【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信，具体涉及一种5g-d2d融合终端、通信系统及网络路径自适应方法。
技术介绍
1、近年来，随着新一代通信技术在应急救援等特种通信场景上的大量应用，集群协同任务日趋成为一种成熟的任务模式。例如无人机群、机器狗、无人车以及背负台等正在被越来越多的用于现代救援现场，极大提升了复杂环境应急救援的成功率。作为组成网络集群的智能终端，其自主化和智能化是未来指挥控制技术发展的重要趋势，这就要建立面向多任务自主协同的通信-决策-规划-控制框架，而通信就成为了这一框架的基础。当前应急救援系统中智能终端的通信方式，要么通过5g/4g网络与指挥中心连接通信，要么通过d2d自组网网络与其他智能终端连接通信。
2、但是，各种灾害环境复杂多变，智能终端单一的通信方式，存在很大的不确定性，如果其通信连接受恶劣环境影响，就很容易进入“失联”状态而成为灾害环境中的孤点，这越来越成为限制其发挥自身救援价值的关键因素。因此，当前的智能终端存在问题是：无法根据其所处的灾害现场实际环境自主切换其通信连接方式来适应应急救援需求，这使得智能终端的救援能力大打折扣。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种基于5g-d2d融合终端的网络路径自适应方法，能够根据其所处的灾害现场实际环境自主切换其通信连接方式来适应应急救援需求，使得智能终端的救援能力最大化发挥。
2、为了达到上述目的，提供了一种基于5g-d2d融合终端的网络路径自适应方法，包括以下步骤：
3、s1、通过
4、通过融合终端en的d2d接口，与其他融合终端建立自组网网络，并获取自组网网络的拓扑信息以及其他融合终端的网络状态信息；
5、通过融合终端en的5g接口，与5g基站建立5g网络连接，并实时获取当前5g连接状态和5g信号质量；
6、通过融合终端en的有线网络接口与其下挂子网设备之间进行网络通信；
7、s2、根据融合终端en当前的5g连接状态和5g信号质量进行网络路径自适应分析；
8、当融合终端en获取到其当前5g连接状态为已连接，且其5g连接质量大于最差连接质量阈值时，则融合终端en控制其下挂子网设备及其自身信息流量通过5g网络，与指挥中心相互通信；
9、当融合终端en获取到其当前5g连接状态为断开连接，或者其5g连接质量小于或等于最差连接质量阈值时，则融合终端en进入到寻找中继节点状态；融合终端en进入寻找中继节点状态后，遍历其所在自组网网络中所有融合终端的网络状态信息，并通过最优路径算法，选取可作为最优中继的融合终端em；确定最优中继的融合终端em后，融合终端en及其下挂子网设备通过融合终端em进行中继，重新与指挥中心建立网络连接，并进行数据通信。
10、进一步，所述步骤s1中，在若干融合终端建立好通信系统之后，对于每个融合终端，首先需要维护自身网络状态信息，并将其维护的自身网络状态信息，在自组网网络中进行广播；所述自身网络状态信息包括节点号id、子网网段ns、自组网地址da、公网地址pa、5g连接状态gs、5g连接质量gq和自组网连接质量dq；节点号id表示融合终端在自组网网络中的节点id，子网网段ns表示融合终端lan接口ip地址网段，自组网地址da表示融合终端d2d接口的ip地址，公网地址pa表示融合终端接入5g网络后，分配给5g接口的ip地址；5g连接状态gs表示融合终端的5g连接状态，包括已连接和未连接状态；5g连接质量gq表示5g连接的信号强度，自组网连接质量dq表示融合终端与自组网网络中其他节点连接信号强度。
11、进一步，所述最优路径算法，用于当融合终端en的5g连接断开或5g连接太差，需要通过其他融合终端进行中继与指挥中心建立网络连接时，选取最优中继终端以及流量转发路径；具体包括以下步骤：
12、s201、以融合终端en为起点，并根据融合终端en终端维护的自组网全网拓扑信息及网络状态信息，分析计算自组网网络中所有的中继路径；
13、s202、对各中继路径中各个融合终端的5g网络连接质量gq和自组网连接质量dq进行路径消耗数值化转换；将5g连接质量gq和自组网连接质量dq划分为l个等级，并分配对应的路径消耗值cg0,cg1,...,cgl和cd0,cd1,...,cdl，其中cg0<cg1<...<cgl，cd0<cd1<...<cdl，cgl＝cdl＝+∞；
14、s203、遍历全部中继路径，计算路径消耗数值化转换后得到的节点间消耗数；
15、s204、对各中继路径对应的节点间消耗数进行排序，选取最小路径消耗值的路径为最优中继路径，对应中继路径的终点为融合终端en需选取的最优中继融合终端。
16、进一步，所述最优路径算法还包括以下步骤：
17、s205、在全部中继路径的节点间消耗数均为+∞时，则判断当前自组网网络中，不存在可作为中继的融合终端，则使全部融合终端进入中心协商状态，与自组网网络中其他融合终端进行临时中心的协商选举。
18、进一步，所述步骤s2中还包括以下步骤：
19、当自组网网络中所有融合终端与5g基站的连接状态都为断开或者连接质量都小于最差连接质量阈值，且融合终端中找不到可作为中继的融合终端时，则所有融合终端进入中心协商状态；
20、通过协商，从自组网网络中选举出一个作为临时中心的融合终端ea，其他融合终端与融合终端ea建立数据通信连接，融合终端ea激活预设的中心控制程序，进行整个融合终端集群的行动控制。
