CN113242088B - Vde-sat系统通信覆盖动态配置方法 - Google Patents

Vde-sat系统通信覆盖动态配置方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种VDE‑SAT系统通信覆盖动态配置方法，所述方法包括以下步骤：对VDE‑TER岸基基站和特殊通信区域进行信息标记Ti；获取N个预设的标记区域信息TN＝(T1，T2，...，TN)，将所述标记区域按经度
Figure DDA0003126652090000011
和纬度
Figure DDA0003126652090000012
进行排序，并预存在VDE‑SAT系统中；VDE‑SAT系统根据自身在t时刻经纬度信息(jt，wt)、通信波束覆盖
Figure DDA0003126652090000013
情况以及标记区域的通信覆盖状态执行通信操作，动态配置VDE‑SAT系统通信覆盖情况。

Description

VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其是一种VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法。
背景技术
VDES(VHF Data Exchange System，甚高频数据交换系统)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)加强和升级版系统，VDES在集成了现有AIS功能的基础上，增加了特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能，VDE包括VDE-TER(VDE-Terrestrial，基于地面的VDE)和VDE-SAT(VDE-Satellite，基于卫星的VDE)两大系统。VDE-TER是负责近海区域船舶与岸基通信或船舶与船舶之间通信，VDE-SAT则是为了远海(岸基无法覆盖的区域)。
由于卫星覆盖距离广，一般600Km轨道高度天线张角为±60°时，覆盖范围直径有2500Km，而VDE-TER岸基基站覆盖范围只有30～50Km，远小于卫星覆盖范围。G1139中规定了VDE-SAT系统可以使用与VDE-TER共享的通信频段和专用通信频段，通信频段的使用说明在卫星广播帧和地面广播帧由专门指示，其使用在资源分配帧中向船台通知，船台根据信道资源分配信息，与VDE-SAT、VDE-TER系统通信接入。G1139 Annex E章节明确了VDE-TER系统通信的优先级应高于VDE-SAT系统，也就是VDE-SAT系统通信时需要规避对VDE-TER系统的干扰，暂停使用共享频段。
对于规避策略，G1139协议中没有明确具体的方法，VDE-SAT系统和VDE-TER系统之间没有通信通道；其次，如果船台告知VDE-SAT系统此时已经同时被VDE-TER系统覆盖，是可以解决同时被两个系统覆盖的场景时的干扰，但会引入另一个问题，多艘船台同时被两个系统覆盖时，都会向VDE-SAT系统发出通知，造成VDE-SAT系统请求困难；最后就是额外增加VDE-SAT系统与VDE-SAT系统之间的物理通道，这也会额外增加系统的复杂度。
基于这样应用场景，本发明是基于VDE-SAT应用提出的一种通信覆盖动态配置方案，主要解决VDE-SAT系统对VDE-SAT系统同时覆盖产生的干扰规避问题，该动态配置方案还能额外实现基于VDE-SAT系统实现特殊区域的通信功能。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本申请提出了一种VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法，所述方法包括以下步骤：
对VDE-TER岸基基站和特殊通信区域进行信息标记Ti；
获取N个预设的标记区域信息TN＝(T1，T2，...，TN)，将所述标记区域按经度
Figure GDA0003924171120000021
和纬度
Figure GDA0003924171120000022
进行排序，并预存在VDE-SAT系统中；
VDE-SAT系统根据自身在t时刻经纬度信息(jt，wt)、通信波束覆盖
Figure GDA0003924171120000023
情况以及标记区域的通信覆盖状态执行通信操作，动态配置VDE-SAT系统通信覆盖情况。
在一个可能的实现方式中，所述信息标记内容包括：区域的位置信息、覆盖情况以及通信覆盖状态。
在一个可能的实现方式中，所述对VDE-TER岸基基站和特殊通信区域进行标记Ti，包括：所述标记信息取一矩形范围内作为一个标记区域。
在一个可能的实现方式中，所述区域的位置信息包括：经度和纬度(Ji，Wi)；所述覆盖情况包括：覆盖的经度方向差和维度方向差(Fi J，Fi W)；所述通信覆盖状态为Zi，包括所述VDE-SAT系统的开关机、通信频段切换和基于VDE-SAT系统特殊通信状态指示。
在一个可能的实现方式中，基于所述VDE-SAT系统的运动轨迹预测并即将接入的标记区域，清除离开的标记区域的缓存数据。
在一个可能的实现方式中，区域的覆盖情况的判断方法包括：
覆盖公式可表示为
Figure GDA0003924171120000031
(j，w)表示覆盖区域的点，判断岸基基站是否被VDE-SAT系统覆盖，可根据公式
