且协助发送终端与发送终端一起工作的模式，形成了多路径通信，能够有效降低通信的信号失真以及错误率。
进一步，若接收终端B为多个，每个接收终端B分别对应的发送终端A也为多个，将一个接收终端B与该接收终端B对应的发送终端A作为一个通信组，计算每个通信组中的空闲终端C的信号衰减度采用预设的的第一算法计算：
Figure GDA0003171767720000091
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；SCj为Cj的信号衰减度；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；SAiCj为Ai与Cj之间的信号衰减参数；SBCj为接收终端B与Cj之间的信号衰减参数。
更进一步地，根据空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)来获得每个通信组中的协助发送终端P的数量，其中，通信效率Ec的计算公式为：
Ec＝fEq2-S(mq+q)
其中，q为空闲终端C的总数；fEq2为表征通信速率的函数；S为平均误码率(以本发明的实施例为例，本发明的平均误码率是指A1、A2分别与C1、、C2、C3、C4之间的误码率，以及C1、、C2、C3、C4分别与B1之间的误码率，所有的误码率的平均值为平均误码率S)；S(mq+q)表示整个协助通信过程中的误码率。
通信成本Wc的计算公式为：
Figure GDA0003171767720000101
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；ccjB为Cj与接收终端B之间的通信距离；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；cAiCj为Ai与Cj之间的通信距离；fwmq2为表征通信协助任务复杂程度的函数。
为了使Pc达到最大，需要使的梯度函数▽Pc＝0，计算接收终端B1与对应发送终端A1、A2之间通信所需的协助发送终端P的数量。因此预设的第二算法为：
Figure GDA0003171767720000102
其中，
Figure GDA0003171767720000103
为Pc的导数。
更进一步，获得了每个通信组中的协助发送终端P的数量之后，需要获得每个协助发送终端P需要划分每个发送终端的数据大小，根据预设的第三算法计算：
Figure GDA0003171767720000104
Figure GDA0003171767720000111
其中，Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；DAi为Ai负责传输的数据；DAiB为Ai传输的数据大小；fAi为Ai的频道宽度；Pk表示第k个协助发送终端P，k＝1、2……n；DPk为Pk负责传输的数据；fPk为Pk的频道宽度。
参见图2所示，本发明实施例还提供一种海上协同应急通信系统，其包括：
多个船舶卫星终端，船舶卫星终端用于周期性发送状态信息；
地面卫星基站，地面卫星基站用于通过卫星通信监测所有船舶卫星终端的状态信息，规划协作船舶卫星终端，管理各船舶卫星终端完成通信任务；船舶卫星终端用于向地面卫星基站发送状态信息，遵照地面卫星基站下达的通信指令，配合完成通信任务。地面卫星基站包括收发单元、状态检测单元和通信规划单元。收发单元用于接收船舶卫星终端发来的状态信息，还用于向确定好的协助发送终端P发送协作指令；状态监测单元用于整合及处理船舶卫星终端发来的状态信息，将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下船舶卫星终端标记为空闲终端C；并将解析后的信息传递给通信规划单元；通信规划单元会根据各个空闲终端C的位置及状态信息，通过分析计算得到最优化的协同通信方案，确定由哪些船舶卫星终端参与协同通信任务作为协助发送终端P，然后向发送终端A和协助发送终端P下达相应指令。
状态监测单元划分发送终端A、接收终端B和空闲终端C的判断标准为：判断解析出的状态信息是否包含有通信对象、通信时间和通信数据大小。然后将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，状态信息中不包含通信对象、通信时间和通信数据大小的船舶卫星终端标记为空闲终端C。
通信规划单元计算分析得到最优化的协同通信方案的方式为：先根据接收终端B与空闲终端C之间的信号衰减参数，以及该接收终端B对应的所有的发送终端A与该空闲终端C之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C的信号衰减度，并将所有空闲终端C按照信号衰减度从小到大的顺序排列。
再根据空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，基于预设的第二算法，计算接收终端B与对应发送终端A之间通信所需的协助发送终端P的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端P。
最后根据发送终端A的频道宽度、传输的数据大小，以及所有协助发送终端P的频道宽度，基于预设的第三算法，计算该发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小。
收发单元向发送终端A发送协助发送终端P的位置和通信频段信息，指导发送终端A将通信数据切分并分发给协助发送终端P。
