基于多址优化技术的地卫通信方法和系统技术方案

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
基于多址优化技术的地卫通信方法和系统
本专利技术涉及卫星通信的
，特别涉及基于多址优化技术的地卫通信方法和系统。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术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。本专利技术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：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，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，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，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，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n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；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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。


2.如权利要求1所述的基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于：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。


3.如权利要求2所述的基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于：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。


4.如权利要求3所述的基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于：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。


5.如权利要求4所述的基于多址优化技术的地卫通信方法，其特征在于：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：



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，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，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：余丹，兰雨晴，
申请(专利权)人：中标慧安信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11