Figure GDA0003924171120000032
当C1和C2同时为真时，表示岸基基站与VDE-SAT系统覆盖的覆盖区域重叠，C1或C2假时，表示未被覆盖。
在一个可能的实现方式中，所述通信操作包括：开关机、上下行使用的通信频段以及特殊区域通信操作。
在一个可能的实现方式中，所述执行通信操作包括：自定义配置通信覆盖动态配置策略。
在一个可能的实现方式中，所述VDE-TER岸基基站以及所述特殊通信区域的标记信息在通信过程中进行上载更新。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：本说明提供的方法根据区域状态的设置，选择开关机，能够有效节省卫星能源消耗；根据预设置的VDE-TER岸基基站的覆盖情况，有效控制通信频段的使用，降低VDE-SAT系统对VDE-TER系统的干扰；对于特殊区域，可以基于VDE-SAT系统实现特殊通信；该动态配置方法实现简单，复杂度低；区域标记信息可通过在轨上注，能够被实时更新，满足地面标记区域的动态变化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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。
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
附图说明
图1是本发明提供的VDE-SAT和VDE-TER频段使用说明；
图2是本发明提供的VDE-SAT覆盖动态配置方法流程图；
图3是本发明提供的VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
VDE-SAT系统和VDE-TER系统都服务于海上船舶用户，当船舶被VDE-TER系统覆盖时，会优先选择VDE-TER系统。如图1所示，VDE-SAT系统和VDE-TER系统共同使用12个25kHz的通信频段，可划分为6个50kHz通信频段，分别为AL，BL，CL，AH，BH，CH，其中AL和AH为VDE-SAT系统专用频段，其它频段为共享频段。因此，当VDE-SAT系统覆盖VDE-TER系统时，需要规避BL，CL，BH，CH的使用，防止对VDE-TER岸基产生干扰。基于这样的实时，需要对VDE-TER岸基基站进行标记，控制VDE-SAT系统通信频段的使用。基于这样的策略，还可以实现基于VDE-SAT系统实现特定区域的通信需求。
本发明提供一种VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法，如图2所示，包括以下步骤：对VDE-TER岸基基站和特殊通信区域进行信息标记Ti；获取N个预设的标记区域信息TN＝(T1，T2，…，TN)，将所述标记区域按经度
Figure GDA0003924171120000051
和纬度
Figure GDA0003924171120000052
进行排序，并预存在VDE-SAT系统中；VDE-SAT系统根据自身在t时刻经纬度信息(jt，wt)、通信波束覆盖
Figure GDA0003924171120000053
情况以及标记区域的通信覆盖状态执行通信操作，动态配置VDE-SAT系统通信覆盖情况。
具体的，对VDE-TER岸基基站及特定区域进行标记方法如下：
对于VDE-TER岸基基站及特定区域标记信息表示为Ti＝(Ji，Wi，Fi J，Fi W，Zi)，其中(Ji，Wi)为经纬度信息，Zi为通信覆盖状态，(Fi J，Fi W)；表示为覆盖情况。其中，通信覆盖状态Zi不局限于开关机、通信频段切换和特殊通信覆盖状态指示，可灵活根据任务需求和系统设计来预先设置。覆盖区域内的点可表示为(j，w)，矩形覆盖法满足不等式组(1)，
Figure GDA0003924171120000056
如图3所示，图中包含VDE-SAT系统运动轨迹、覆盖情况、多个VDE-TER岸基基站及覆盖情况、特殊区域及覆盖，岸基基站覆盖半径在30～50公里，可换算成
Figure GDA0003924171120000057
和
Figure GDA0003924171120000058
值，特殊区域覆盖范围可自定义设置。N个标记区域TN分别按经、纬度排序可得到
Figure GDA0003924171120000059
和
Figure GDA00039241711200000510
图3给出N＝9范例。对于新增的标记区域，可按顺序插入到
Figure GDA00039241711200000511
和
Figure GDA00039241711200000512
方便在轨上注更新。
VDE-SAT系统存储
Figure GDA00039241711200000513
和
Figure GDA00039241711200000514
根据t时刻自身位置(jt，wt)，判断是否覆盖标记区域，如果覆盖比较区域则记录该区域，对于存在多个标记区域情况，可按照通信覆盖状态优先级进行动态配置覆盖情况。
具体的，VDE-SAT系统动态配置覆盖方法如下：
首先确定VDE-SAT系统覆盖范围，覆盖参数为
Figure GDA00039241711200000515
在t时刻，VDE-SAT系统自身位置为(jt，wt)，覆盖范围内的点为(j，w)，根据公式(1)覆盖范围内的点可表示为公式(2)，
