【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统及方法，属于海上无人船通信信道测量。
技术介绍
1、随着6g时代的到来，通信在各个领域百花齐放。海洋场景是通信中十分重要且难以发掘的，由于海上的蒸发波导和海面的海浪运动，使得海洋通信充满着不确定性因素。由于目前大部分的海洋信道测量装置没有考虑环境的影响，所以对于信道特性的分析也存在一定不足。为了能够更好的探究海洋环境信息对通信信道的影响，更好的建模出海洋通信信道模型，急需一种能够融入海洋环境信息的船对船信道测量装置。
2、无线通信系统对于无人系统集群十分重要，集群之间协同工作需要灵活、高速、可靠的通信网络。由于海洋环境的复杂，传输距离的增大，导致海上无人系统很难实现相互通信，所以解决海上通信难题是至关重要的。在海洋信道测量方面，国内外团队进行了一系列相关的工作。王伟团队在2017年进行了5.2ghz频段海上船对船无线信道的测量，分析了时延功率谱和延迟多普勒频谱。josé团队在2022年进行了无人机对无人船的信道测量，并建立了rsl的fe2r和ce2r模型，分析了阴影的自相关特性，最后分析了多径衰落的数值与何种分布的拟合情况。
3、然而对于结合环境信息的海上测量系统却很少提及，环境信息是海洋通信过程中不可或缺的一部分，尤其是在纯海洋环境的情况下。杨航团队在2022年进行了毫米波段船对岸的信道测量，该测量活动结合了环境信息，但却是每隔几小时进行一次环境信息采集，这样虽然简化了测量过程，但是却不能实时的与信道结合分析，所以设计一种能够进行环境信
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统；
2、针对现有海洋船对船通信信道测量装置无法与环境信息相结合的不足，本专利技术旨在提出一种新型的应用于海上无人船对无人船的环境信息感知信道测量系统，用于对环境信息和信道信息进行测量，便于进行后续的数据分析，从而能够更好的探究海洋场景的信道特性，并进行信道建模。
3、本专利技术还提出了基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法。
4、术语解释：
5、vst(vector signal transceiver)：vst中文名为pxi矢量信号收发仪，将rf和基带矢量信号分析仪及发生器、用户可编程fpga以及高速串行和并行数字接口相结合，可执行从基带到毫米波实时信号处理和控制。
6、labview：labview是一种由美国国家仪器公司(ni)开发的图形化编程环境和开发平台。它是一种用于数据采集、仪器控制、测量和自动化的工程应用软件。labview以其独特的可视化编程方式而闻名，用户可以通过拖放图形化元件(称为虚拟仪器或vi，virtualinstrument)来构建程序，而无需编写传统的文本代码。
7、本专利技术的技术方案为：
8、基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，包括：
9、发送端和接收端，接收端包括环境信息感知装置；
10、环境信息感知装置采集环境信息，加入时间戳并发送给接收端；
11、发送端和接收端进行通信信息的传输，传输过程中将通信信息加入时间戳；
12、将环境信息和通信信息通过时间戳进行对齐，获取每一时刻的环境信息对信道产生的影响，实现海上无人船对无人船信道测量。
13、根据本专利技术优选的，环境信息感知装置包括fpga开发板、温湿度检测模块、风速风向检测模块、波高检测模块和北斗三号模块；
14、fpga开发板用于实现对环境信息感知装置的总控；
15、温湿度检测模块用于实现对海洋温度及湿度的检测；
16、风速风向检测模块用于检测风速和风向，包括风向的角度、风速的大小；
17、波高检测模块用于测量海洋表面波浪的高度；
18、北斗三号模块用于给环境信息附上时间戳和位置信息，用于后续的数据处理；环境信息包括海洋温度及湿度，以及风向的角度、风速的大小；
19、环境信息感知装置启动后，fpga开发板控制温湿度检测模块、风速风向检测模块、波高检测模块工作，不断获取环境信息，并将环境信息发送给fpga开发板；fpga开发板接收到环境信息后由北斗三号模块给环境信息加入时间戳和位置信息；fpga开发板将带有时间戳和位置信息的环境信息发送给接收端。
20、进一步优选的，温湿度检测模块的型号为dht22。
21、风速风向检测模块使用一体化风向风速传感器。
22、北斗三号模块使用北斗三号数传终端。
23、根据本专利技术优选的，发送端包括第一vst、第一全向天线、第一显示器和第一键盘鼠标；
24、所述第一vst包括第一vst射频子板、第一北斗模块及第一内部处理器；第一vst射频子板用来调制pn伪随机序列，使信号连续发送，第一北斗模块给发射信号加入时间戳和位置信息，第一内部处理器控制发射信号的发送；
