【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及对讲通讯，更具体地说，本专利技术涉及一种无线自组网对讲通讯方法和系统。
技术介绍
1、申请公开号为cn117156310a的专利公开了一种多制式无线对讲系统融合通信的技术和方法，其中一种多制式无线对讲系统包括：第一自组网通讯基站，第二自组网通讯基站，第三自组网通讯基站，对讲终端p1，对讲终端p2和控制调度平台，无线通信模块用于自组网通讯基站与对讲终端p1和对讲终端p2之间进行通信；电源管理模块用于为各模块提供所需电压并对耗电量进行统计，信号处理模块用于接收其它自组网通讯基站和对讲终端发来的信号，并对信号进行滤波放大、整形补偿和数据处理。
2、但是现有无线自组网对讲通讯方式依然存在网络整体性能和可靠性较低，通信质量和稳定性难以保障，尤其在复杂多变的通信环境中表现不佳，例如，在城市高楼林立或山区等复杂地形中，通信信号容易受到干扰或阻断，导致通话质量下降甚至中断；其次，现有技术缺乏灵活性和自适应能力，难以根据实时网络状况进行动态调整和优化，这导致在网络负载突然增加或部分节点失效时，系统无法及时做出响应，影响整体通信效果；此外，现有的通信路径选择方法效率低下，准确性不足，往往只考虑单一因素，忽视了其他重要因素的影响，导致选择的通信路径并非最优，例如，在野外救援场景中，仅考虑距离最短的路径可能会忽视地形起伏对信号传播的影响，造成通信中断，同时，现有技术在能量管理方面存在不足，容易造成能量快速耗尽，缩短网络使用寿命，这在一些长时间野外作业或应急救援场景中尤为明显，可能导致关键时刻通信设备无法使用；另一个显著问题是，
3、鉴于此，本专利技术提出一种无线自组网对讲通讯方法和系统以解决上述问题。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无线自组网对讲通讯方法，包括：s1、获取无线通讯节点的地理位置信息和无线信号强度信息，根据所述地理位置信息和无线信号强度信息建立初始网络拓扑结构模型；
2、s2、将初始网络拓扑结构模型进行图论分析，得到关键节点和关键链路，并根据关键节点和关键链路对初始网络拓扑结构模型进行优化，得到优化后的网络拓扑结构模型；
3、s3、基于优化后的网络拓扑结构模型，采用自适应路由算法获取无线通讯节点之间的最优通讯路径，并将最优通讯路径分配给各个无线通讯节点；利用分配的最优通讯路径进行无线对讲通讯。
4、进一步地，所述建立初始网络拓扑结构模型的方式包括：
5、将无线信号强度信息进行卡尔曼滤波平滑处理，得到平滑信号，将平滑信号进行归一化处理，得到标准信号数据；所述地理位置信息为无线通讯节点的经度和维度；
6、基于地理位置信息计算无线通讯节点之间的球面距离、实际路径距离和高程差；
7、球面距离的计算公式为：
8、；
9、其中，为两个无线通讯节点之间的球面距离，为第一个无线通讯节点的纬度，为第二个无线通讯节点的纬度，第一个无线通讯节点的经度，第二个无线通讯节点的经度，为地球半径；
10、创建一个n×n大小的多维距离矩阵、一个n×n大小的信号强度矩阵和一个n×n大小的网络负载矩阵，多维距离矩阵的元素d[l][j][0]表示无线通讯节点l和j之间的球面距离、元素d[i][j][1]表示无线通讯节点l和j之间的实际路径距离以及元素d[i][j][2]表示无线通讯节点l和j之间的高程差；网络负载矩阵的元素c[i][j][t]表示时间t时无线通讯节点l和j二者网络负载之和；
11、信号强度矩阵的元素s[i][j][t]表示时间t时无线通讯节点l到j的信号强度；
12、设置距离阈值、信号强度阈值和负载阈值，根据多维距离矩阵、信号强度矩阵、距离阈值和信号强度阈值创建一个布尔型邻接矩阵；
13、若两个无线通讯节点之间的综合距离小于距离阈值且信号强度大于信号强度阈值且网络负载之和小于负载阈值，则在布尔型邻接矩阵中标记为1，否则为0；综合距离为球面距离、实际路径距离和高程差之间的加权和；
14、使用图论库将布尔型邻接矩阵转换为网络图对象，并绘制初始网络拓扑结构图，在初始网络拓扑结构图中展示无线通讯节点的位置、连接关系和信号强度；即完成对初始网络拓扑结构模型的建立。
15、进一步地，所述设置距离阈值、信号强度阈值和负载阈值的方式包括：
