一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法及装置，该方法包括：根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型；在待预测时刻三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法得到待预测时刻信道参数。通过利用海上环境信息的空时相关性和船舶航线信息预测海上环境变化，从而构建预测的三维环境模型，在预测的三维模型环境模型中估计信道参数信息。该信道预测方法有效地适应了海上环境的变化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法及装置
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法及装置。
技术介绍
国内外工业界、学术界利用移动空中平台构建空中通信系统，与地面移动通信系统、卫星通信系统和船联网协同，实现海域宽带互联网接入，以提高海上用户宽带体验。例如，采用飞艇，工作在平流层，可以覆盖大面积区域，被称为高空伪卫星。此外，无人机备受关注。利用无人机灵活移动的特点，将无人机作为移动移动空中基站预先部署平台，在浩瀚海上，根据通信需求预先部署移动移动空中基站预先部署，实现按需覆盖。为实现预先部署移动移动空中基站预先部署的通信参数配置，需要预测信道参数。现有的信道预测方法主要包括两种，分别是基于历史信道数据的预测法和电磁场预测法。对于基于历史信道数据的预测法，通过信道估计或者采样获得历史数据。对于移动移动空中基站预先部署，难以实现信道估计，并且先采样再优化的方法难以适应环境变化。传统的电磁场预测法模拟无线传播环境，在利用光学射线理论或者电磁波传播理论预测无线环境的信道特征。传统的电磁场预测法能够预测固定场景的信道参数，难以适应环境变化。但是在海上，海面和船舶的动态变化使得海上环境不断变化，而传统的信道预测没有办法考虑到上述变化，因此如何更精准的实现海上信道预测已经成为业界亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法及装置，用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题，或至少部分解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，包括：根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型；在待预测时刻三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法得到待预测时刻信道参数。更具体的，所述待预测时刻环境数据包括待预测时刻静态环境数据和待预测时刻动态环境数据；其中，所述待预测时刻动态环境数据包括历史动态环境数据和预测所得的动态环境数据；其中，所述待预测时刻行为数据包括历史行为数据和预测所得的行为数据；其中，所述待预测时刻静态环境数据存储在静态环境数据库中，所述历史动态环境数据存储在历史动态环境数据库中，所述预测所得的动态环境数据存储在预测所得的动态环境数据库中，所述历史行为数据存储在历史行为数据库中，所述预测所得的行为数据存储在预测所得的行为数据库中。更具体的，在所述根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型的步骤之前，所述方法还包括：根据历史动态环境数据库中历史动态环境数据的空时相关性建立动态环境空时数据模型，根据所述动态环境空时数据模型估计待预测时刻的动态环境数据，并根据所述待预测时刻的动态环境数据更新预测所得的动态环境数据库；根据历史行为数据库中船舶的历史行为数据和船舶航线信息估计待预测时刻的船舶行为数据，并根据所述待预测时刻的船舶行为数据更新预测所得的行为数据库；根据预测所得的动态环境数据库中待预测时刻的动态环境数据、静态环境数据库中待预测时刻的静态环境数据和预测所得的行为数据库中待预测时刻的行为数据构建待预测时刻三维环境模型；其中，所述动态环境空时数据模型存储在动态环境知识库中。在所述根据预测所得的动态环境数据库中待预测时刻的动态环境数据、静态环境数据库中待预测时刻的静态环境数据和预测所得的行为数据库中待预测时刻的行为数据构建待预测时刻三维环境模型的步骤之后，所述方法还包括：在待预测时刻的三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法估计待预测时刻的信道参数；利用待预测时刻的信道参数规划无人机航迹，得到待预测时刻的无人机行为数据，并根据所述待预测时刻的无人机行为数据更新预测所得的行为数据库；更新待预测时刻，得到更新后的待预测时刻，对更新后的待预测时刻继续进行信道预测，直至更新后的待预测时刻大于待预测最终时刻；其中，所述待预测时刻在更新过程中的初始值为预测初始时刻，在更新过程中的最终值为预测最终时刻。更具体的，在所述根据历史动态环境数据库中历史动态环境数据的空时相关性建立动态环境空时数据模型的步骤之前，所述方法还包括：初始化当前时刻无人机行为数据，并获取当前时刻船舶行为数据；根据所述当前时刻船舶行为数据更新历史行为数据库。更具体的，所述待预测时刻动态环境数据包括海洋表面某一固定高度风速、海水温度和海水含盐度。更具体的，所述待预测时刻行为数据，包括无人机行为数据和船舶行为数据。第二方面，本专利技术实施例提供一种用于移动空中基站预先部署的信道预测装置，包括：建模模块，用于根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型；预测模块，用于在待预测时刻三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法得到待预测时刻信道参数。第三方面，本专利技术实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述用于移动空中基站预先部署的信道预测方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述用于移动空中基站预先部署的信道预测方法的步骤。本专利技术实施例提供的一种用于移动空中基站预先部署的信道预测及装置，通过利用海上环境信息的空时相关性和船舶航线信息预测海上环境变化，从而构建预测的三维环境模型，在预测的三维模型环境模型中估计信道参数信息。该信道预测方法有效地适应了海上环境的变化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例中所描述的用于移动空中基站预先部署的信道预测方法流程示意图；图2为本专利技术一实施例中所描述的用于移动空中基站预先部署的信道预测装置结构图；图3为本专利技术一实施例所描述的电子设备结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例中所描述的用于移动空中基站预先部署的信道预测方法是利用海上环境信息的相关性和船舶航线信息预测海上环境变化，进而构建预测的海上环境模型，预测信道参数。本专利技术实施例的通信构架是指星空地协同架构，主要由岸上基站、移动空中基站、海事卫星和用户组成，其中将无人机作为移动空中基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，其特征在于，包括：/n根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型；/n在待预测时刻三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法得到待预测时刻信道参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，其特征在于，包括：
根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型；
在待预测时刻三维环境模型中配置通信参数，通过射线跟踪法得到待预测时刻信道参数。