25、所述第一全向天线用于：发送发射信号；发送端中，发射信号为pn伪随机序列，pn伪随机序列构建信号流图发送，经过第一vst射频子板调制后，经过第一北斗模块加入时间戳和位置信息，通过第一全向天线将信号发送出去。
26、进一步优选的，所述第一全向天线和第二全向天线均为盘锥天线。
27、根据本专利技术优选的，所述接收端还包括第二vst、第一处理器、第二全向天线、第二显示器和第二键盘鼠标；
28、所述第二vst包括第二vst射频子板、第二北斗模块及第二内部处理器；第二vst射频子板用于对通信信号进行解调；第二内部处理器进行数据的保存和控制，第二北斗模块用于给接收信号加入时间戳和位置信息；
29、第一处理器用于保存通信信息和环境信息，并进行后续处理；
30、第二全向天线用于接收通信信号。
31、进一步优选的，接收端放置在接收无人船上，环境信息接收和通信信息接收各自进行，最后通过时间戳结合，接收端的工作过程如下：
32、通信信息接收过程包括：第二全向天线接收到通信信号后，传输给第二vst射频子板进行解调，第二北斗模块给接收信号加入时间戳和位置信息，将通信信息保存在第二vst；
33、环境信息接收过程包括：环境信息由fpga开发板通过传输线传输给第一处理器。
34、信息接本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，环境信息感知装置包括FPGA开发板、温湿度检测模块、风速风向检测模块、波高检测模块和北斗三号模块；
3.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，发送端包括第一VST、第一全向天线、第一显示器和第一键盘鼠标；
4.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，所述接收端还包括第二VST、第一处理器、第二全向天线、第二显示器和第二键盘鼠标；
5.根据权利要求4所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，接收端放置在接收无人船上，环境信息接收和通信信息接收各自进行，最后通过时间戳结合，接收端的工作过程如下：
6.基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法，通过权利要求1-5任一所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道
7.根据权利要求6所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法，其特征在于，采集环境信息，加入时间戳并发送给通信端；包括：
8.根据权利要求6所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法，其特征在于，进行通信信息的传输，传输过程中将通信信息加入时间戳；包括：
9.根据权利要求6所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法，其特征在于，将环境信息和通信信息通过时间戳进行对齐，获取每一时刻的环境信息对信道产生的影响，实现海上无人船对无人船信道测量；包括：
10.根据权利要求9所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量方法，其特征在于，信道冲激响应h(t,τ)如式(1)所示：
...【技术特征摘要】
1.基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，环境信息感知装置包括fpga开发板、温湿度检测模块、风速风向检测模块、波高检测模块和北斗三号模块；
3.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，发送端包括第一vst、第一全向天线、第一显示器和第一键盘鼠标；
4.根据权利要求1所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，所述接收端还包括第二vst、第一处理器、第二全向天线、第二显示器和第二键盘鼠标；
5.根据权利要求4所述的基于海洋环境信息感知的智能化无人船对无人船信道测量系统，其特征在于，接收端放置在接收无人船上，环境信息接收和通信信息接收各自进行，最后通过时间戳结合，接收端的工作过程如下：
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉，张怡，辛志超，周书东，李子恒，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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