CN113517917A - 一种海上超视距微波无线传输系统和方法 - Google Patents

一种海上超视距微波无线传输系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113517917A
CN113517917A CN202110387799.4A CN202110387799A CN113517917A CN 113517917 A CN113517917 A CN 113517917A CN 202110387799 A CN202110387799 A CN 202110387799A CN 113517917 A CN113517917 A CN 113517917A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ship
relay station
microwave relay
microwave
ship information
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.)
Granted
Application number
CN202110387799.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113517917B (zh
Inventor
谢芳
郭海清
吴慧
林滔滔
曾庆荣
刘道选
谢亮
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.)
Suntor Electronics Co ltd
Original Assignee
Suntor Electronics Co ltd
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 Suntor Electronics Co ltd filed Critical Suntor Electronics Co ltd
Priority to CN202210771747.1A priority Critical patent/CN115149992A/zh
Priority to CN202110387799.4A priority patent/CN113517917B/zh
Publication of CN113517917A publication Critical patent/CN113517917A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113517917B publication Critical patent/CN113517917B/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
    • H04B7/155—Ground-based stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/22—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing using selective relaying for reaching a BTS [Base Transceiver Station] or an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/24—Connectivity information management, e.g. connectivity discovery or connectivity update
    • H04W40/248—Connectivity information update
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices
    • H04W88/04—Terminal devices adapted for relaying to or from another terminal or user
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明提供一种海上超视距微波无线传输系统和方法，旨在提高微波通信质量。所述传输系统的多个微波中继站分散地布置在海上，船只的心跳信号可以被就近的微波中继站接收到，该微波中继站接收到船只的心跳信号后，在船只列表中添加或更新相应的船只信息，并将该船只信息发送给路由路径上的下一个微波中继站。如此，整个路由路径上的每个微波中继站添加或更新了相应的船只信息。此外，船只的通信信号也可以被就近的微波中继站接收到，该微波中继站接收到通信信号后，将通信信号发送给下一个微波中继站。如此，通过若干个微波中继站的传递，该通信信号可以被传递给目标船只，使得超出视距范围的两个船只也能在海上进行高质量的微波通讯。

Description

一种海上超视距微波无线传输系统和方法
技术领域
本发明创造涉及通信技术领域，特别是涉及一种海上超视距微波无线传输系统和方法。
背景技术
微波无线传输技术在海上有着相当重要的作用，主要用于船只与船只之间的无线通讯，或者用于船只与岸上系统之间的无线通讯，还可以用于海上油气平台与岸上系统之间的无线通讯。以船只A向船只B发送微波信号为例，为了提高微波信号的强度，船只A可以通过微波定向发射技术向船只B发送微波信号，但前提是船只A需要提前确定船只B的方位。如果船只A与船只B的距离较远，船只A与船只B的距离超过视距范围，则船只A难以明确船只B的方位。如此，则船只A仅能通过微波全向发射技术，向四面八方广播微波信号，以期船只B能接收到该微波技术。但是由于船只A与船只B之间的距离较远，导致船只B收不到微波信号，或者收到很弱的微波信号，使得微波通信质量偏低。
微波中继站选择其相应的子路由路径将接收到的船只的通信信号传输给相应的目标微波中继站，当该子路由路径为连接所述微波中继站和相应的目标微波中继站的最短路由路径时，其信息传输的效率能够得到明显的提高，为此，本发明采用布谷鸟算法对微波中继站的子路由路径进行规划，从而找到连接所述微波中继站和相应的目标微波中继站之间的最优子路由路径，从而提高信息传输的效率，并且能够有效的提高微波通信质量。
在采用布谷鸟算法寻找微波中继站和相应的目标微波中继站之间的最优子路由路径时，考虑到在布谷鸟算法中，布谷鸟每一代都按莱维飞行模式进行更新，这种短距离的搜索和偶尔的长跳跃搜索相间的更新方式，让布谷鸟的寻巢路径从一个区域跳跃到另一个区域，这样有利于布谷鸟算法的全局搜索，因而布谷鸟算法的全局搜索能力很强，但由于布谷鸟算法在采用莱维飞行模式进行更新时表现出的很强的随机跳跃性，使得在每个鸟巢附近的局部区域搜索不够强，使得布谷鸟算法在优化后期收敛速度慢、收敛精度不够高。针对上述缺陷，本发明对传统的布谷鸟算法进行改进，从而有效的提高布谷鸟算法的收敛速度和收敛精度，从而提高对所述子路由路径进行规划的速度和精度。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种海上超视距微波无线传输系统和方法，旨在提高微波通信质量，具体技术方案如下：
在本发明实施例的第一方面，提供一种海上超视距微波无线传输系统，所述系统包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上，每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站；每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线；
任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站；
任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表；
任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只标识；
任一微波中继站在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
在本发明实施例的第二方面，提供一种海上超视距微波无线传输方法，所述方法应用于传输系统中的任一微波中继站；所述传输系统中包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上；每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站；每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线；所述方法包括：
在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站；
在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表；
在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只的船只标识；
在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
本发明中，每个微波中继站中还存储了多个子路由路径，当微波中继站接收到船只发送的通信信号后，可以首先根据通信信号携带的目标船只标识，查询到目标站标识，然后再根据自身的站标识和目标站标识，从多个子路由路径中选取相应的子路由路径，然后使得通信信号沿选取的子路由路径进行传递；其中，微波中继站的子路由路径采用下列方式确定：
设ci表示系统中的第i个微波中继站，ci,g表示目标微波中继站，则采用下列方式确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g相应的子路由路径，设L(ci,ci,g)表示从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的一条子路由路径，且L(ci,ci,g)＝{l(ci,ci,2),l(ci,2,ci,3),…,l(ci,n,ci,g)}，其中，ci,2表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第2个微波中继站，ci,3表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第3个微波中继站，ci,n表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第n个微波中继站，l(ci,ci,2)表示微波中继站ci和微波中继站ci,2之间的单跳链路，l(ci,2,ci,3)表示微波中继站ci,2和微波中继站ci,3之间的单跳链路，l(ci,n,ci,g)表示微波中继站ci,n和目标微波中继站ci,g之间的单跳链路，采用布谷鸟算法确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的子路由路径，定义布谷鸟算法的适应度函数为：
