[發明專利]一種基于消息優先級和速率的VDES動態時隙預約方法

有效

• 申請號: 202010914287.4
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111970763B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李洪星
• 申請（專利權）人: 山東星通易航通信科技有限公司
• 主分類號: H04W72/04
• 分類號: H04W72/04;H04W72/10
• 代理公司: 安徽華人律師事務所 34163
• 代理人: 張璞君

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種基于消息優先級和速率的VDES動態時隙預約方法，該方法包括以下步驟：系統初始化，即將幀映像表初始化；預約消息的分組和排序；根據幀映像表，利用動態時分多址時隙預約算法，對分組和排序以后的預約消息依次進行動態時隙預約；下一幀到來時，按照時隙預約結果進行消息的接入和傳輸。與現有的SOTDMA、RATDMA和ITDMA時隙預約方法相比，本發明加入了消息的優先級分組和速率排序、一次預約不成時的接入時隙數動態調整和再預約機制，因此本發明所公開的方法無論是在消息預約成功個數上，還是在預約成功的消息優先級權重和、速率權重和上均優于現有的時隙預約方法。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，具體涉及一種基于消息優先級和速率的VDES動態時隙預約方法。

背景技術

VDES(VHF Data Exchange System，甚高頻數據交換系統)是在當前的AIS(Automatic Identification System，船舶自動識別系統)基礎上發展起來的新一代海事數字通信系統，可以進行船與船、船與岸、船與衛星之間的信息交換，實現船舶的路線導航、天氣預測、遇險搜救、船舶避撞、港口調度等功能。

在VDES系統中，通信能力范圍內的船舶之間采用自組織的方式進行通信，形成自組織小區。自組織小區內的船舶利用導航衛星實現時間上的同步，無線信道使用TDMA(Time-division Multiple Access，時分多址)的方式進行時隙接入，通常將同一頻段的時間分成以幀為單位的片段，每一幀的長度為1分鐘，每一幀被劃分為2250個時隙。自組織小區內的每艘船舶都通過接收其它用戶廣播的時隙狀態信息和偵聽各時隙狀態信息來構造和維護一份幀映像表，并實時更新幀映像，幀映像表只負責對幀中的每個時隙的使用或空閑狀態進行記錄。各船舶發送消息是通過時隙預約的方法來接入通信鏈路，即針對當前幀的幀映像表中的空閑時隙進行預約，在下一幀到來時接入。通過這種發送消息的時隙預約，可以有效避免自組織小區內船舶之間的消息沖突。

關于VDES中的時隙預約和接入機制，目前的AIS信道接入協議的建議書(例如《G1139標準建議書》)中建議AIS信道使用SOTDMA(Self-organized Time-divisionMultiple Access，自組織時分多址)的接入方法，而其他信道還未給出接入協議的明確建議。已有的研究資料中提出船舶利用隨機時分多址(Random Access Time-divisionMultiple Access，RATDMA)或者增量時分多址(Incremental Time-division MultipleAccess，ITDMA)完成信道接入后，進入連續的自主運作階段，在自主運作階段仍然使用SOTDMA進行后續時隙的預約。

綜上所述，不管是SOTDMA的時隙預約方法，還是RATDMA和ITDMA的時隙接入方法，均是關注于如何尋找空閑時隙及其分配，而沒有考慮預約消息的優先級和速率需求。而海事通信中的消息是有優先級之分的，例如救援消息的優先級一定高于天氣預報消息，不考慮消息優先級的預約和接入，很有可能導致高優先級的消息延遲，這一問題在網絡負載大、消息較多時更為明顯。而且隨著VDES消息類型的增多，不同消息的速率需求不同，傳輸速率需求較大的消息需要占用連續時隙傳輸，不考慮消息速率需求進行預約和接入，滿足不了速率需求會使消息卡頓，影響用戶體驗，甚至導致嚴重事故。因此，如何根據消息的優先級和速率需求進行時隙預約是當前需要解決的重要問題。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于消息優先級和速率的VDES動態時隙預約方法，該方法可以提高預約成功的消息優先級權重和、速率權重和，還可以增加消息預約成功個數。

本發明解決上述技術問題的方案是：

一種基于消息優先級和速率的VDES動態時隙預約方法，該方法包括以下步驟：

步驟一：系統初始化，即將幀映像表初始化：