本发明实施例的海上协同应急通信系统可对船舶卫星终端进行统筹管理，在出现通信任务时合理利用闲置的通信资源进行协同通信，有效提高了通信的效率和可靠性，增强了海上应急通信的保障性。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种海上协同应急通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收所有船舶卫星终端发送的状态信息，所述状态信息包括船舶航行信息、设备能效信息、船体状态信息以及通信需求信息；
解析所述状态信息，判断所述状态信息中是否存在通信需求信息，若存在通信需求信息，则解析出通信需求信息中具有接收通信需求的船舶卫星终端，以及每个具有接收通信需求的船舶卫星终端所对应的具体发送通信需求的船舶卫星终端，并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下船舶卫星终端标记为空闲终端C；
根据所述接收终端B与所述空闲终端C之间的信号衰减参数，以及该接收终端B对应的所有的发送终端A与该空闲终端C之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C的信号衰减度，以此类推，计算所有空闲终端C的信号衰减度，并按从小到大的顺序排列；
根据所述空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，基于预设的第二算法，计算所述接收终端B与对应发送终端A之间通信所需的协助发送终端P的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端P；
根据所述发送终端A的频道宽度、传输的数据大小，以及所有协助发送终端P的频道宽度，基于预设的第三算法，计算该发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小；以此类推，计算所有的发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小；
以此类推，计算每一个所述接收终端B对应的协助发送终端P中，每一个协助发送终端P划分的数据大小。
2.如权利要求1所述的海上协同应急通信方法，其特征在于，所述预设的第一算法为：
Figure FDA0003171767710000021
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；SCj为Cj的信号衰减度；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；SAiCj为Ai与Cj之间的信号衰减参数；SBCj为所述接收终端B与Cj之间的信号衰减参数。
3.如权利要求1所述的海上协同应急通信方法，其特征在于，所述预设的第二算法为：
Figure FDA0003171767710000022
其中，
Figure FDA0003171767710000023
为Pc的梯度函数。
4.如权利要求1所述的海上协同应急通信方法，其特征在于，所述通信效率Ec的计算公式为：
Ec＝fEq2-S(mq+q)
其中，q为空闲终端C的总数；fEq2为表征通信速率的函数；S为平均误码率；S(mq+q)表示整个协助通信过程中的误码率。
5.如权利要求1所述的海上协同应急通信方法，其特征在于，所述通信成本Wc的计算公式为：
Figure FDA0003171767710000024
其中，Cj表示第j个空闲终端C，j＝1、2……q，q为空闲终端C的总数；ccjB为Cj与接收终端B之间的通信距离；Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；cAiCj为Ai与Cj之间的通信距离；fwmq2为表征通信协助任务复杂程度的函数。
6.如权利要求1所述的海上协同应急通信方法，其特征在于，所述预设的第三算法为：
Figure FDA0003171767710000031
Figure FDA0003171767710000032
其中，Ai表示第i个发送终端A，i＝1、2……m，m为发送终端A的总数；DAi为Ai负责传输的数据；DAiB为Ai传输的数据大小；fAi为Ai的频道宽度；Pk表示第k个协助发送终端P，k＝1、2……n；DPk为Pk负责传输的数据；fPk为Pk的频道宽度。
7.一种海上协同应急通信系统，其特征在于，其包括：
多个船舶卫星终端，所述船舶卫星终端用于发送状态信息，所述状态信息包括船舶航行信息、设备能效信息、船体状态信息以及通信需求信息；
地面卫星基站，其包括：
收发单元，其用于接收所有船舶卫星终端的状态信息；
状态检测单元，其用于解析所述状态信息，判断所述状态信息中是否存在通信需求信息，若存在通信需求信息，则解析出通信需求信息中具有接收通信需求的船舶卫星终端，以及每个具有接收通信需求的船舶卫星终端所对应的具体发送通信需求的船舶卫星终端，并将具有发送通信需求的船舶卫星终端标记为发送终端A，与发送终端A对应的具有接收通信需求的船舶卫星终端标记为接收终端B，余下船舶卫星终端标记为空闲终端C；
通信规划单元，其用于根据所述接收终端B与所述空闲终端C之间的信号衰减参数，以及该接收终端B对应的所有的发送终端A与该空闲终端C之间的信号衰减参数，基于预设的第一算法，计算并得到该空闲终端C的信号衰减度，并将所有空闲终端C按照信号衰减度从小到大的顺序排列；
还用于根据所述空闲终端C的通信效率Ec和通信成本Wc的平衡关系Pc＝f(Ec/Wc)，基于预设的第二算法，计算所述接收终端B与对应发送终端A之间通信所需的协助发送终端P的数量n，并将排序后的所有空闲终端C中排序靠前的n个作为协助发送终端P；