Figure BDA0003014529690000031
式中，d(ci,ci,2)表示单跳链路l(ci,ci,2)的长度，ci,j表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第j个微波中继站，ci,j+1表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第(j+1)个微波中继站，l(ci,j,ci,j+1)表示微波中继站ci,j和微波中继站ci,j+1之间的单跳链路，d(ci,j,ci,j+1)表示单跳链路l(ci,j,ci,j+1)的长度，d(ci,n,ci,g)表示单跳链路l(ci,n,ci,g)的长度。
此外，所述布谷鸟算法通过莱维飞行模式进行更新，更新的公式为：
xi(t)＝Xi(t-1)+αi(t-1)·levy(λ)·(Xi(t-1)-Xbest(t-1))
其中，xi(t)表示种群中第i个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，Xi(t-1)表示种群中第i个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αi(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xi(t-1)进行更新时对应的步长因子，且αi(t-1)∈[αmin,αmax]，其中，amin和αmax分别表示给定的最小和最大步长因子，levy(λ)为一个服从莱维分布的随机数，Xbest(t-1)表示第(t-1)代更新后种群中的最优鸟巢位置。
对通过莱维飞行模式进行更新后的种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，给定发现概率pa，设ri(t)表示鸟巢位置xi(t)对应的0到1之间的随机数，当ri(t)≤pa时，则不对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，当ri(t)>pa时，则对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，具体为：
(1)设fi(t)表示鸟巢位置xi(t)的适应度函数值，Fi(t-1)表示鸟巢位置Xi(t-1)的适应度函数值，当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)<Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000041
式中，x'i(t)表示对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新后产生的新的鸟巢位置，r为一个0到1之间的随机数，设Lx(t)表示通过莱维飞行模式对种群进行第t代更新后的鸟巢位置组成的集合，则
Figure BDA0003014529690000042
和
Figure BDA0003014529690000043
分别为从集合Lx(t)中随机选取的两个鸟巢位置，且
Figure BDA0003014529690000044
(2)当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)≥Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000045
其中，
Figure BDA0003014529690000046
为随机从集合Lx(t)中选取的适应度函数值小于fi(t)的鸟巢位置，βi(t)表示鸟巢位置xi(t)在随机游走更新时对应的步长控制因子，且βi(t)的值采用下列方式获得：
设l(t-1)表示种群在第(t-1)代时的区域检测阈值，LX(t-1)表示种群在第(t-1)代更新后的鸟巢位置组成的集合，Xi,e(t-1)为集合LX(t-1)中距离鸟巢位置Xi(t-1)第e近的鸟巢位置，则l(t-1)的值可以取：
Figure BDA0003014529690000047
其中，M表示种群中的鸟巢数，N为给定的正整数；设Ci(t)表示鸟巢位置xi(t)在进行随机游走更新时的待学习鸟巢位置组成的集合，xj(t)表示种群中第j个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，当鸟巢位置xj(t)满足：|Xj(t-1)-Xi(t-1)|≤l(t-1)且fj(t)<Fj(t-1)时，则将鸟巢位置xj(t)加入到集合Ci(t)中，其中，fj(t)表示鸟巢位置xj(t)的适应度函数值，Xj(t-1)表示种群中第j个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，Fj(t-1)表示鸟巢位置Xj(t-1)的适应度函数值；设xk(t)表示种群中的第k个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，且xk(t)∈Ci(t)，Xk(t-1)表示种群中第k个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αk(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xk(t-1)进行更新时对应的步长因子，则βi(t)的值为：
Figure BDA0003014529690000051
其中，mi(t)表示集合Ci(t)中的待学习鸟巢数；
设Xi(t)表示种群中第i个鸟巢在第t代更新后的鸟巢位置，当未对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000052
当对鸟巢位置xi(t)进行了随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000053
其中，f'i(t)表示鸟巢位置x'i(t)的适应度函数值。
本发明中，由于传输系统的多个微波中继站分散地布置在海上，因此船只的心跳信号可以被就近的微波中继站接收到，该微波中继站接收到船只的心跳信号后，在船只列表中添加或更新相应的船只信息，并将该船只信息发送给路由路径上的下一个微波中继站。如此，整个路由路径上的每个微波中继站(也即传输系统中的每个中继站)添加或更新了相应的船只信息。
此外，船只的通信信号也可以被就近的微波中继站接收到，该微波中继站接收到通信信号后，将通信信号发送给下一个微波中继站。如此，通过若干个微波中继站的传递，该通信信号可以被传递给目标船只。如此，使得超出视距范围的两个船只也能在海上进行高质量的微波通讯。
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，以下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而言，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附图。
图1是本发明一实施例提出的海上超视距微波无线传输系统的示意图；
图2是本发明一实施例提出的海上超视距微波无线传输方法的流程图。
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、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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。
微波无线传输技术在海上有着相当重要的作用，主要用于船只与船只之间的无线通讯，或者用于船只与岸上系统之间的无线通讯，还可以用于海上油气平台与岸上系统之间的无线通讯。以船只A向船只B发送微波信号为例，为了提高微波信号的强度，船只A可以通过微波定向发射技术向船只B发送微波信号，但前提是船只A需要提前确定船只B的方位。如果船只A与船只B的距离较远，船只A与船只B的距离超过视距范围，则船只A难以明确船只B的方位。如此，则船只A仅能通过微波全向发射技术，向四面八方广播微波信号，以期船只B能接收到该微波技术。但是由于船只A与船只B之间的距离较远，导致船只B收不到微波信号，或者收到很弱的微波信号，使得微波通信质量偏低。
有鉴于此，本发明通过以下实施例提出海上超视距微波无线传输系统和方法，旨在提高微波通信质量。
参考图1，图1是本发明一实施例提出的海上超视距微波无线传输系统的示意图。如图1所示，所述系统包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上。每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站。图1中，12个微波中继站按照微波中继站a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l的顺序，依次串联，从而形成路由路径，这12个微波中继站中的每个微波中继站内均保存有该路由路径。此外，每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线。图1中，微波中继站a的定向发射天线指向微波中继站b的定向接收天线，微波中继站b的定向发射天线指向微波中继站c的定向接收天线。为简化附图，图1中未示出微波中继站的各种天线。
图1中，任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
本发明中，船只可以周期性地通过其全向天线发出心跳信号，例如每10分钟发送一次心跳信号。当某一微波中继站接收到该心跳信号，且根据该心跳信号携带的船只标识，没有在本地的船只列表中查询到相应的船只信息，则说明该船只首次驶入传输系统。如此，微波中继站在本地的船只列表中添加相应的船只信息。
为便于理解，示例地，假设微波中继站d接收到一个心跳信号，该心跳信号携带的船只标识为B。又假设微波中继站d在其本地的船只列表中未查询到船只B的船只信息，则微波中继站d在其本地的船只列表中添加船只B的船只信息，该船只信息包括：船只标识B、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及微波中继站d的站标识d。
图1中，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表。
