CN116599565A - 应用于激光雷达的信号处理方法 - Google Patents

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CN116599565A CN202310559236.8A CN202310559236A CN116599565A CN 116599565 A CN116599565 A CN 116599565A CN 202310559236 A CN202310559236 A CN 202310559236A CN 116599565 A CN116599565 A CN 116599565A
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龚高茂
吕游
郭海娟
刘振兴
赵海军
邓姣
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    • H04B7/14Relay systems
    • H04B7/15Active relay systems
    • H04B7/185Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • H04B7/18578Satellite systems for providing broadband data service to individual earth stations
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Abstract

本发明公开了应用于激光雷达的信号处理方法,包括:通信周期设定模块,设定通信周期t并在两个用户端之间建立通信连接后开始计时,其中第i个周期用Ti表示,i为正整数;通信协调模块,随机选择已建立通信连接的两个所述的用户端中的一个,标记为第一用户端,另一个所述的用户端标记为第二用户端;在Ti周期开始时,录制第一用户端的实时通信信息,在Ti周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第二用户端;在Ti+1周期开始时,录制第二用户端的实时通信信息,在Ti+1周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第一用户端。将无序的交流转换成类似于回合制的沟通方式,解决了在卫星上增加星上处理所带来的成本增加和技术风险的问题。

Description

应用于激光雷达的信号处理方法
技术领域
本发明涉及星地通信技术领域,具体涉及应用于激光雷达的信号处理方法。
背景技术
星地通信指的是卫星与地面之间的通信,又叫做卫星通信。卫星通信实际上是一种激光通信,它以卫星作为中继站转发激光信号,在多个地面站之间通信,卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。并且由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上,覆盖范围远大于一般的移动通信系统,不易受陆地灾害的影响。卫星通信系统由卫星段、地面段、用户段三部分组成,卫星段在空中起中继站的作用,即把地面站发上来的信号放大后再返送回另一地面站。
但是,因为卫星通信需要通过卫星作为中继站进行信息的转发,而在轨卫星受到功率体积的限制,普遍天线增益低、传输能力弱,再加上星地传输链路通常在上千公里,甚至可达到几万公里,信号衰减较大,从而造成极大网络延时。比如说,以1000km轨道高度低轨卫星为例,星地链路延时达13ms,而20000km轨道中轨卫星的星地链路延时则高达270ms。
在卫星通信中,由于链路距离长、传播时延大,单跳的传播时延就会达到数百毫秒,加上语音编码器等的处理时间则单跳时延将进一步增加,当移动用户通过卫星进行双跳通信时,时延甚至将达到秒级。这种时延在某些特定的应用场景下,会对用户造成非常大的影响。这些应用场景包括语音通话、视频交流等实时通信方式。而为了解决时延带来的实时通信障碍的问题,在现有技术中,大多采用星上处理使得卫星具有交换功能来避免双跳通信的方法,但是这种方式不但增加卫星的复杂度和系统成本,也有一定的技术风险。
发明内容
本发明的目的在于提供应用于激光雷达的信号处理方法,解决以下技术问题:
现有技术中通过增加星上处理的方式来解决的实时通信的时延造成的通信障碍问题时,成本较高且具有一定的技术风险。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
应用于激光雷达的信号处理方法,包括卫星端、地面端和用户端,所述的卫星端与地面端通信连接,所述的地面端与用户端通信连接,还包括:
运行识别模块,设置于用户端,当用户端发送或接收到通信请求时,用于识别所述的通信请求的通信类型,所述的通信类型包括实时通信和非实时通信;
通信周期设定模块,设定通信周期t并在两个用户端之间建立通信连接后开始计时,其中第i个周期用Ti表示,i为正整数;
通信协调模块,随机选择已建立通信连接的两个所述的用户端中的一个,标记为第一用户端,另一个所述的用户端标记为第二用户端;
在Ti周期开始时,录制第一用户端的实时通信信息,在Ti周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第二用户端;在Ti+1周期开始时,录制第二用户端的实时通信信息,在Ti+1周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第一用户端;循环上述过程,直至完成本次通信;
所述的实时通信信息包括用户的视频信息和用户的语音信息。
作为本发明进一步的方案:所述的通信周期设定模块与用户端的时钟绑定,并在用户端与地面端建立通信连接后的第一个整点开始计时,所述的整点指的是预先设定的每个小时内的特定时刻,所述的整点的数量大于等于1。
