[發明專利]一種無人艇海上通信信道自適應選擇方法

有效

• 申請號: 202110143980.0
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN113068126B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 周建英;許惠;王晨;陳亮;馬賽男;卲漢東
• 申請（專利權）人: 浙江嘉藍海洋電子有限公司;中電科(寧波)海洋電子研究院有限公司
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W36/00;H04W36/30;H04W36/32
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種無人艇海上通信信道自適應選擇方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、獲取無人艇的運行狀態、位置信息以及無人艇的任務行駛線路；

S2、根據所述無人艇的運行狀態、位置信息以及無人艇的任務行駛線路，預估當前時間間隔預設時間后無人艇的預估位置信息；具體包括：根據無人艇的運行速度v和預設時間Δt，求取預設時間內無人艇的最大前進距離S_max＝v×Δt；根據無人艇的運行速度v、預設時間Δt和海上航行環境影響因素η，求取預設時間內無人艇的最小前進距離S_min＝v×Δt×η；在無人艇的任務行駛線路中對無人艇的當前位置信息進行標注，將沿行駛方向距離當前無人艇的位置信息S_min處的位置信息標注為無人艇的最近預估位置信息，將沿行駛方向距離當前無人艇的位置信息S_max處的位置信息標注為無人艇的最遠預估位置信息；在無人艇的任務行駛線路中，無人艇的最近預估位置信息與無人艇的最遠預估位置信息之間的位置信息即為當前時間間隔預設時間后無人艇的預估位置信息；其中，所述海上航行環境影響因素η通過以下步驟計算獲取：獲取風致漂移量：其中，K為系數，B_a為無人艇的船體水線上側受風面積，B_w為無人艇的船體水線下側受風面積，v為無人艇的運行速度，v_a為相對風速，Δt為預設時間；獲取流致漂移量：ΔB_c＝v_c·Δt·sinα，其中，v_c為流速，α為流壓角，Δt為預設時間；根據風向和風致漂移量獲取風向向量a，根據水流向和流致漂移量獲取水流向向量c，根據風向向量a和水流向向量c求取向量ac；計算海上航行環境影響因素η＝sinθ，其中θ為向量ac與無人艇的行駛方向的單位向量之間的夾角；

S3、根據所述無人艇的預估位置信息，計算無人艇所在位置不同通信信道的質量；

S4、根據所述的預估的通信信道的質量，確定無人艇在當前時間間隔預設時間后所使用的通信信道。

2.根據權利要求1所述的一種無人艇海上通信信道自適應選擇方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

S31、根據無人艇的預估位置信息，篩選出通信范圍包含所述無人艇的預估位置的通信信道；

S32、根據天氣情況、無人艇的任務行駛線路以及無人艇的預估位置信息，從數據庫中提取篩選出的各通信信道所對應的評價指標；

S33、根據所述評價指標對通信信道進行質量評估，獲取通信信道的質量評估值；

S34、將質量評估值最優的通信信道確定為無人艇在當前時間間隔預設時間后所使用的通信信道。

3.根據權利要求2所述的一種無人艇海上通信信道自適應選擇方法，其特征在于，所述步驟S32中的數據庫包括相關聯的任務行駛線路、任務行駛線路上的位置信息、天氣情況和評價指標，其中所述評價指標包括信道容量C、傳輸時延τ和傳輸資費Q：

C＝B×log2(1+S/N)，

其中，B表示帶寬，S表示信號平均功率，N表示噪聲功率，10×lg(S/N)＝信噪比；

τ＝τ_dp+τ_dt＝M/V+L/R，

其中，τ_dp表示傳播時延，τ_dt表示傳輸時延，M表示信道長度，V表示信道上的傳播速度，L表示數據幀長度，R表示信道帶寬；

Q＝I·u/C_I，

其中，I表示傳輸數據量，u表示單位時間內信道的租用價格，C_I表示傳輸速率。