本发明中，由于传输系统的多个微波中继站分散地布置在海上，因此船只的心跳信号可以被就近的微波中继站接收到，该微波中继站接收到船只的心跳信号后，在船只列表中添加或更新相应的船只信息，并将该船只信息发送给路由路径上的下一个微波中继站。如此，整个路由路径上的每个微波中继站(也即传输系统中的每个中继站)添加或更新了相应的船只信息。例如船只B首次驶入传输系统，船只B的心跳信号被微波中继站d接收到，则微波中级站d在其本地的船只列表中添加相应的船只信息后，再将船只信息发送给微波中继站e，微波中继站e在其本地的船只列表中添加相应的船只信息后，再将船只信息发送给微波中继站f，依次类推，最终每个微波中继站均添加了相应的船只信息。
图1中，任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只的船只标识。
任一微波中继站在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
本发明中，每个微波中继站中还存储了多个子路由路径，当微波中继站接收到船只发送的通信信号后，可以首先根据通信信号携带的目标船只标识，查询到目标站标识，然后再根据自身的站标识和目标站标识，从多个子路由路径中选取相应的子路由路径，然后使得通信信号沿最优的子路由路径进行传递。
本发明中，微波中继站的子路由路径采用下列方式确定：
设ci表示系统中的第i个微波中继站，ci,g表示目标微波中继站(所述目标微波中继站根据目标站标识确定)，则采用下列方式确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的子路由路径，设L(ci,ci,g)表示从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的一条子路由路径，且L(ci,ci,g)＝{l(ci,ci,2),l(ci,2,ci,3),…,l(ci,n,ci,g)}，其中，ci,2表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第2个微波中继站，ci,3表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第3个微波中继站，ci,n表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第n个微波中继站，l(ci,ci,2)表示微波中继站ci和微波中继站ci,2之间的单跳链路，l(ci,2,ci,3)表示微波中继站ci,2和微波中继站ci,3之间的单跳链路，l(ci,n,ci,g)表示微波中继站ci,n和目标微波中继站ci,g之间的单跳链路，采用布谷鸟算法确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的子路由路径，定义布谷鸟算法的适应度函数为：
Figure BDA0003014529690000081
式中，d(ci,ci,2)表示单跳链路l(ci,ci,2)的长度，ci,j表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第j个微波中继站，ci,j+1表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第(j+1)个微波中继站，l(ci,j,ci,j+1)表示微波中继站ci,j和微波中继站ci,j+1之间的单跳链路，d(ci,j,ci,j+1)表示单跳链路l(ci,j,ci,j+1)的长度，d(ci,n,ci,g)表示单跳链路l(ci,n,ci,g)的长度。
本发明通过布谷鸟算法确定从所述起始微波中继站到目标微波中继站之间的最短路由路径，设置布谷鸟算法的适应度函数为微波中继站之间的路径长度，种群中鸟巢位置的适应度函数值越小，该鸟巢位置代表的解越优，使得选取的最优路由路径具有路径最短的优势，从而提高了信息传输的效率。
本发明中，所述布谷鸟算法通过莱维飞行模式进行更新，更新的公式为：
xi(t)＝Xi(t-1)+αi(t-1)·levy(λ)·(Xi(t-1)-Xbest(t-1))
其中，xi(t)表示种群中第i个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，Xi(t-1)表示种群中第i个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αi(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xi(t-1)进行更新时对应的步长因子，且αi(t-1)∈[αmin,αmax]，其中，αmin和αmax分别表示给定的最小和最大步长因子，αmin的值可以取0.1，αmax的值可以取1，levy(λ)为一个服从莱维分布的随机数，Xbest(t-1)表示第(t-1)代更新后种群中的最优鸟巢位置。
本发明中，对通过莱维飞行模式进行更新后的种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，给定发现概率pa，设ri(t)表示鸟巢位置xi(t)对应的0到1之间的随机数，当ri(t)≤pa时，则不对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，当ri(t)>pa时，则对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，具体为：
(1)设fi(t)表示鸟巢位置xi(t)的适应度函数值，Fi(t-1)表示鸟巢位置Xi(t-1)的适应度函数值，当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)<Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000091
式中，x'i(t)表示对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新后产生的新的鸟巢位置，r为一个0到1之间的随机数，设Lx(t)表示通过莱维飞行模式对种群进行第t代更新后的鸟巢位置组成的集合，则
Figure BDA0003014529690000092
和
Figure BDA0003014529690000093
分别为从集合Lx(t)中随机选取的两个鸟巢位置，且
Figure BDA0003014529690000094
(2)当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)≥Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000095
其中，
Figure BDA0003014529690000096
为随机从集合Lx(t)中选取的适应度函数值小于fi(t)的鸟巢位置，βi(t)表示鸟巢位置xi(t)在随机游走更新时对应的步长控制因子，且βi(t)的值采用下列方式获得：
设l(t-1)表示种群在第(t-1)代时的区域检测阈值，LX(t-1)表示种群在第(t-1)代更新后的鸟巢位置组成的集合，Xi,e(t-1)表示集合LX(t-1)中距离鸟巢位置Xi(t-1)第e近的鸟巢位置，则l(t-1)的值可以取：
Figure BDA0003014529690000097
其中，M表示种群中的鸟巢数，N为给定的正整数，N的值可以取10；设ci(t)表示鸟巢位置xi(t)在进行随机游走更新时的待学习鸟巢位置组成的集合，xj(t)表示种群中第j个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，当鸟巢位置xj(t)满足：|Xj(t-1)-Xi(t-1)|≤l(t-1)且fj(t)<Fj(t-1)时，则将鸟巢位置xj(t)加入到集合Ci(t)中，其中，fj(t)表示鸟巢位置xj(t)的适应度函数值，Xj(t-1)表示种群中第j个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，Fj(t-1)表示鸟巢位置Xj(t-1)的适应度函数值；设xk(t)表示种群中的第k个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，且xk(t)∈Ci(t)，Xk(t-1)表示种群中第k个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αk(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xk(t-1)进行更新时对应的步长因子，则βi(t)的值为：
Figure BDA0003014529690000101
其中，mi(t)表示集合Ci(t)中的待学习鸟巢数；
设Xi(t)表示种群中第i个鸟巢在第t代更新后的鸟巢位置，当未对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000102
当对鸟巢位置xi(t)进行了随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000103
其中，f'i(t)表示鸟巢位置x'i(t)的适应度函数值。
本发明在通过莱维飞行模式对种群中鸟巢位置进行更新后，通过采用不同的方式对种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，在保证布谷鸟算法在随机游走更新过程中增加多样性的同时，加强布谷鸟算法在随机游走更新过程中的局部搜索精度，从而提高了布谷鸟算法的收敛速度和收敛精度。在布谷鸟算法中，布谷鸟每一代都按莱维飞行模式进行更新，这种短距离的搜索和偶尔的长跳跃搜索相间的更新方式，让布谷鸟的寻巢路径从一个区域跳跃到另一个区域，这样有利于布谷鸟算法的全局搜索，因而布谷鸟算法的全局搜索能力很强，但由于布谷鸟算法在采用莱维飞行模式进行更新时表现出的很强的随机跳跃性，使得在每个鸟巢附近的局部区域搜索不够强，使得布谷鸟算法在优化后期收敛速度慢、收敛精度不够高。针对上述缺陷，本优选实施例在布谷鸟算法的随机游走更新过程中引入两种不同的更新方式，当通过莱维飞行模式对鸟巢位置进行更新后，该鸟巢位置代表的解得到了优化，此时采用第一种方式对该鸟巢位置进行随机游走更新，从而用于保证种群的多样性，避免算法陷入局部最优，当通过莱维飞行模式对鸟巢位置进行更新后，该鸟巢位置代表的解未得到优化，此时，采用第二种方式对该鸟巢位置进行随机游走更新，在第二种随机游走更新公式中引入了步长控制因子，所述步长控制因子用于控制布谷鸟在随机游走更新过程中搜索区域的大小，针对传统布谷鸟算法在采用莱维飞行模式和随机游走更新过程中表现出的较强的随机性造成的不利于局部搜索的缺陷，所述步长控制因子通过统计该鸟巢位置所处局部区域中利用莱维飞行模式进化成功的鸟巢的步长因子对所述鸟巢位置的随机游走更新进行指导，从而提高了鸟巢位置在随机游走更新过程中进行局部搜索的精度，进一步的提高了布谷鸟算法的收敛速度和收敛精度。