2.根据权利要求1所述用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，其特征在于，所述待预测时刻环境数据包括待预测时刻静态环境数据和待预测时刻动态环境数据；
其中，所述待预测时刻动态环境数据包括历史动态环境数据和预测所得的动态环境数据；
其中，所述待预测时刻行为数据包括历史行为数据和预测所得的行为数据；
其中，所述待预测时刻静态环境数据存储在静态环境数据库中，所述历史动态环境数据存储在历史动态环境数据库中，所述预测所得的动态环境数据存储在预测所得的动态环境数据库中，所述历史行为数据存储在历史行为数据库中，所述预测所得的行为数据存储在预测所得的行为数据库中。


3.根据权利要求2所述用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，其特征在于，在所述根据待预测时刻环境数据和待预测时刻行为数据构建待预测时刻三维环境模型的步骤之前，所述方法还包括：
根据历史动态环境数据库中历史动态环境数据的空时相关性建立动态环境空时数据模型，根据所述动态环境空时数据模型估计待预测时刻的动态环境数据，并根据所述待预测时刻的动态环境数据更新预测所得的动态环境数据库；
根据历史行为数据库中船舶的历史行为数据和船舶航线信息估计待预测时刻的船舶行为数据，并根据所述待预测时刻的船舶行为数据更新预测所得的行为数据库；
根据预测所得的动态环境数据库中待预测时刻的动态环境数据、静态环境数据库中待预测时刻的静态环境数据和预测所得的行为数据库中待预测时刻的行为数据构建待预测时刻三维环境模型；
其中，所述动态环境空时数据模型存储在动态环境知识库中。


4.根据权利要求3所述用于移动空中基站预先部署的信道预测方法，其特征在于，在所述根据预测所得的动态环境数据库中待预测时刻的动态环境数据、静态环境数据库中待预测时刻的静态环境数据和预测所得的行为数据库中待预测时刻的行为数据构...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯伟，李香玲，葛宁，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11