作为本发明进一步的方案:所述的通信周期设定模块在满足预设条件并建立通信连接时开启,在结束通信连接后关闭;所述的预设条件为用户端发送或者接收的通信请求的通信类型为实时通信。
作为本发明进一步的方案:所述的整点为每个小时的第0分钟、第5分钟、第10分钟、第15分钟、第20分钟、第25分钟、第30分钟、第35分钟、第40分钟、第45分钟、第50分钟、第55分钟。
作为本发明进一步的方案:当所述的通信协调模块在录制用户端的实时通信信息时,用户能够提前终止本周期,并强制进入下一通信周期,所述的终止方式包括按键、触屏、手势和语音。
作为本发明进一步的方案:所述的第二用户端在Ti+1周期接收到第一用户端的实时通信信息时,通过第二用户端进行播放,并且在播放的同时完成第二用户端的实时通信信息的录制。
作为本发明进一步的方案:所述的第一用户端或所述的第二用户端的实时通信信息的录制过程中,录制时间小于通信周期。
作为本发明进一步的方案:所述的录制时间d=t-2s,所述的s为卫星链路传播时延。
本发明的有益效果:通过本发明将实时通信中的无序交流(二者发言没有前后顺序)进行约束,并为了避免时延造成二者之间沟通障碍的情况出现,将实时通信中的无序交流转换为具有先后顺序的交流方式,其形式类似于你问我答或者你说我听的方式,其中一方先进行陈述并以录制后视频或语音的方式进行发送,从而保证整体信息的完整性;另一方在接收到这部分完整的信息之后,根据信息中的内容进行回应,从而将无序的交流转换成类似于回合制的沟通方式,从而解决了卫星通信中的时延造成的通信障碍,而且也解决了在卫星上增加星上处理所带来的成本增加和技术风险的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明的网络架构图。
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它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示,本发明为应用于激光雷达的信号处理方法,包括卫星端、地面端和用户端,所述的卫星端与地面端通信连接,所述的地面端与用户端通信连接,还包括:
运行识别模块,设置于用户端,当用户端发送或接收到通信请求时,用于识别所述的通信请求的通信类型,所述的通信类型包括实时通信和非实时通信;
通信周期设定模块,设定通信周期t并在两个用户端之间建立通信连接后开始计时,其中第i个周期用Ti表示,i为正整数;
通信协调模块,随机选择已建立通信连接的两个所述的用户端中的一个,标记为第一用户端,另一个所述的用户端标记为第二用户端;
在Ti周期开始时,录制第一用户端的实时通信信息,在Ti周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第二用户端;在Ti+1周期开始时,录制第二用户端的实时通信信息,在Ti+1周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第一用户端;循环上述过程,直至完成本次通信;
所述的实时通信信息包括用户的视频信息和用户的语音信息。
可以理解的是,本发明应用在卫星通信中,具体的通信模式如图1所示,用户端—地面端—卫星端—地面端—用户端,从而实现两个用户端之间的超远距离通信;而本发明具体的使用场景是通过卫星通信来实现两个用户端之间的实时通信,而因为地面端与卫星端之间的距离过长以及卫星本身的质量问题等原因,而造成星地链路之间的通信传输存在时延,从而度两个用户端之间的实时通信造成通信障碍;
因此,在本申请中,在进行实时通信的过程中,将实时的信息交互转变成类似于你问我答/你说我听的回合制方式,一方先进行提问或者问候或者其他,另一方在观看前者的视频的时候,对问题进行解答或者回应问候或提问或其他,并再将自己的信息发送到前者;
打个比方,第一用户端录制实时通信信息,其中内容为提问某一个问题,在问题提完后发送到第二用户端,第二用户端会接收到一个完整的短视频,并得知其提出的问题,第二用户端对问题进行解答,并在解答完成后发送到第一用户端;同理,实时语音通信也与上述过程类似。
所以,通过上述方法,即可以解决时延的问题,也可以给予用户实时通信的体验,解决卫星通信中实时通信障碍的问题。
在本发明一种优选的实施例中,所述的通信周期设定模块在满足预设条件并建立通信连接时开启,在结束通信连接后关闭;所述的预设条件为用户端发送或者接收的通信请求的通信类型为实时通信。
在本发明一种优选的实施例中,所述的通信周期设定模块与用户端的时钟绑定,并在用户端与地面端建立通信连接后的第一个整点开始计时,所述的整点指的是预先设定的每个小时内的特定时刻,所述的整点的数量大于等于1。
在本实施例中,所述的整点为每个小时的第0分钟、第5分钟、第10分钟、第15分钟、第20分钟、第25分钟、第30分钟、第35分钟、第40分钟、第45分钟、第50分钟、第55分钟。
在本实施例中,设定整点作为开启时间周期的方式是为了减少卫星通信时延造成的影响,因为如果以建立通信连接作为开启计时的开启时间,可能会造成两个用户端之间的开启时间不统一,所以会对后续的周期累积以及通信传输造成影响。
而值得注意的是,整点开启只是作为一个衡量标准,其依托于手机时钟,手机时钟可以北京时间或者伦敦时间等等,在此不做限定;而整点的数量限制也并没有要求,理论上小于60个,因为精度太高,实施难度较高;同样的,已不建议数量过少,数量太少会造成建立通信连接后还需要等待较长时间才能开始交流,浪费用户的时间;而在具体的划分上,本实施例采用的是等分的方法,也即是将一个小时等分成若干份,以其起始点作为整点,当然也可以采用不均分的方式,这并不会对方案造成影响。
作为本发明进一步的方案:当所述的通信协调模块在录制用户端的实时通信信息时,用户能够提前终止本周期,并强制进入下一通信周期,所述的终止方式包括按键、触屏、手势和语音。
作为本发明进一步的方案:所述的第二用户端在Ti+1周期接收到第一用户端的实时通信信息时,通过第二用户端进行播放,并且在播放的同时完成第二用户端的实时通信信息的录制。