本发明中，如果目标船只标识对应的目标站标识，是微波中继站自身的站标识，则说明目标船只在该微波中继站的附近。如此，可以通过全向天线广播该通信信号，使得附近的目标船只接收到该通信信号。而如果目标船只标识对应的目标站标识，不是微波中继站自身的站标识，则说明目标船只不在该微波中继站的附近。如此，可以继续根据子路由路径，向下一个微波中继站发送该通信信号。
本发明中，通过若干个微波中继站的传递，该通信信号可以被传递给目标船只。如此，使得超出视距范围的两个船只也能在海上进行高质量的微波通讯。
可选地，在一些具体实施方式中，任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中记录有相应的船只信息，则更新相应的船只信息，更新后的船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；将更新后的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
需要说明的是，如果船只列表中记录有相应的船只信息，则说明该船只在之前已经驶入了传输系统，并且已经发出过心跳信号。如此，接收到心跳信号的微波中继站对相应船只信息进行更改。
为便于理解，示例地，假设微波中继站e接收到一个心跳信号，该心跳信号携带的船只标识为B。又假设微波中继站e在其本地的船只列表中查询到船只B的船只信息，该船只信息包括：船只标识B、信号强度、接收时间、以及微波中继站d的站标识d。则微波中继站e更新该船只信息，更新后的船只信息包括：船只标识B、微波中继站e接收到该心跳信号时的信号强度、微波中继站e接收到该心跳信号时的接收时间、以及微波中继站e的站标识e。
需要说明的是，本发明中，由于船只处于运动状态，因此船只需要周期性地发出心跳信号。船只附近的微波中继站接收到心跳信号后，对相应的船只信息进行更新，并将更新后的船只信息发送给下一个微波中继站。如此，所有微波中继站动态地更新了船只信息。
可选地，在一些具体实施方式中，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，则判断新接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间的时间差，是否大于船只的心跳周期；如果时间差大于船只的心跳周期，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息；如果时间差不大于船只的心跳周期，则判断新接收的船只信息中包含的信号强度是否大于相应船只信息中包含的信号强度，若是，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息，若否，则不替换相应船只信息。
需要说明的是，如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且上述时间差不大于船只的心跳周期，则说明船只发出的心跳信号同时被两个或多个微波中继站接收到，两个或多个微波中继站同时生成了两个或多个船只信息。如此当前微波中继站只保留信号强度最大的相应船只信息，也即是保留距离船只最近的微波中继站所生成的船只信息。
可选地，在一些具体实施方式中，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间一致，接收的船只信息中包含的船只标识与相应船只信息中包含的船只标识一致，则丢弃新接收的船只信息，并且不继续向下一个微波中继站发送该船只信息。
需要说明的是，如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间一致，接收的船只信息中包含的船只标识与相应船只信息中包含的船只标识一致，则说明该船只信息已经沿路由路径传递了一圈，因此为了避免该船只信息继续在路由路径中传递，微波中继站可以丢弃新接收的船只信息，并且不继续向下一个微波中继站发送该船只信息。
为便于理解，示例地，假设只B首次驶入传输系统，船只B的心跳信号被微波中继站d接收到，则微波中级站d在其本地的船只列表中添加相应的船只信息后，再将船只信息发送给微波中继站e，微波中继站e在其本地的船只列表中添加相应的船只信息后，再将船只信息发送给微波中继站f，依次类推，最终每个微波中继站均添加了相应的船只信息。而当微波中继站c再将船只信息发送给微波中继站d之后，微波中继站d通过执行上述判断，确定该船只信息已经沿路由路径传递了一圈，因此为了避免该船只信息继续在路由路径中传递，微波中继站d可以丢弃新接收的船只信息，并且不继续向微波中继站e发送该船只信息。
可选地，在一些具体实施方式中，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，判断该通信信号的信号强度；在信号强度低于预设强度的情况下，将该通信信号进行增强，再将增强后的通信信号发送给子路由路径中的下一个微波中继站。
本发明中，通过微波中继站对通信信号进行增强，从而提升信号强度，进而进一步提高微波通信质量。
基于同一发明构思，本发明还提出海上超视距微波无线传输方法，该方法应用于传输系统中的任一微波中继站；所述传输系统中包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上；每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站；每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线。
参考图2，图2是本发明一实施例提出的海上超视距微波无线传输方法的流程图。需要说明的是，图2所示的方法可与图1所示的系统相互参照。因此，以下结合图2，对所述方法进行简要介绍。
如图2所示，该海上超视距微波无线传输方法包括以下步骤：
步骤S21：在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
步骤S22：在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表。
步骤S23：在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只的船只标识。
步骤S24：在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
可选地，在一些具体实施方式中，每个微波中继站中还存储了多个子路由路径，当微波中继站接收到船只发送的通信信号后，可以首先根据通信信号携带的目标船只标识，查询到目标站标识，然后再根据自身的站标识和目标站标识，从多个子路由路径中选取相应的子路由路径，然后使得通信信号沿最优的子路由路径进行传递。
其中，微波中继站的子路由路径采用下列方式确定：
设ci表示系统中的第i个微波中继站，ci,g表示目标微波中继站(所述目标微波中继站根据目标站标识确定)，则采用下列方式确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的子路由路径，设L(ci,ci,g)表示从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的一条子路由路径，且L(ci,ci,g)＝{l(ci,ci,2),l(ci,2,ci,3),…,l(ci,n,ci,g)}，其中，ci,2表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第2个微波中继站，ci,3表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第3个微波中继站，ci,n表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第n个微波中继站，l(ci,ci,2)表示微波中继站ci和微波中继站ci,2之间的单跳链路，l(ci,2,ci,3)表示微波中继站ci,2和微波中继站ci,3之间的单跳链路，l(ci,n,ci,g)表示微波中继站ci,n和目标微波中继站ci,g之间的单跳链路，采用布谷鸟算法确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci,g的子路由路径，定义布谷鸟算法的适应度函数为：
Figure BDA0003014529690000141
式中，d(ci,ci,2)表示单跳链路l(ci,ci,2)的长度，ci,j表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第j个微波中继站，ci,j+1表示子路由路径L(ci,ci,g)中的第(j+1)个微波中继站，l(ci,j,ci,j+1)表示微波中继站ci,j和微波中继站ci,j+1之间的单跳链路，d(ci,j,ci,j+1)表示单跳链路l(ci,j,ci,j+1)的长度，d(ci,n,ci,g)表示单跳链路l(ci,n,ci,g)的长度。
本发明通过布谷鸟算法确定从所述起始微波中继站到目标微波中继站之间的最短路由路径，设置布谷鸟算法的适应度函数为微波中继站之间的路径长度，种群中鸟巢位置的适应度函数值越小，该鸟巢位置代表的解越优，使得选取的最优路由路径具有路径最短的优势，从而提高了信息传输的效率。
此外，所述布谷鸟算法通过莱维飞行模式进行更新，更新的公式为：
xi(t)＝Xi(t-1)+αi(t-1)·levy(λ)·(Xi(t-1)-Xbest(t-1))
其中，xi(t)表示种群中第i个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，Xi(t-1)表示种群中第i个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αi(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xi(t-1)进行更新时对应的步长因子，且αi(t-1)∈[αmin，αmax]，其中，αmin和αmax分别表示给定的最小和最大步长因子，αmin的值可以取0.1，αmax的值可以取1，levy(λ)为一个服从莱维分布的随机数，Xbest(t-1)表示第(t-1)代更新后种群中的最优鸟巢位置。
对通过莱维飞行模式进行更新后的种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，给定发现概率pa，设ri(t)表示鸟巢位置xi(t)对应的0到1之间的随机数，当ri(t)≤pa时，则不对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，当ri(t)＞pa时，则对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，具体为：