21、进一步，还包括以下步骤：
22、在自组网网络中所有融合终端与5g基站的连接状态都为断开或者连接质量都小于最差连接质量阈值之后，若自组网网络中的其一融合终端en恢复了5g连接且连接质量大于最差连接质量阈值时，则取消融合终端ea的临时中心形态，将融合终端en作为中继融合终端，与指挥中心建立通信连接，并进行数据通信。
23、进一步，所述融合终端的工作形态会在以下6种形态之间动态切换，完成终端工作形态的自适应选择：
24、终端形态：融合终端通过5g连接与指挥中心连接，且不作为其他节点的中继；
25、转移形态：融合终端与指挥中心5g连接断开，且通过其他节点中继与指挥中心连接；
26、中继形态：融合终端通过5g连接与指挥中心连接，且作为其他节点的中继与指挥中心建立通信；
27、临时中心形态：通信系统中全部融合终端都未与指挥中心建立连接，通信系统进入分布式组网形式，融合终端之间通过协商确定的临时中心节点，替代指挥中心作为通信系统的集群指挥中心；
28、分布形态：通信系统进入分布式组网形式时，未被选为临时中心节点的其他融合终端，即进入分布形态，直接与临时中心节点做业务通信；
29、孤点形本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述步骤S1中，在若干融合终端建立好通信系统之后，对于每个融合终端，首先需要维护自身网络状态信息，并将其维护的自身网络状态信息，在自组网网络中进行广播；所述自身网络状态信息包括节点号ID、子网网段NS、自组网地址DA、公网地址PA、5G连接状态GS、5G连接质量GQ和自组网连接质量DQ；节点号ID表示融合终端在自组网网络中的节点ID，子网网段NS表示融合终端LAN接口IP地址网段，自组网地址DA表示融合终端D2D接口的IP地址，公网地址PA表示融合终端接入5G网络后，分配给5G接口的IP地址；5G连接状态GS表示融合终端的5G连接状态，包括已连接和未连接状态；5G连接质量GQ表示5G连接的信号强度，自组网连接质量DQ表示融合终端与自组网网络中其他节点连接信号强度。
3.根据权利要求2所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述最优路径算法，用于当融合终端En的5G
4.根据权利要求3所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述最优路径算法还包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述步骤S2中还包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：还包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述融合终端的工作形态会在以下6种形态之间动态切换，完成终端工作形态的自适应选择：
8.一种5G-D2D融合终端，其特征在于：包括无线网络接口和有线网络接口，所述无线网络接口包括5G接口和D2D接口；所述有线网络接口为以太网LAN接口；
9.根据权利要求8所述的一种5G-D2D融合终端，其特征在于：所述下挂子网设备包括摄像头、GPS定位模块。
10.一种基于5G-D2D融合终端的通信系统，其特征在于：通过若干融合终端组建成基于5G-D2D的通信系统，与指挥中心通信连接，并使用上述权利要求1-7任一所述的一种基于5G-D2D融合终端的网络路径自适应方法进行网络路径自适应分析。
...【技术特征摘要】
1.一种基于5g-d2d融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于5g-d2d融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述步骤s1中，在若干融合终端建立好通信系统之后，对于每个融合终端，首先需要维护自身网络状态信息，并将其维护的自身网络状态信息，在自组网网络中进行广播；所述自身网络状态信息包括节点号id、子网网段ns、自组网地址da、公网地址pa、5g连接状态gs、5g连接质量gq和自组网连接质量dq；节点号id表示融合终端在自组网网络中的节点id，子网网段ns表示融合终端lan接口ip地址网段，自组网地址da表示融合终端d2d接口的ip地址，公网地址pa表示融合终端接入5g网络后，分配给5g接口的ip地址；5g连接状态gs表示融合终端的5g连接状态，包括已连接和未连接状态；5g连接质量gq表示5g连接的信号强度，自组网连接质量dq表示融合终端与自组网网络中其他节点连接信号强度。
3.根据权利要求2所述的一种基于5g-d2d融合终端的网络路径自适应方法，其特征在于：所述最优路径算法，用于当融合终端en的5g连接断开或5g连接太差，需要通过其他融合终端进行中继与指挥中心建立网络连接时，选取最优中继终端以及流量转发路径；具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵光远，周继华，朱明星，胡龙飞，许成弟，陶佳，赵涛，
申请(专利权)人：航天新通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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