[发明专利]一种VDES系统中基于船舶间协作的数据传输方法

摘要

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种VDES系统中基于船舶间协作的数据传输方法，该方法包括以下步骤：VDES系统参数的设置；基于船舶间协作的数据传输包括上行数据传输和下行数据传输。其中，上行数据传输的步骤有：上行中继船舶的选择；按照上行中继船舶的选择结果来进行上行数据传输。下行数据传输的步骤有：下行中继船舶的选择；按照下行中继船舶的选择结果来进行下行数据传输。与现有的针对单个信道进行性能优化的方法相比，本发明利用多信道形成发送分集的方法，来解决卫星与船舶之间通信质量差的问题。特别是在船舶到卫星的信道质量极差且船舶需要向卫星发送紧急信号时，本发明所公开的方法可以发挥重要作用。

主权项

1.一种VDES系统中基于船舶间协作的数据传输方法，该方法包括以下步骤：步骤一：VDES系统参数的设置：当船舶A与卫星B之间传输数据时，设船舶A的通信半径范围内有L只船舶，分别编号为ship₁,ship₂,L ship_L，记为船舶ship_i，其中i∈{1,2,L,L}；所述的船舶A和船舶ship_i与所述的卫星B之间上行的通信频率为f₁、下行的通信频率为f₂；船舶A与船舶ship_i、以及船舶ship_i相互之间的通信频率为f₃；船舶A到卫星B的上行信道系数为h_A,B，卫星B到船舶A的下行信道系数为h_B,A；船舶ship_i到卫星B的上行信道系数为卫星B到船舶ship_i的下行信道系数为船舶A到船舶ship_i、船舶ship_i到船舶A的信道系数分别为所有节点均采用半双工工作方式；步骤二：船舶A与卫星B进行基于船舶间协作的数据传输：包括从船舶A到卫星B的上行数据协作传输和从卫星B到船舶A的下行数据协作传输两种情况：21)从船舶A到卫星B的上行数据协作传输包括以下步骤：211)上行中继船舶的选择；包括以下步骤：2111)根据VDES系统参数，对于所述的船舶ship_i，分别计算2112)对于所有的计算结果，进行关于i的从大到小排序，即2113)根据的排序结果，选出前M个最大值所对应的船舶序号i；对选出的前M个对应序号的船舶ship_i依次重新进行编号，分别编号为ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M，其中1≤M≤L；如果后续的中继船舶不是采用放大再转发的方式，而是采用解码再转发的信号处理方式，则此时的中继船舶是选择能正确解码原信号的前M个最大值所对应的船舶序号i，也分别编号为ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M；212)按照上行中继船舶的选择结果来进行上行数据传输：将上行中继船舶的选择结果通过广播信道广播给选中的M只上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M，然后在选中的中继船舶的帮助下进行从船舶A到卫星B的上行数据传输，具体包括以下步骤：2121)在第一个时隙，船舶A按照发送功率发送信号频率f₁向卫星B发送数据，卫星B接收数据，与此同时船舶A按照发送功率发送信号频率f₃向M只上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M也发送同样的数据，M只上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M接收数据；2122)在后续的M个时隙中，即在第二个时隙到第M+1个时隙中，上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M先对接收的数据进行处理，然后再按照时分多址的方式将处理后的数据转发给卫星B，发送功率分别为发送信号频率均为f₁，卫星B接收数据；所述的上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M对接收的数据进行处理包括两种方式，一种是放大再转发方式，一种是解码再转发方式，可以根据系统需要选择其中的一种数据处理方式；所述的M只上行中继船舶ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M按照时分多址的方式转发数据，是指船舶ship_upsel_j占用第j+1个时隙发送数据，其中j∈{1,L,M}，ship_upsel_j∈{ship_upsel₁,ship_upsel₂,L ship_upsel_M}；2123)卫星B对第一个时隙到第M+1个时隙接收到的数据按照最大比合并的方法得到最终数据，完成一次从船舶A到卫星B的上行数据传输；22)从卫星B到船舶A的下行数据传输，具体包括以下步骤：221)下行中继船舶的选择；包括以下步骤：2211)根据VDES系统参数，对于船舶ship_i，分别计算其中i∈{1,L,L}；2212)对于所有的计算结果，进行关于i的从大到小排序，即2213)对于的排序结果，选出前N只最大值所对应的船舶序号i，对选出的前N个对应序号的船舶依次进行编号，分别编号为ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N，其中1≤N≤L；如果后续的中继船舶ship_i不是采用放大再转发的方式，而是采用解码再转发的信号处理方式，则此时的下行中继船舶ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N是选择能正确解码原信号的前N只最大值所对应的船舶序号i，也分别编号为ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N；222)按照下行中继船舶的选择结果来进行下行数据传输；将下行中继船舶的选择结果通过广播信道广播给选中的N只下行中继船舶ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N，然后在选中的中继船舶的帮助下进行从卫星B到船舶A的下行数据传输；具体包括以下步骤：2221)在第一个时隙，卫星B按照发送功率发送信号频率f₂向船舶A和N个下行中继船舶ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N发送数据，船舶A和N个下行中继船舶接收数据；2222)在后续的N个时隙中，即在第二个时隙到第N+1个时隙中，下行中继船舶ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N先对接收的数据进行处理，然后再按照时分多址的方式将处理后的数据转发给船舶A，发送功率分别为发送信号频率均为f₃，船舶A接收数据；其中，所述的下行中继船舶ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N对接收的数据进行处理包括两种方式，一种是放大再转发方式，一种是解码再转发方式，可以根据系统需要选择其中的一种数据处理方式；所述的N只下行中继船舶按照时分多址的方式转发数据，是指船舶ship_downsel_j占用第j+1个时隙发送数据，其中j∈{1,L,N}，ship_downsel_j∈{ship_downsel₁,ship_downsel₂,L ship_downsel_N}；2223)船舶A对第一个时隙到第N+1个时隙接收到的数据，按照最大比合并的方法得到最终数据，完成一次从卫星B到船舶A的下行数据传输。