(1)设fi(t)表示鸟巢位置xi(t)的适应度函数值，Fi(t-1)表示鸟巢位置Xi(t-1)的适应度函数值，当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)＜Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000151
式中，x′i(t)表示对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新后产生的新的鸟巢位置，r为一个0到1之间的随机数，设Lx(t)表示通过莱维飞行模式对种群进行第t代更新后的鸟巢位置组成的集合，则
Figure BDA0003014529690000152
和
Figure BDA0003014529690000153
分别为从集合Lx(t)中随机选取的两个鸟巢位置，且
Figure BDA0003014529690000154
(2)当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)≥Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure BDA0003014529690000155
其中，
Figure BDA0003014529690000156
为随机从集合Lx(t)中选取的适应度函数值小于fi(t)的鸟巢位置，βi(t)表示鸟巢位置xi(t)在随机游走更新时对应的步长控制因子，且βi(t)的值采用下列方式获得：
设l(t-1)表示种群在第(t-1)代时的区域检测阈值，LX(t-1)表示种群在第(t-1)代更新后的鸟巢位置组成的集合，Xi，e(t-1)表示集合LX(t-1)中距离鸟巢位置Xi(t-1)第e近的鸟巢位置，则l(t-1)的值可以取：
Figure BDA0003014529690000157
其中，M表示种群中的鸟巢数，N为给定的正整数，N的值可以取10；设Ci(t)表示鸟巢位置xi(t)在进行随机游走更新时的待学习鸟巢位置组成的集合，xj(t)表示种群中第j个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，当鸟巢位置xj(t)满足：|Xj(t-1)-Xi(t-1)|≤l(t-1)且fj(t)＜Fj(t-1)时，则将鸟巢位置xj(t)加入到集合Ci(t)中，其中，fj(t)表示鸟巢位置xj(t)的适应度函数值，Xj(t-1)表示种群中第j个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，Fj(t-1)表示鸟巢位置Xj(t-1)的适应度函数值；设xk(t)表示种群中的第k个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，且xk(t)∈Ci(t)，Xk(t-1)表示种群中第k个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αk(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xk(t-1)进行更新时对应的步长因子，则βi(t)的值为：
Figure BDA0003014529690000161
其中，mi(t)表示集合Ci(t)中的待学习鸟巢数；
设Xi(t)表示种群中第i个鸟巢在第t代更新后的鸟巢位置，当未对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000162
当对鸟巢位置xi(t)进行了随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure BDA0003014529690000163
其中，f'i(t)表示鸟巢位置x'i(t)的适应度函数值。
本发明在通过莱维飞行模式对种群中鸟巢位置进行更新后，通过采用不同的方式对种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，在保证布谷鸟算法在随机游走更新过程中增加多样性的同时，加强布谷鸟算法在随机游走更新过程中的局部搜索精度，从而提高了布谷鸟算法的收敛速度和收敛精度。在布谷鸟算法中，布谷鸟每一代都按莱维飞行模式进行更新，这种短距离的搜索和偶尔的长跳跃搜索相间的更新方式，让布谷鸟的寻巢路径从一个区域跳跃到另一个区域，这样有利于布谷鸟算法的全局搜索，因而布谷鸟算法的全局搜索能力很强，但由于布谷鸟算法在采用莱维飞行模式进行更新时表现出的很强的随机跳跃性，使得在每个鸟巢附近的局部区域搜索不够强，使得布谷鸟算法在优化后期收敛速度慢、收敛精度不够高。针对上述缺陷，本优选实施例在布谷鸟算法的随机游走更新过程中引入两种不同的更新方式，当通过莱维飞行模式对鸟巢位置进行更新后，该鸟巢位置代表的解得到了优化，此时采用第一种方式对该鸟巢位置进行随机游走更新，从而用于保证种群的多样性，避免算法陷入局部最优，当通过莱维飞行模式对鸟巢位置进行更新后，该鸟巢位置代表的解未得到优化，此时，采用第二种方式对该鸟巢位置进行随机游走更新，在第二种随机游走更新公式中引入了步长控制因子，所述步长控制因子用于控制布谷鸟在随机游走更新过程中搜索区域的大小，针对传统布谷鸟算法在采用莱维飞行模式和随机游走更新过程中表现出的较强的随机性造成的不利于局部搜索的缺陷，所述步长控制因子通过统计该鸟巢位置所处局部区域中利用莱维飞行模式进化成功的鸟巢的步长因子对所述鸟巢位置的随机游走更新进行指导，从而提高了鸟巢位置在随机游走更新过程中进行局部搜索的精度，进一步的提高了布谷鸟算法的收敛速度和收敛精度。
可选地，在一些具体实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，且根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中记录有相应的船只信息，则更新相应的船只信息，更新后的船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；将更新后的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
可选地，在一些具体实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，且根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，则判断新接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间的时间差，是否大于船只的心跳周期；如果时间差大于船只的心跳周期，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息；如果时间差不大于船只的心跳周期，则判断新接收的船只信息中包含的信号强度是否大于相应船只信息中包含的信号强度，若是，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息，若否，则不替换相应船只信息。
可选地，在一些具体实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，且根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间一致，接收的船只信息中包含的船只标识与相应船只信息中包含的船只标识一致，则丢弃新接收的船只信息，并且不继续向下一个微波中继站发送该船只信息。
可选地，在一些具体实施方式中，所述方法还包括以下步骤：在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，判断该通信信号的信号强度；在信号强度低于预设强度的情况下，将该通信信号进行增强，再将增强后的通信信号发送给子路由路径中的下一个微波中继站。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (16)

1.一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，所述系统包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上，每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站；每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线；
任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站；
任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表；
任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只的船只标识；
任一微波中继站在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
2.根据权利要求1所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，每个微波中继站中还存储了多个子路由路径，当微波中继站接收到船只发送的通信信号后，可以首先根据通信信号携带的目标船只标识，查询到目标站标识，然后再根据自身的站标识和目标站标识，从多个子路由路径中选取相应的子路由路径，然后使得通信信号沿选取的子路由路径进行传递；其中，微波中继站的子路由路径采用下列方式确定：
设ci表示系统中的第i个微波中继站，ci，g表示目标微波中继站，则采用下列方式确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g相应的子路由路径，设L(ci，ci，g)表示从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g的一条子路由路径，且L(ci，ci，g)＝{l(ci，ci，2)，l(ci，2，ci，3)，...，l(ci，n，ci，g)}，其中，ci，2表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第2个微波中继站，ci，3表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第3个微波中继站，ci，n表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第n个微波中继站，l(ci，ci，2)表示微波中继站ci和微波中继站ci，2之间的单跳链路，l(ci，2，ci，3)表示微波中继站ci，2和微波中继站ci，3之间的单跳链路，l(ci，n，ci，g)表示微波中继站ci，n和目标微波中继站ci，g之间的单跳链路，采用布谷鸟算法确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g的子路由路径，定义布谷鸟算法的适应度函数为：