以及用于根据所述发送终端A的频道宽度、传输的数据大小，以及所有协助发送终端P的频道宽度，基于预设的第三算法，计算该发送终端A划分给每个协助发送终端P的数据大小。
8.如权利要求7所述的海上协同应急通信系统，其特征在于，所述通信需求信息包括通信对象、通信时间和通信数据大小。
CN201910853729.6A 2019-09-10 2019-09-10 一种海上协同应急通信方法及系统 Active CN110601743B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910853729.6A CN110601743B (zh) 2019-09-10 2019-09-10 一种海上协同应急通信方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910853729.6A CN110601743B (zh) 2019-09-10 2019-09-10 一种海上协同应急通信方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110601743A CN110601743A (zh) 2019-12-20
CN110601743B true CN110601743B (zh) 2021-11-16

Family

ID=68858533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910853729.6A Active CN110601743B (zh) 2019-09-10 2019-09-10 一种海上协同应急通信方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110601743B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111181657A (zh) * 2020-01-08 2020-05-19 中国电子科技集团公司电子科学研究院 一种海洋分布式自组织网络系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8526941B2 (en) * 2006-06-29 2013-09-03 Atc Technologies, Llc Apparatus and methods for mobility management in hybrid terrestrial-satellite mobile communications systems
CN106951994A (zh) * 2017-03-21 2017-07-14 武汉理工大学 一种海上应急救援站点的选址方法
CN107241695B (zh) * 2017-06-21 2020-07-28 交通运输通信信息集团有限公司 海事卫星终端位置服务系统和遇险船舶协同救助方法
CN109412671A (zh) * 2018-09-21 2019-03-01 清华大学 星空地协同架构下的海上按需通信方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110601743A (zh) 2019-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110474971B (zh) 一种广域低功耗物联网通讯系统及其传输方法
CN103840924B (zh) 基于北斗通信的海洋自主观测平台数据传输方法
CN205563280U (zh) 无人机的飞行控制系统
CN105827301B (zh) 认知星地一体化系统中联合频谱效率及干扰抑制的最优禁区宽度方法
CN110601743B (zh) 一种海上协同应急通信方法及系统
CN101916908A (zh) 动中通平板天线电子变极化系统及电子变极化方法
CN108490464A (zh) 一种适用于消费类终端的网络rtk播发方法
CN113311460B (zh) 一种基于北斗的预警方法及其系统
CN107124220A (zh) 一种用于电力巡检的无人直升机机载卫星通信终端
CN103236146A (zh) 基于ais网络的内河船舶能耗数据传输系统
CN110445530A (zh) 一种机载物联网终端及信息传输方法
CN109559563A (zh) 一种船舶避碰预警系统
CN109239751A (zh) 一种基于广播海洋信息的智能数据处理方法
CN111711991B (zh) 一种星地融合网络中的计算任务调度方法
CN110429972B (zh) 一种船载物联网终端及信息传输方法
CN204926551U (zh) 一种lng船舶远传监控系统
CN215121076U (zh) 一种船舶远程网络通信对讲系统
CN203136175U (zh) 公众移动通信基站测试系统
CN115967620A (zh) 一种自动实现地面站网设备定向匹配的方法与装置
CN109572754A (zh) 一种itcs列车数据实时下载车载设备
CN115379410A (zh) 干扰小区确定方法、干扰处理方法、装置和电子设备
CN107092024A (zh) 基于gps/北斗系统的河道航行船舶的岸上监测系统及使用方法
CN113242078A (zh) 一种无人机数据平台与地面监测站之间的无线连接系统
CN207475573U (zh) 一种通用航空电台
CN109586845A (zh) 远洋船舶与岸基通信的方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant