本发明专利技术提出了一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法及装置，涉及海上无线通信技术领域，所述方法包括：根据指挥中心采集到的海上气象环境数据集，获取若干海上气象环境衰减特性并构建与所述海上气象环境衰减特性对应的气象环境衰减模型；基于粗糙海面反射函数、海面阴影效应函数、复基带接收信号函数以及多径衰减信噪比函数，构建初始双射线信道模型；基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型；根据所述海上综合气象环境衰减模型和所述双射线信道模型对救援船只的通讯过程进行实时模拟，以对所述救援船只的衰减信道进行实时补偿。本发明专利技术有助于提升海域无线通信信道网络的传输精度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上无线通信，尤其涉及一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法及装置。
技术介绍
1、随着海洋空间和资源的不断开发与发展，海上贸易运输量和海上作业平台、设施等的数量不断增长，然而海洋水域辽阔，环境复杂，船舶在海上航行时移动的范围很广，这些自然条件无疑增加了海上通信的难度，尤其在船舶或设施遇到应急状况时，船舶卫星终端向地面卫星基站发送通信需求的通信难度都会加大，很难保证通信的稳定性和高效性。
2、公开号为cn108540248b的中国专利公开了一种海上无线通信动态多径信道模型及方法、无线通信系统，给出海浪高度预测模型；计算有效天线高度；计算直视路径上接收端处的场强大小；计算镜面反射路径上接收端处的场强大小；计算漫反射路径上接收端处的场强大小；计算镜面反射路径上的时延；计算漫反射路径上的时延；增加动态信道模型。但是上述方案构建的海域信道模型并未充分考虑海面传播环境，导致海域无线通信信道网络的传输精度较差。因此，提供一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法及装置，来提升海域无线通信信道网络的传输精度，是非常有必要的。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法及装置。通过构建气象环境衰减模型，以对海上天气因素进行实时校正，同时海面反射特性、阴影效应以及多径信道信噪比衰减引入双射线信道模型中，并通过人工蜂群算法对双射线信道模型进行优化，以实现对衰减信道的实时补偿，从而提升海域无线通信信道网络的传输精度。</p>2、本专利技术提供了一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法，所述方法包括：
3、根据指挥中心采集到的海上气象环境数据集，获取若干海上气象环境衰减特性并构建与所述海上气象环境衰减特性对应的气象环境衰减模型；
4、基于粗糙海面反射函数、海面阴影效应函数、复基带接收信号函数以及多径衰减信噪比函数，构建初始双射线信道模型；
5、基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型；
6、根据所述气象环境衰减模型和所述双射线信道模型对救援船只的通讯过程进行实时模拟，以对所述救援船只的衰减信道进行实时补偿。
7、在以上技术方案的基础上，优选的，基于粗糙海面反射函数、海面阴影效应函数、复基带接收信号函数以及多径衰减信噪比函数，构建初始双射线信道模型，具体包括：
8、基于所述粗糙海面反射函数和所述海面阴影效应函数，构建海上救援通信信道衰减函数；
9、基于所述复基带接收信号函数和所述多径衰减信噪比函数，构建多径信道误码率渐进函数；
10、根据所述海上救援通信信道衰减函数和所述多径信道误码率渐进函数，构建所述初始双射线信道模型。
11、在以上技术方案的基础上，优选的，所述粗糙海面反射函数和所述海面阴影效应函数，具体包括：
12、
13、
14、其中，εr表示粗糙海面的有效反射系数，ε表示海洋表面的有效反射系数，σh表示粗糙海面表面高度分布的标准偏差值，θi表示指挥中心天线发射电磁波的入射角，λ表示所述指挥中心发射电磁波的波长，slos表示海面阴影效应函数，λ表示恒值函数，erfc()表示互补误差函数，γ表示所述指挥中心发射电磁波的均方根表面斜率。
15、更进一步优选的，所述构建海上救援通信信道衰减函数，具体包括：
16、
17、
18、η＝|1+slos·g·εr·exp(jkdf)|
19、
20、其中，dl表示所述救援船只与所述指挥中心的视线传播距离，df表示dl和海面反射之间的路径长度差，r表示地球半径，h1表示所述救援船只与海平面之间的高度差，h2表示所述指挥中心与海平面之间的高度差，j表示虚数，k表示传播常数，ψ表示模型损耗因子，g表示影响因子，α表示第一参照角度，β表示第二参照角度，η表示圆形地球损耗函数，pde表示海上救援通信信道衰减函数，lf表示直射路径和反射路径的总衍射损耗。
21、更进一步优选的，所述复基带接收信号函数具体包括：
22、
23、其中，bd表示复基带接收信号函数，ρ表示单位均值伽马分布随机变量，vnexp(jφn)表示第n个海上镜面反射分量，vn表示第n个海上镜面反射分量的振幅，φn表示第n个海上镜面反射分量的随机相位，x+jy表示复高斯随机变量。
24、更进一步优选的，所述多径信道误码率渐进函数具体包括：
25、
26、
27、
28、
29、其中，ω表示指挥中心天线发射电磁波的主要分量的平均功率与其余分量漫反射多径功率之比，σ2表示复高斯随机变量中的方差，δ表示多个镜面反射分量的平均接收功率相互之间的相似程度，|mχ(s)|表示所述救援船只接收到的信噪比χ的矩生成函数的绝对值，m表示波动双径模型的衰减函数，pμ()表示阶数为μ的勒让德函数，表示所述救援船只接收到的平均信噪比，s表示由波动双径模型的衰减函数组成的多项式，o()表示佩亚诺余项，表示多径信道误码率渐进函数，αr和βr表示调制常数，n表示调制常数的最大数量。
30、更进一步优选的，所述基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型，包括以下步骤：
31、设置人工蜂群算法的相关参数并随机生成初始种群，其中，相关参数包括种群规模、最大迭代次数以及搜索精度，且初始蜜源在搜索空间中随机产生；
32、引领蜂与对应的所述初始蜜源的邻域展开一次随机搜索，计算搜索后所述初始蜜源的适应度值，通过贪婪选择机制确定是否保留所述初始蜜源；
33、若不保留所述初始蜜源，则基于所述初始蜜源的位置和蜜源更新算法，获取与对应引领蜂的第一蜜源；
34、所有的所述引领蜂和跟随蜂完成搜索任务后，判断所述人工蜂群算法的迭代次数是否大于最大迭代次数；
35、若所述人工蜂群算法的迭代次数大于最大迭代次数，则将所述引领蜂转化为侦查蜂，所述侦查蜂通过混沌搜索策略在所述搜索空间中随机搜索第二蜜源，并以所述第二蜜源作为双射线信道模型。
36、更进一步优选的，基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型，具体包括：
37、
38、
39、
40、
41、其中，表示蜜源i的初始位置，表示第t次采蜜时靠近蜜源i附近的位置，dmax表示d维搜索空间的上限，dmin表示d维搜索空间的下限，且d＝(1,2,···,d)，表示第t次采蜜时在d维空间内靠近在蜜源i附近的位置，rand(0,1)表示选取[0,1]中的一个随机数，表示在第t次采蜜时d维空间内蜜源i附近产生的新蜜源，表示引领蜂在第t次采蜜时d维空间内靠近蜜源i附近的位置，表示引领蜂在第t次采蜜时d维空间内靠近蜜源j附本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法，应用于云计算平台，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于粗糙海面反射函数、海面阴影效应函数、复基带接收信号函数以及多径衰减信噪比函数，构建初始双射线信道模型，具体包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗糙海面反射函数和所述海面阴影效应函数，具体包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述构建海上救援通信信道衰减函数，具体包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述复基带接收信号函数具体包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多径信道误码率渐进函数具体包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型，包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基于人工蜂群算法对若干所述初始双射线信道模型进行求解，以获取双射线信道模型，具体包括：
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述侦查蜂通过混沌搜索策略在所述搜索空间中随机搜索第二蜜源，具体包括：
10.一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿装置，其特征在于，所述信道衰减补偿装置(1)包括衰减模型构建模块(11)、信道模型构建模块(12)、蜂群算法优化模块(13)以及衰减信道补偿模块(14)，其中，
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【技术特征摘要】
1.一种海上救援通信信道衰减模型的信道衰减补偿方法，应用于云计算平台，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于粗糙海面反射函数、海面阴影效应函数、复基带接收信号函数以及多径衰减信噪比函数，构建初始双射线信道模型，具体包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粗糙海面反射函数和所述海面阴影效应函数，具体包括：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述构建海上救援通信信道衰减函数，具体包括：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述复基带接收信号函数具体包括：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多径信道误码率渐进函数具体...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊政博，刘敬贤，张勃兴，潘骁然，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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