Figure FDA0003014529680000021
式中，d(ci，ci，2)表示单跳链路l(ci，ci，2)的长度，ci，j表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第j个微波中继站，ci，j+1表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第(j+1)个微波中继站，l(ci，j，ci，j+1)表示微波中继站ci，j和微波中继站ci，j+1之间的单跳链路，d(ci，j，ci，j+1)表示单跳链路l(ci，j，ci，j+1)的长度，d(ci，n，ci，g)表示单跳链路l(ci，n，ci，g)的长度。
3.根据权利要求2所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，所述布谷鸟算法通过莱维飞行模式进行更新，更新的公式为：
xi(t)＝Xi(t-1)+αi(t-1)·levy(λ)·(Xi(t-1)-Xbest(t-1))
其中，xi(t)表示种群中第i个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，Xi(t-1)表示种群中第i个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αi(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xi(t-1)进行更新时对应的步长因子，且αi(t-1)∈[αmin，αmax]，其中，αmin和αmax分别表示给定的最小和最大步长因子，levy(λ)为一个服从莱维分布的随机数，Xbest(t-1)表示第(t-1)代更新后种群中的最优鸟巢位置。
4.根据权利要求3所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，对通过莱维飞行模式进行更新后的种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，给定发现概率pa，设ri(t)表示鸟巢位置xi(t)对应的0到1之间的随机数，当ri(t)≤pa时，则不对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，当ri(t)＞pa时，则对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，具体为：
(1)设fi(t)表示鸟巢位置xi(t)的适应度函数值，Fi(t-1)表示鸟巢位置Xi(t-1)的适应度函数值，当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)＜Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure FDA0003014529680000022
式中，x′i(t)表示对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新后产生的新的鸟巢位置，r为一个0到1之间的随机数，设Lx(t)表示通过莱维飞行模式对种群进行第t代更新后的鸟巢位置组成的集合，则
Figure FDA0003014529680000031
和
Figure FDA0003014529680000032
分别为从集合Lx(t)中随机选取的两个鸟巢位置，且
Figure FDA0003014529680000033
(2)当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)≥Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure FDA0003014529680000034
其中，
Figure FDA0003014529680000035
为随机从集合Lx(t)中选取的适应度函数值小于fi(t)的鸟巢位置，βi(t)表示鸟巢位置xi(t)在随机游走更新时对应的步长控制因子，且βi(t)的值采用下列方式获得：
设l(t-1)表示种群在第(t-1)代时的区域检测阈值，LX(t-1)表示种群在第(t-1)代更新后的鸟巢位置组成的集合，Xi，e(t-1)为集合LX(t-1)中距离鸟巢位置Xi(t-1)第e近的鸟巢位置，则l(t-1)的值可以取：
Figure FDA0003014529680000036
其中，M表示种群中的鸟巢数，N为给定的正整数；设Ci(t)表示鸟巢位置xi(t)在进行随机游走更新时的待学习鸟巢位置组成的集合，xj(t)表示种群中第j个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，当鸟巢位置xj(t)满足：|Xj(t-1)-Xi(t-1)|≤l(t-1)且fj(t)＜Fj(t-1)时，则将鸟巢位置xj(t)加入到集合Ci(t)中，其中，fj(t)表示鸟巢位置xj(t)的适应度函数值，Xj(t-1)表示种群中第j个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，Fj(t-1)表示鸟巢位置Xj(t-1)的适应度函数值；设xk(t)表示种群中的第k个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，且xk(t)∈Ci(t)，Xk(t-1)表示种群中第k个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αk(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xk(t-1)进行更新时对应的步长因子，则βi(t)的值为：
Figure FDA0003014529680000037
其中，mi(t)表示集合Ci(t)中的待学习鸟巢数；
设Xi(t)表示种群中第i个鸟巢在第t代更新后的鸟巢位置，当未对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure FDA0003014529680000038
当对鸟巢位置xi(t)进行了随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure FDA0003014529680000041
其中，f′i(t)表示鸟巢位置x′i(t)的适应度函数值。
5.根据权利要求1所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，任一微波中继站在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中记录有相应的船只信息，则更新相应的船只信息，更新后的船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；将更新后的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
6.根据权利要求5所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，则判断新接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间的时间差，是否大于船只的心跳周期；如果时间差大于船只的心跳周期，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息；如果时间差不大于船只的心跳周期，则判断新接收的船只信息中包含的信号强度是否大于相应船只信息中包含的信号强度，若是，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息，若否，则不替换相应船只信息。
7.根据权利要求6所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间一致，接收的船只信息中包含的船只标识与相应船只信息中包含的船只标识一致，则丢弃新接收的船只信息，并且不继续向下一个微波中继站发送该船只信息。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种海上超视距微波无线传输系统，其特征在于，任一微波中继站在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，判断该通信信号的信号强度；在信号强度低于预设强度的情况下，将该通信信号进行增强，再将增强后的通信信号发送给子路由路径中的下一个微波中继站。
9.一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述方法应用于传输系统中的任一微波中继站；所述传输系统中包括多个微波中继站，每个微波中继站均固定设置在海上；每个微波中继站中预设有路由路径，该路由路径用于串连所述多个微波中继站；每个微波中继站具有定向接收天线、定向发射天线以及全向天线，每个微波中继站的定向发射天线指向路由路径中的下一个微波中继站的定向接收天线；所述方法包括：
在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则在船只列表中添加相应的船只信息，该船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；根据所述路由路径，将新添加的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站；
在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息；如果船只列表中未记录相应的船只信息，则将接收到的船只信息添加至船只列表；
在通过全向天线接收到船只发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则选择相应的子路由路径，并将所述通信信号和选择的子路由路径信息，发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；其中，所述目标船只标识是指需要接收该通信信号的船只的船只标识；
