CN112637862B - 基于多址优化技术的地卫通信方法和系统 - Google Patents

基于多址优化技术的地卫通信方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了基于多址优化技术的地卫通信方法和系统，其通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。

Description

基于多址优化技术的地卫通信方法和系统
技术领域
本发明涉及卫星通信的技术领域，特别涉及基于多址优化技术的地卫通信方法和系统。
背景技术
在卫星物联网通信场景中，针对地面通信终端与卫星中继之间的多址通信方式包括固定多址通信方式和随机竞争多址通信方式，但是这两种多址通信方式对于不同时延要求的地面通信终端都是采用相同的接入方式，并未对不同时延要求的地面通信终端进行区别化的接入处理，由于不同地面通信终端的工作时长并不相同，若对不同时延要求的地面通信终端均财通的同一模式的接入操作，这会无法实现信道资源的合理分配以及不利于实现信道资源的最优化利用，同时上述两种多址通信方式也不能满足具有较高时延要求的地面通信终端与接入卫星的及时通信，从而严重地降低卫星物联网的通信质量和通信效率。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于多址优化技术的地卫通信方法和系统，其通过获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息，并根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信；可见，该基于多址优化技术的地卫通信方法和系统通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
本发明提供基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息；
步骤S2，根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
步骤S3，根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
进一步，在所述步骤S1中，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
步骤S101，获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据所述通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与所述卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比；
步骤S102，获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，确定所述地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间；
步骤S103，将所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定所述地面通信终端各自的通信时延值；
进一步，在所述步骤S2中，根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
步骤S201，将所述地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若所述通信时延值大于或等于所述预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
步骤S202，根据所述通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；
步骤S203，根据所述地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
进一步，在所述步骤S3中，根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信具体包括：
步骤S301，根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
步骤S302，将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据所述平均通信时间对所述数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
进一步，所述基于多址优化技术的地卫通信方法还包括根据地面通信终端各自的通信数据收发速率值，获取地面通信终端各自的通信时延值，并确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间，并将平均通信时间与预设理论数据包收发时间比对，执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作，其具体为：
第一、获取地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并利用下面公式(1)，确定地面通信终端各自的通信时延值D：
Figure BDA0002856595070000041
在上述公式(1)中，G表示所述卫星物联网对应的通信总带宽值，n表示所述地面通信终端的编号，其取值为从1-N的正整数，vn表示编号为n的地面通信终端的通信数据收发速率值，dn表示编号为n的地面通信终端将传输数据的数据大小，t0表示预设理论数据包收发时间，
Figure BDA0002856595070000042
表示获取所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，
Figure BDA0002856595070000043
表示获取所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间的比值；
第二、根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间以及下面公式(2)，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间R，
Figure BDA0002856595070000044
在上述公式(2)中，M表示地面通信终端的总数量，i表示通信时延较高的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1之间的正整数，j表示通信时延较低的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1-i之间的正整数，vi表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信数据收发速率值，vj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信数据收发速率值，Di表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信时延值，Dj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信时延值，m表示地面通信终端的总数量，
Figure BDA0002856595070000051
表示确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间；
第三、计算平均通信时间R与预设理论数据包收发时间t0之间的差值，当所述差值大于0，则执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作。
本发明还提供基于多址优化技术的地卫通信系统，其特征在于，其包括通信数据收发状态信息确定模块、通信时延信息确定模块、地面通信终端区分模块、多址接入通信模式构建模块和数据副包发送模块；其中，
所述通信数据收发状态信息确定模块用于获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息；
所述通信时延信息确定模块用于根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息；
所述地面通信终端区分模块用于根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端；
所述多址接入通信模式构建模块用于构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
所述数据副包发送模块用于根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
进一步，所述通信数据收发状态信息确定模块获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息具体包括：
获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据所述通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与所述卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比
并获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，确定所述地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间
以及，
所述通信时延信息确定模块根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
将所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定所述地面通信终端各自的通信时延值；