Figure GDA0003924171120000061
判断标记区域Ti被VDE-SAT系统覆盖条件如公式(3)中C1和C2：
Figure GDA0003924171120000062
当C1和C2同时为真时，即表示标记区域Ti被覆盖。因为
Figure GDA0003924171120000063
和
Figure GDA0003924171120000064
是已按照规律排序，VDE-SAT系统运动轨迹是连续的。
然后，在t时刻，对于判断M个标记区域Ti被覆盖为真时，需要缓存标记区域HM(t)，但是缓存的形式是以经纬度排序后的标记区域
Figure GDA0003924171120000065
和
Figure GDA0003924171120000066
换句话说，分别按序拷贝
Figure GDA0003924171120000067
和
Figure GDA0003924171120000068
区域中信息。同样的，根据公式(3)判断HM(t)中的标记区域是否已经移出覆盖区域，判断依据为C1或C2为假时，即可判断标记区域已经移出覆盖区域。如图3所示，VDE-SAT系统按照运行轨迹移动，在某时刻，检测到T5和T6被同时覆盖，相应标记区域满足公式(3)。
最后，实时根据缓存标记区域HM(t)中的通信覆盖状态Zi，按照优先级执行相应的通信覆盖操作。
本文中应用了具体个例对发明构思进行了详细阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离该发明构思的前提下，所做的任何显而易见的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性地，本申请的真正范围和精神由上述的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种VDE-SAT系统通信覆盖动态配置方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
对VDE-TER岸基基站和特殊通信区域进行信息标记Ti；
获取N个预设的标记区域信息TN＝(T1，T2，...，TN)，将所述标记区域按经度
Figure FDA0003924171110000011
和纬度
Figure FDA0003924171110000012
进行排序，并预存在VDE-SAT系统中；
VDE-SAT系统根据自身在t时刻经纬度信息(jt，wt)、通信波束覆盖
Figure FDA0003924171110000013
情况以及标记区域的通信覆盖状态执行通信操作，动态配置VDE-SAT系统通信覆盖情况；
所述VDE-SAT系统和所述VDE-TER系统共同使用AL，BL，CL，AH，BH，CH通信频段，其中AL和AH为VDE-SAT系统专用频段，其它频段为共享频段；
对VDE-TER岸基基站进行标记，控制VDE-SAT系统通信频段的使用，当VDE-SAT系统覆盖VDE-TER系统时，规避VDE-TER系统通信频段的使用，防止对VDE-TER岸基产生干扰。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息标记内容包括：区域的位置信息、覆盖情况以及通信覆盖状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对VDE-TER岸基基站和特殊通信区域进行标记Ti，包括：所述标记信息取一矩形范围内作为一个标记区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述区域的位置信息包括：经度和纬度(Ji，Wi)；所述覆盖情况包括：覆盖的经度方向差和维度方向差(Fi J，Fi W)；所述通信覆盖状态为Zi，包括所述VDE-SAT系统的开关机、通信频段切换和基于VDE-SAT系统特殊通信状态指示。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述VDE-SAT系统的运动轨迹预测并即将接入的标记区域，清除离开的标记区域的缓存数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，区域的覆盖情况的判断方法包括：
覆盖公式可表示为
Figure FDA0003924171110000021
(j，w)表示覆盖区域的点，判断岸基基站是否被VDE-SAT系统覆盖，可根据公式
Figure FDA0003924171110000022
当C1和C2同时为真时，表示岸基基站与VDE-SAT系统覆盖的覆盖区域重叠，C1或C2假时，表示未被覆盖。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信操作包括：开关机、上下行使用的通信频段以及特殊区域通信操作。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行通信操作包括：自定义配置通信覆盖动态配置策略。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述VDE-TER岸基基站以及所述特殊通信区域的标记信息在通信过程中进行上载更新。
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