申请/专利权人：上海海事大学

申请日：2022-04-01

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN114900842B

主分类号：H04W16/18

分类号：H04W16/18;H04W16/26;H04W40/04;H04W40/24;H04W84/18;H04B7/155;H04B7/185

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2022.12.09#著录事项变更;2022.08.30#实质审查的生效;2022.08.12#公开

摘要：本发明公开了一种基于D2D通信的扩大海上通信范围的网络架构，包括：卫星，用于为整个海域提供有时间间隔的窄带信号覆盖；微基站，部署在移动平台或固定平台上，微基站在所述卫星或者宏基站的管理下，覆盖一设定面积的用户设备；宏基站在通信范围内可为空中设备和海上平台提供信息回传服务；空中设备部署微基站，与所述卫星和宏基站建立无线通信链路，沿着预定轨迹飞行，与海上平台建立D2D通信链路，对海上服务需求较大的区域及时增加部署；海上平台部署微基站，微基站之间或是与空中设备建立D2D通信链路增强覆盖，其中，所述微基站间D2D通信包括对附近邻居的检测、协同空中设备动态目标追踪的组网，以及对无线电资源进行分配和管理。

主权项：1.一种基于D2D通信的扩大海上通信范围的网络架构，其特征在于，包括：卫星，用于为整个海域提供有时间间隔的窄带信号覆盖；宏基站，包括部署在岸上的岸上宏基站或海上的海上宏基站，覆盖一设定范围内的海域，为覆盖范围内的设备提供无线通信服务；其中，岸上宏基站，为近海海域内覆盖的设备提供通信服务，海上宏基站，为海上覆盖范围内的设备提供通信服务；所述宏基站与卫星、空中设备、海上平台进行通信，为空中设备和海上平台提供信息回传服务，以及对微基站进行管理和调度；空中设备，用于部署微基站，沿着预定轨迹飞行，与海上平台建立D2D通信链路，对海上服务需求较大的区域及时增加部署；海上平台，用于部署微基站，微基站之间或是与空中设备建立D2D通信链路增强覆盖，其中，所述微基站在所述卫星或者宏基站的管理下，覆盖一设定面积的用户设备，为所覆盖的设备提供信息传输服务，微基站间D2D通信包括对附近邻居的检测、协同空中设备动态目标追踪的组网，以及对无线电资源进行分配和管理；所述微基站间D2D通信包括对附近邻居的检测的步骤，包括：S21：微基站周期性地发送接收邻居搜索信号，信号中包含微基站身份信息；S22：接收到信号的微基站通过接收信号强度RSSI估计发送距离；S23：接收到信号的微基站通过距离阈值判别是否属于此基站的邻居；S24：无覆盖模式下，接收到信号的微基站若在上一步骤中判断为发送信号基站的邻居，则反馈指示信息给该发送基站，否则，则不反馈；若在覆盖模式下，接收到信号的微基站若在上一步骤中判断为发送信号基站的邻居，则反馈指示信息给宏基站；反馈信息包含此微基站身份标识，包括是否为无人机或船舶；S25：微基站若在无覆盖模式下，微基站则基于邻居反馈构建邻居集合；微基站若在覆盖模式下，其邻居集合将在宏基站中存储；所述微基站间D2D通信协同无人机动态目标追踪的组网的步骤，包括：S31：微基站获取其通信范围内邻居节点的信息并建立通信链路；S32：微基站之间建立通信链路，获得网络时变图；S33：根据无人机的参数，计算无人机的位置坐标，根据位置信息对无人机进行分类；S34：使用最短路径算法计算时变图中节点到节点的最短路径；具体地，选择其一无人机节点u作为初始接入节点，初始化集合U＝{u}；初始化集合S为海上用户节点；在集合S中选择与初始接入节点距离最近的节点加入集合U，建立无人机与海上用户节点之间的通信链路，同时根据最短路径建立海上节点链路；S35：选择其他无人机节点作为新的初始接入节点，更新集合S中的与无人机节点的距离，重复S34直至集合S中的节点都已包含在U中，得到当前时刻的通信链路连接模式；S36：微基站在无覆盖模式下，微基站之间建立通信链路；微基站若在覆盖模式下，由宏基站读取并存储微基站的地理位置信息，计算微基站之间的最短路径，并控制微基站与其他节点建立通信链路；S37：无人机和船舶都有固定的轨迹，在进行链路切换时，根据当前时刻无人机、船舶的位置和速度，预测后续时刻网络中该节点的位置、邻居的变化，执行步骤S33-S36得到下一时刻的链路连接模式；所述无线电资源进行合理分配和管理的步骤，包括：S41：微基站向资源调度器发出资源调度许可请求；S42：微基站在覆盖模式下，通过宏基站对无线电资源进行管理和分配，在宏基站发出调度准许应答后，并缓存微基站待传输的数据，若在无覆盖模式下，网络为D2D通信分配一个资源池，考虑帧结构和资源池配置进行分布式资源分配，用户在资源池中发送用于声明数据消息的资源占用控制消息，在控制消息指定的数据资源位置发送业务数据消息；S43：在覆盖模式下，宏基站的资源调度器根据调度请求、缓存数据情况为用户分配资源；无覆盖模式下，用户自行选择分配数据资源；S44：根据功率需求、用户业务优先级以及用户服务质量条件建立资源调度模型，得到优化后的资源分配策略；S45：在覆盖模式下，宏基站存储相应资源分配策略并做出调度指示；否则，在无覆盖模式下，用户根据资源分配策略自行调度，进行资源分配；其中，空中设备为无人机。

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权利要求：

百度查询： 上海海事大学 基于D2D通信的扩大海上通信范围的网络架构

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