进一步，所述地面通信终端区分模块根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端具体包括：
将所述地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若所述通信时延值大于或等于所述预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
以及，
所述多址接入通信模式构建模块构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
根据所述通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；
再根据所述地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
进一步，所述数据副包发送模块根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信具体包括：
根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
再将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据所述平均通信时间对所述数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信。
相比于现有技术，该基于多址优化技术的地卫通信方法和系统通过获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息，并根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信；可见，该基于多址优化技术的地卫通信方法和系统通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明提供的基于多址优化技术的地卫通信方法的流程示意图。
图2为本发明提供的基于多址优化技术的地卫通信系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
参阅图1，为本发明实施例提供的基于多址优化技术的地卫通信方法的流程示意图。该基于多址优化技术的地卫通信方法包括如下步骤：
步骤S1，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息；
步骤S2，根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
步骤S3，根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信。
上述技术方案的有益效果为：该基于多址优化技术的地卫通信方法通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
优选地，在该步骤S1中，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
步骤S101，获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据该通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与该卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比；
步骤S102，获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据该通信总带宽值和该地面通信终端各自的通信带宽占比，确定该地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间；
步骤S103，将该实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定该地面通信终端各自的通信时延值。
上述技术方案的有益效果为：由于地面通信终端各自的通信数据收发速率值会影响不同地面通信终端在于该卫星之间连接的信道中的通信带宽占比，一般而言通信数据收发速率值越高，其对应的通信带宽占比也越高，再根据该通信总带宽值和该地面通信终端各自的通信带宽占比，能够确定每个地面通信终端完成相应数据包收发操作所需要的实际收发时间，然后计算该实际收发时间与预设理论数据包收发时间的差值，能够计算该地面通信终端各自的通信时延值，从而提高该通信时延值的准确性和可靠性。
优选地，在该步骤S2中，根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
步骤S201，将该地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若该通信时延值大于或等于该预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
步骤S202，根据该通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；
步骤S203，根据该地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式。
上述技术方案的有益效果为：以预设通信时延阈值作为标准，能够最大限度地保证通信时延较高的地面通信终端与通信时延较低的地面通信终端的区分准确性，此外根据该通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配，能够保证发射较强信号的通信时延较高的地面通信终端能够优先实现与卫星之间的多址接入通信。
优选地，在该步骤S3中，根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信具体包括：
步骤S301，根据该多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与该卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据该总通信时间，确定该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
步骤S302，将来自该通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据该平均通信时间对该数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信。
上述技术方案的有益效果为：以该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间作为时隙aloha协议的基准时间，能够有效提高数据副包的被接收率，从而满足通信时延较高的地面通信终端的通信要求和保证地面通信终端的紧急通信性能。
优选地，该基于多址优化技术的地卫通信方法还包括根据地面通信终端各自的通信数据收发速率值，获取地面通信终端各自的通信时延值，并确定该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间，并将平均通信时间与预设理论数据包收发时间比对，执行将来自该通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作，其具体为：
第一、获取地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并利用下面公式(1)，确定地面通信终端各自的通信时延值D：
Figure BDA0002856595070000111
在上述公式(1)中，G表示该卫星物联网对应的通信总带宽值，n表示该地面通信终端的编号，其取值为从1-N的正整数，vn表示编号为n的地面通信终端的通信数据收发速率值，dn表示编号为n的地面通信终端将传输数据的数据大小，t0表示预设理论数据包收发时间，
Figure BDA0002856595070000112
表示获取该通信总带宽值和该地面通信终端各自的通信带宽占比，
Figure BDA0002856595070000113
表示获取该实际收发时间与预设理论数据包收发时间的比值；
第二、根据该多址接入通信模式，确定其对应的所有与该卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据该总通信时间以及下面公式(2)，确定该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间R，
Figure BDA0002856595070000121
在上述公式(2)中，M表示地面通信终端的总数量，i表示通信时延较高的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1之间的正整数，j表示通信时延较低的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1-i之间的正整数，vi表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信数据收发速率值，vj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信数据收发速率值，Di表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信时延值，Dj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信时延值，m表示地面通信终端的总数量，
Figure BDA0002856595070000122
表示确定其对应的所有与该卫星完成遍历通信所需要的总通信时间；
第三、计算平均通信时间R与预设理论数据包收发时间t0之间的差值，当该差值大于0，则执行将来自该通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作。