作为本发明进一步的方案:所述的第一用户端或所述的第二用户端的实时通信信息的录制过程中,录制时间小于通信周期。
作为本发明进一步的方案:所述的录制时间d=t-2s,所述的s为卫星链路传播时延。
所述应用于激光雷达的信号处理方法所能实现的功能均由计算机设备完成,所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码,所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现所述应用于激光雷达的信号处理方法的功能。
处理器从存储器中逐条取出指令、分析指令,然后根据指令要求完成相应操作,产生一系列控制命令,使计算机各部分自动、连续并协调动作,成为一个有机的整体,实现程序的输入、数据的输入以及运算并输出结果,这一过程中产生的算术运算或逻辑运算均由运算器完成;所述存储器包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM),所述只读存储器用于存储计算机程序,所述存储器外部设有保护装置。
示例性的,计算机程序可以被分割成一个或多个模块,一个或者多个模块被存储在存储器中,并由处理器执行,以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
本领域技术人员可以理解,上述服务设备的描述仅仅是示例,并不构成对终端设备的限定,可以包括比上述描述更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,上述处理器是上述终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。
上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块,上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现上述终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等)等;存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据(比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个系统实施例的功能。其中,计算机程序包括计算机程序代码,计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括:能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.应用于激光雷达的信号处理方法,包括卫星端、地面端和用户端,所述的卫星端与地面端通信连接,所述的地面端与用户端通信连接,其特征在于,还包括:
运行识别模块,设置于用户端,当用户端发送或接收到通信请求时,用于识别所述的通信请求的通信类型,所述的通信类型包括实时通信和非实时通信;
通信周期设定模块,设定通信周期t并在两个用户端之间建立通信连接后开始计时,其中第i个周期用Ti表示,i为正整数;
通信协调模块,随机选择已建立通信连接的两个所述的用户端中的一个,标记为第一用户端,另一个所述的用户端标记为第二用户端;
在Ti周期开始时,录制第一用户端的实时通信信息,在Ti周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第二用户端;在Ti+1周期开始时,录制第二用户端的实时通信信息,在Ti+1周期结束时,将所录制的实时通信信息发送至第一用户端;循环上述过程,直至完成本次通信;
所述的实时通信信息包括用户的视频信息和用户的语音信息。
2.根据权利要求1所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的通信周期设定模块与用户端的时钟绑定,并在用户端与地面端建立通信连接后的第一个整点开始计时,所述的整点指的是预先设定的每个小时内的特定时刻,所述的整点的数量大于等于1。
3.根据权利要求1所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的通信周期设定模块在满足预设条件并建立通信连接时开启,在结束通信连接后关闭;所述的预设条件为用户端发送或者接收的通信请求的通信类型为实时通信。
4.根据权利要求2所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的整点为每个小时的第0分钟、第5分钟、第10分钟、第15分钟、第20分钟、第25分钟、第30分钟、第35分钟、第40分钟、第45分钟、第50分钟、第55分钟。
5.根据权利要求1所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,当所述的通信协调模块在录制用户端的实时通信信息时,用户能够提前终止本周期,并强制进入下一通信周期,所述的终止方式包括按键、触屏、手势和语音。
6.根据权利要求1所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的第二用户端在Ti+1周期接收到第一用户端的实时通信信息时,通过第二用户端进行播放,并且在播放的同时完成第二用户端的实时通信信息的录制。
7.根据权利要求1所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的第一用户端或所述的第二用户端的实时通信信息的录制过程中,录制时间小于通信周期。
8.根据权利要求7所述的应用于激光雷达的信号处理方法,其特征在于,所述的录制时间d=t-2s,所述的s为卫星链路传播时延。
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