在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，根据该通信信号携带的目标船只标识，在本地的船只列表中查询该目标船只标识对应的目标站标识；如果目标站标识不是自身的站标识，则根据接收到的子路由路径信息，将所述通信信号发送给该子路由路径中的下一个微波中继站；如果目标站标识是自身的站标识，则通过全向天线广播该通信信号。
10.根据权利要求9所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特在在于，每个微波中继站中还存储了多个子路由路径，当微波中继站接收到船只发送的通信信号后，可以首先根据通信信号携带的目标船只标识，查询到目标站标识，然后再根据自身的站标识和目标站标识，从多个子路由路径中选取相应的子路由路径，然后使得通信信号沿选取的子路由路径进行传递；其中，微波中继站的子路由路径采用下列方式确定：
设ci表示系统中的第i个微波中继站，ci，g表示目标微波中继站，则采用下列方式确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g相应的子路由路径，设L(ci，ci，g)表示从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g的一条子路由路径，且L(ci，ci，g)＝{l(ci，ci，2)，l(ci，2，ci，3)，...，l(ci，n，ci，g)}，其中，ci，2表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第2个微波中继站，ci，3表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第3个微波中继站，ci，n表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第n个微波中继站，l(ci，ci，2)表示微波中继站ci和微波中继站ci，2之间的单跳链路，l(ci，2，ci，3)表示微波中继站ci，2和微波中继站ci，3之间的单跳链路，l(ci，n，ci，g)表示微波中继站ci，n和目标微波中继站ci，g之间的单跳链路，采用布谷鸟算法确定从微波中继站ci到目标微波中继站ci，g的子路由路径，定义布谷鸟算法的适应度函数为：
Figure FDA0003014529680000061
式中，d(ci，ci，2)表示单跳链路l(ci，ci，2)的长度，ci，j表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第j个微波中继站，ci，j+1表示子路由路径L(ci，ci，g)中的第(j+1)个微波中继站，l(ci，j，ci，j+1)表示微波中继站ci，j和微波中继站ci，j+1之间的单跳链路，d(ci，j，ci，j+1)表示单跳链路l(ci，j，ci，j+1)的长度，d(ci，n，ci，g)表示单跳链路l(ci，n，ci，g)的长度。
11.根据权利要求10所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述布谷鸟算法通过莱维飞行模式进行更新，更新的公式为：
xi(t)＝Xi(t-1)+αi(t-1)·levy(λ)·(Xi(t-1)-Xbest(t-1))
其中，xi(t)表示种群中第i个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，Xi(t-1)表示种群中第i个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αi(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xi(t-1)进行更新时对应的步长因子，且αi(t-1)∈[αmin，αmax]，其中，αmin和αmax分别表示给定的最小和最大步长因子，levy(λ)为一个服从莱维分布的随机数，Xbest(t-1)表示第(t-1)代更新后种群中的最优鸟巢位置。
12.根据权利要求11所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，对通过莱维飞行模式进行更新后的种群中的鸟巢位置进行随机游走更新，给定发现概率pa，设ri(t)表示鸟巢位置xi(t)对应的0到1之间的随机数，当ri(t)≤pa时，则不对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，当ri(t)＞pa时，则对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新，具体为：
(1)设fi(t)表示鸟巢位置xi(t)的适应度函数值，Fi(t-1)表示鸟巢位置Xi(t-1)的适应度函数值，当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)＜Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure FDA0003014529680000062
式中，x′i(t)表示对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新后产生的新的鸟巢位置，r为一个0到1之间的随机数，设Lx(t)表示通过莱维飞行模式对种群进行第t代更新后的鸟巢位置组成的集合，则
Figure FDA0003014529680000063
和
Figure FDA0003014529680000064
分别为从集合Lx(t)中随机选取的两个鸟巢位置，且
Figure FDA0003014529680000065
(2)当鸟巢位置xi(t)满足：fi(t)≥Fi(t-1)时，则采用下列方式对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新：
Figure FDA0003014529680000071
其中，
Figure FDA0003014529680000072
为随机从集合Lx(t)中选取的适应度函数值小于fi(t)的鸟巢位置，βi(t)表示鸟巢位置xi(t)在随机游走更新时对应的步长控制因子，且βi(t)的值采用下列方式获得：
设l(t-1)表示种群在第(t-1)代时的区域检测阈值，LX(t-1)表示种群在第(t-1)代更新后的鸟巢位置组成的集合，Xi，e(t-1)为集合LX(t-1)中距离鸟巢位置Xi(t-1)第e近的鸟巢位置，则l(t-1)的值可以取：
Figure FDA0003014529680000073
其中，M表示种群中的鸟巢数，N为给定的正整数；设Ci(t)表示鸟巢位置xi(t)在进行随机游走更新时的待学习鸟巢位置组成的集合，xj(t)表示种群中第j个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，当鸟巢位置xj(t)满足：|Xj(t-1)-Xi(t-1)|≤l(t-1)且fj(t)＜Fj(t-1)时，则将鸟巢位置xj(t)加入到集合Ci(t)中，其中，fj(t)表示鸟巢位置xj(t)的适应度函数值，Xj(t-1)表示种群中第j个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，Fj(t-1)表示鸟巢位置Xj(t-1)的适应度函数值；设xk(t)表示种群中的第k个鸟巢通过莱维飞行模式进行第t代更新后的鸟巢位置，且xk(t)∈Ci(t)，Xk(t-1)表示种群中第k个鸟巢在第(t-1)代更新后的鸟巢位置，αk(t-1)表示通过莱维飞行模式对鸟巢位置Xk(t-1)进行更新时对应的步长因子，则βi(t)的值为：
Figure FDA0003014529680000074
其中，mi(t)表示集合Ci(t)中的待学习鸟巢数；
设Xi(t)表示种群中第i个鸟巢在第t代更新后的鸟巢位置，当未对鸟巢位置xi(t)进行随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure FDA0003014529680000075
当对鸟巢位置xi(t)进行了随机游走更新时，则Xi(t)的取值方式为：
Figure FDA0003014529680000076
其中，f′i(t)表示鸟巢位置x′i(t)的适应度函数值。
13.根据权利要求9所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在通过全向天线接收到船只发送的心跳信号后，且根据该心跳信号携带的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中记录有相应的船只信息，则更新相应的船只信息，更新后的船只信息包括以下内容：该心跳信号携带的船只标识、该心跳信号的信号强度、该心跳信号的接收时间、以及该微波中继站的站标识；将更新后的船只信息发送给所述路由路径中的下一个微波中继站。
14.根据权利要求13所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，且根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，则判断新接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间的时间差，是否大于船只的心跳周期；如果时间差大于船只的心跳周期，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息；如果时间差不大于船只的心跳周期，则判断新接收的船只信息中包含的信号强度是否大于相应船只信息中包含的信号强度，若是，则利用新接收的船只信息替换相应船只信息，若否，则不替换相应船只信息。
15.根据权利要求14所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在通过定向接收天线接收到所述路由路径中的上一个微波中继站发送的船只信息后，且根据该船只信息中包含的船只标识，查询本地的船只列表中是否记录有相应的船只信息后；如果船只列表中已经记录有相应的船只信息，且接收的船只信息中包含的接收时间与相应船只信息中包含的接收时间一致，接收的船只信息中包含的船只标识与相应船只信息中包含的船只标识一致，则丢弃新接收的船只信息，并且不继续向下一个微波中继站发送该船只信息。
16.根据权利要求9至15任一所述的一种海上超视距微波无线传输方法，其特征在于，所述方法还包括：
在通过定向接收天线接收到上一个微波中继站发送的通信信号后，判断该通信信号的信号强度；在信号强度低于预设强度的情况下，将该通信信号进行增强，再将增强后的通信信号发送给子路由路径中的下一个微波中继站。