上述技术方案的有益效果为：通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，并定卫星与通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间，再执行将来自通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作，以使实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
参阅图2，为本发明实施例提供的基于多址优化技术的地卫通信系统的结构示意图。该基于多址优化技术的地卫通信系统包括通信数据收发状态信息确定模块、通信时延信息确定模块、地面通信终端区分模块、多址接入通信模式构建模块和数据副包发送模块；其中，
该通信数据收发状态信息确定模块用于获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息；
该通信时延信息确定模块用于根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息；
该地面通信终端区分模块用于根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端；
该多址接入通信模式构建模块用于构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
该数据副包发送模块用于根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信。
上述技术方案的有益效果为：该基于多址优化技术的地卫通信系统通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
优选地，该通信数据收发状态信息确定模块获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息具体包括：
获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据该通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与该卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比
并获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据该通信总带宽值和该地面通信终端各自的通信带宽占比，确定该地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间
以及，
该通信时延信息确定模块根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
将该实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定该地面通信终端各自的通信时延值。
上述技术方案的有益效果为：由于地面通信终端各自的通信数据收发速率值会影响不同地面通信终端在于该卫星之间连接的信道中的通信带宽占比，一般而言通信数据收发速率值越高，其对应的通信带宽占比也越高，再根据该通信总带宽值和该地面通信终端各自的通信带宽占比，能够确定每个地面通信终端完成相应数据包收发操作所需要的实际收发时间，然后计算该实际收发时间与预设理论数据包收发时间的差值，能够计算该地面通信终端各自的通信时延值，从而提高该通信时延值的准确性和可靠性。
优选地，该地面通信终端区分模块根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端具体包括：
将该地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若该通信时延值大于或等于该预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
以及，
该多址接入通信模式构建模块构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
根据该通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；
再根据该地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式。
上述技术方案的有益效果为：以预设通信时延阈值作为标准，能够最大限度地保证通信时延较高的地面通信终端与通信时延较低的地面通信终端的区分准确性，此外根据该通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配，能够保证发射较强信号的通信时延较高的地面通信终端能够优先实现与卫星之间的多址接入通信。
优选地，该数据副包发送模块根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信具体包括：
根据该多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与该卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据该总通信时间，确定该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
再将来自该通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据该平均通信时间对该数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信。
上述技术方案的有益效果为：以该卫星与该通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间作为时隙aloha协议的基准时间，能够有效提高数据副包的被接收率，从而满足通信时延较高的地面通信终端的通信要求和保证地面通信终端的紧急通信性能。
从上述实施例的内容可知，该基于多址优化技术的地卫通信方法和系统通过获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据该通信数据收发状态信息，确定该地面通信终端各自的通信时延信息，并根据该通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再根据该多址接入通信模式，对该通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现该通信时延较高的地面通信终端与该卫星之间的数据通信；可见，该基于多址优化技术的地卫通信方法和系统通过不同地面终端各自的通信数据收发状态信息确定其对应的通信时延信息，以此区分获得通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式，再对通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以使实现对通信时延较高的地面通信终端的区别化接入操作，从而实现信道资源的合理分配和信道资源的最优化利用，并且还能够有效地改善卫星物联网的通信质量和通信效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息；
步骤S2，根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
步骤S3，根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
其中，在所述步骤S1中，获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息，并根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
步骤S101，获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据所述通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与所述卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比；
步骤S102，获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，确定所述地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间；
步骤S103，将所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定所述地面通信终端各自的通信时延值；
其中，在所述步骤S2中，根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端，并构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
步骤S201，将所述地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若所述通信时延值大于或等于所述预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
步骤S202，根据所述通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；
步骤S203，根据所述地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
其中，在所述步骤S3中，根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信具体包括：
步骤S301，根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