CN202110387799.4A 2021-04-09 2021-04-09 一种海上超视距微波无线传输系统和方法 Active CN113517917B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210771747.1A CN115149992A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种基于算法的海上超视距微波无线传输系统和方法
CN202110387799.4A CN113517917B (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种海上超视距微波无线传输系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110387799.4A CN113517917B (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种海上超视距微波无线传输系统和方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210771747.1A Division CN115149992A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种基于算法的海上超视距微波无线传输系统和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113517917A true CN113517917A (zh) 2021-10-19
CN113517917B CN113517917B (zh) 2022-06-03

Family

ID=78062634

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110387799.4A Active CN113517917B (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种海上超视距微波无线传输系统和方法
CN202210771747.1A Pending CN115149992A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种基于算法的海上超视距微波无线传输系统和方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210771747.1A Pending CN115149992A (zh) 2021-04-09 2021-04-09 一种基于算法的海上超视距微波无线传输系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN113517917B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023103985A1 (zh) * 2021-12-06 2023-06-15 中兴通讯股份有限公司 基于微波设备的数据传输方法和装置、存储介质及电子设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101394603A (zh) * 2008-10-17 2009-03-25 中国移动通信集团河北有限公司 一种近海域作业平台的通信系统
CN203482201U (zh) * 2013-08-07 2014-03-12 中国移动通信集团海南有限公司 一种智能微波中继系统及智能海上微波中继站
CN105812046A (zh) * 2016-03-10 2016-07-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种卫星移动通信系统心跳消息的实现系统及方法
US20160266246A1 (en) * 2013-10-23 2016-09-15 Ladar Limited A system for monitoring a maritime environment
CN107204804A (zh) * 2017-05-24 2017-09-26 大鹏高科（武汉）智能装备有限公司 一种受电磁干扰无人船的应急救济方法和系统
CN109194385A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 中国船舶工业系统工程研究院 基于北斗短报文的水面无人艇远程控制方法
CN110095818A (zh) * 2019-05-10 2019-08-06 中海油信息科技有限公司 一种基于超视距微波的探测方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101394603A (zh) * 2008-10-17 2009-03-25 中国移动通信集团河北有限公司 一种近海域作业平台的通信系统
CN203482201U (zh) * 2013-08-07 2014-03-12 中国移动通信集团海南有限公司 一种智能微波中继系统及智能海上微波中继站
US20160266246A1 (en) * 2013-10-23 2016-09-15 Ladar Limited A system for monitoring a maritime environment
CN105812046A (zh) * 2016-03-10 2016-07-27 中国人民解放军国防科学技术大学 一种卫星移动通信系统心跳消息的实现系统及方法
CN107204804A (zh) * 2017-05-24 2017-09-26 大鹏高科（武汉）智能装备有限公司 一种受电磁干扰无人船的应急救济方法和系统
CN109194385A (zh) * 2018-10-31 2019-01-11 中国船舶工业系统工程研究院 基于北斗短报文的水面无人艇远程控制方法
CN110095818A (zh) * 2019-05-10 2019-08-06 中海油信息科技有限公司 一种基于超视距微波的探测方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
康士峰等: "电波环境及微波超视距传播", 《微波学报》 *
缪刚: "海上宽带超视距蒸发波导微波通信系统的建模与分析", 《硅谷》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023103985A1 (zh) * 2021-12-06 2023-06-15 中兴通讯股份有限公司 基于微波设备的数据传输方法和装置、存储介质及电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN115149992A (zh) 2022-10-04
CN113517917B (zh) 2022-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rahman et al. EECOR: An energy-efficient cooperative opportunistic routing protocol for underwater acoustic sensor networks
US9397745B2 (en) Hybrid satellite and mesh network system for aircraft and ship internet service
US5303207A (en) Acoustic local area networks
Yau et al. Maritime networking: Bringing internet to the sea
JP6730698B2 (ja) 無線ネットワークにおける指向性送信によるデータパケットのルーティング
JP4877778B2 (ja) 無線装置およびそれを備えた無線通信ネットワーク
US9628963B2 (en) Onboard apparatus, communication system and communication method
CN109788542A (zh) 自组网信道接入方法、装置、计算机设备及可读存储介质
CN113517917B (zh) 一种海上超视距微波无线传输系统和方法
US6816115B1 (en) Systems and methods for antenna selection in an ad-hoc wireless network
CN105656779A (zh) 在非对称链路中选择路由的方法、设备和系统
CN110519818B (zh) 基于簇型拓扑的水声传感器网络机会路由协议实现方法
US8565201B2 (en) Method and apparatus for hybrid virtual MIMO transmission in wireless ad-hoc network
CN104602313A (zh) 一种海上搜救无线传感网的环境自适应路由方法
Baranidharan et al. Clustered geographic-opportunistic routing protocol for underwater wireless sensor networks
CN111416669B (zh) 一种基于距离向量的水声传感器网络多浮标机会路由方法
KR101319553B1 (ko) 단일채널을 이용한 데이터중계시스템 및 방법
KR101286736B1 (ko) Ａｏｄｖ 기반 라우팅 방법
KR101371129B1 (ko) 해상 이동체 애드혹 네트워크의 통신을 위한 방법 및 노드
US20090086797A1 (en) Data transmission system
KR101062711B1 (ko) 다중대역 통신시스템과 방법, 이를 이용한 실시간 해양 물류 위치 추적 방법 및 해양 네트워크
CN111147122B (zh) 一种低空飞行目标的自适应发现方法
US20130250824A1 (en) Communication apparatus
CN115022228B (zh) 基于蚁群算法的声电协同网络的自适应路由系统及方法
DK3046353T3 (en) NETWORK ACCESS BASED ON CAPACITY ADVERTISING USING MOBILE STATIONS

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