步骤S302，将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据所述平均通信时间对所述数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
其中，所述基于多址优化技术的地卫通信方法还包括根据地面通信终端各自的通信数据收发速率值，获取地面通信终端各自的通信时延值，并确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间，并将平均通信时间与预设理论数据包收发时间比对，执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作，其具体为：
第一、获取地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并利用下面公式(1)，确定地面通信终端各自的通信时延值D：
Figure FDA0003112694510000031
在上述公式(1)中，G表示所述卫星物联网对应的通信总带宽值，n表示所述地面通信终端的编号，其取值为从1-N的正整数，vn表示编号为n的地面通信终端的通信数据收发速率值，dn表示编号为n的地面通信终端将传输数据的数据大小，t0表示预设理论数据包收发时间，
Figure FDA0003112694510000032
表示获取所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，
Figure FDA0003112694510000033
表示获取所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间的比值；
第二、根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间以及下面公式(2)，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间R，
Figure FDA0003112694510000034
在上述公式(2)中，M表示地面通信终端的总数量，i表示通信时延较高的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1之间的正整数，j表示通信时延较低的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1-i之间的正整数，vi表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信数据收发速率值，vj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信数据收发速率值，Di表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信时延值，Dj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信时延值，m表示地面通信终端的总数量，
Figure FDA0003112694510000041
表示确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间；
第三、计算平均通信时间R与预设理论数据包收发时间t0之间的差值，当所述差值大于0，则执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作。
2.基于多址优化技术的地卫通信系统，其特征在于，其包括通信数据收发状态信息确定模块、通信时延信息确定模块、地面通信终端区分模块、多址接入通信模式构建模块和数据副包发送模块；其中，
所述通信数据收发状态信息确定模块用于获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息；
所述通信时延信息确定模块用于根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息；
所述地面通信终端区分模块用于根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端；
所述多址接入通信模式构建模块用于构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
所述数据副包发送模块用于根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
其中，所述通信数据收发状态信息确定模块获取卫星物联网中不同地面通信终端各自的通信数据收发状态信息具体包括：
获取所有地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并根据所述通信数据收发速率值确定在同一时间所有地面通信终端与所述卫星进行通信过程中各自的通信带宽占比
并获取卫星物联网对应的通信总带宽值，并根据所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，确定所述地面通信终端各自完成预设数据包收发操作所需要的实际收发时间
以及，
所述通信时延信息确定模块根据所述通信数据收发状态信息，确定所述地面通信终端各自的通信时延信息具体包括：
将所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间进行比对，从而确定所述地面通信终端各自的通信时延值；
其中，所述地面通信终端区分模块根据所述通信时延信息，将所有地面通信终端区分为通信时延较高的地面通信终端和通信时延较低的地面通信终端具体包括：
将所述地面通信终端各自的通信时延值与预设通信时延阈值进行比对，若所述通信时延值大于或等于所述预设通信时延阈值，则将对应的地面通信终端确定为通信时延较高的地面通信终端，否则，将对应的地面通信终端确定为通信时延较低的地面通信终端；
以及，
所述多址接入通信模式构建模块构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式具体包括：
根据所述通信时延较高的地面通信终端各自的信号发射强度由大到小的顺序，对所有通信时延较高的地面通信终端依次进行地址编号分配；再根据所述地址编号分配的结果，构建关于所有通信时延较高的地面通信终端与卫星之间的多址接入通信模式；
其中，所述数据副包发送模块根据所述多址接入通信模式，对所述通信时延较高的地面通信终端实施以时隙aloha协议为基础的数据副包发送模式，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信具体包括：
根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有通信时延较高的地面通信终端与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间；
再将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包后，再根据所述平均通信时间对所述数据副包以时隙aloha协议为基础进行发送，以此实现所述通信时延较高的地面通信终端与所述卫星之间的数据通信；
其中，所述执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作之前，还包括根据地面通信终端各自的通信数据收发速率值，获取地面通信终端各自的通信时延值，并确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间，并将平均通信时间与预设理论数据包收发时间比对，其具体为：
第一、获取地面通信终端各自的通信数据收发速率值，并利用下面公式(1)，确定地面通信终端各自的通信时延值D：
Figure FDA0003112694510000061
在上述公式(1)中，G表示所述卫星物联网对应的通信总带宽值，n表示所述地面通信终端的编号，其取值为从1-N的正整数，vn表示编号为n的地面通信终端的通信数据收发速率值，dn表示编号为n的地面通信终端将传输数据的数据大小，t0表示预设理论数据包收发时间，
Figure FDA0003112694510000062
表示获取所述通信总带宽值和所述地面通信终端各自的通信带宽占比，
Figure FDA0003112694510000071
表示获取所述实际收发时间与预设理论数据包收发时间的比值；
第二、根据所述多址接入通信模式，确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间，并根据所述总通信时间以及下面公式(2)，确定所述卫星与所述通信时延较高的地面通信终端之间的平均通信时间R，
Figure FDA0003112694510000072
在上述公式(2)中，M表示地面通信终端的总数量，i表示通信时延较高的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1之间的正整数，j表示通信时延较低的地面通信终端的编号值，其取值为1到M-1-i之间的正整数，vi表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信数据收发速率值，vj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信数据收发速率值，Di表示编号为i的通信时延较高的地面通信终端的通信时延值，Dj表示编号为j的通信时延较低的地面通信终端的通信时延值，m表示地面通信终端的总数量，
Figure FDA0003112694510000073
表示确定其对应的所有与所述卫星完成遍历通信所需要的总通信时间；
第三、计算平均通信时间R与预设理论数据包收发时间t0之间的差值，当所述差值大于0，则执行将来自所述通信时延较高的地面通信终端发送的数据包复制形成相应的数据副包的操作。
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