16、定义模糊规则的输入变量包括距离、信号强度和网络负载；定义模糊规则的输出变量包括距离阈值调整和信号强度阈值调整；为每个输入变量和输出变量定义模糊集；
17、为模糊集定义成员函数，用于将精确值映射到模糊集的隶属度；
18、创建模糊规则库，将输入值转换为模糊集的隶属度，使用模糊操作符评估每条规则的前件；将所有规则的结果组合成一个模糊输出集；
19、使用重心法或最大平均法等方法，将模糊输出集转换为阈值调整值；阈值调整值包括距离阈值调整值、信号强度阈值调整值和负载阈值调整值；
20、设置一个初始距离阈值、初始信号强度阈值和初始负载阈值，则距离阈值；信号强度阈值；负载阈值。
21、进一步地，所述实际路径距离的计算方式包括：
22、初始设定一个自适应数字高程模型覆盖所有无线通讯节点所在区域，自适应数字高程模型包含大小为的n个网格，将自适应数字高程模型划分m个区域；
23、计算每个区域内的地形起伏指数，其中，为区域内的基准高程，为区域内第个无线通讯节点的高程，为区域内无线通讯节点的数量；
24、预设崎岖阈值，若大于崎岖阈值，则调整对应区域内网格的大小；网格的大小的调整公式为：
25、，其中，为地形粗糙度指数因子，为坡度因子，为曲率因子，为距离因子；、、和均为权重系数；
26、初始化一个四叉树，创建一个代表整个自适应数字高程模型的根节点，并设定最大深度和最小网格大小；
27、获取相邻区域之间的高程变化率、曲率因子和地形粗糙度指数因子；设定高程变化率阈值、曲率阈值和地形粗糙度阈值；
28、若一个区域的坡度大于高程变化率、曲率因子的绝对值大于曲率阈值或地形粗糙度指数因子大于地形粗糙度阈值，则将对应的区域进行细分，得到综合区域网格模型；
29、将任一无线通讯节点作为起点，除此之外的其他无线通讯节点作为目标节点；基于综合区域网格模型，定义多因素路径代价函数；基于多因素路径代价函数计算得到的代价值，设定多目标a*算法的目标为距离最短和高程变化最小，同时多因素路径代价函数计算得到的代价值最小；获取最优路径的长度，作为实际路径距离。
30、进一步地，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，包括：S1、获取无线通讯节点的地理位置信息和无线信号强度信息，根据所述地理位置信息和无线信号强度信息建立初始网络拓扑结构模型；
2.根据权利要求1所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述建立初始网络拓扑结构模型的方式包括：
3.根据权利要求2所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述设置距离阈值、信号强度阈值和负载阈值的方式包括：
4.根据权利要求3所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述实际路径距离的计算方式包括：
5.根据权利要求4所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述地形粗糙度指数因子为调整的网格的高程与周围网格的高程差的平方和开根号，除以周围网格的数量；
6.根据权利要求5所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述多因素路径代价函数；其中，为从起点到目标节点的实际代价函数，为从目标节点到起点的启发式函数，为代价权重系数；
7.根据权利要求6所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述将初始网络拓扑结构模型进行图论分析的方式包括：
8.根据权利要求7所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述根据关键节点和关键链路对初始网络拓扑结构模型进行优化的方式包括：
9.根据权利要求8所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述最优通讯路径的获取方式包括：
10.一种无线自组网对讲通讯系统，其用于实现权利要求1至9任一项所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，包括：初模型构建模块，用于获取无线通讯节点的地理位置信息和无线信号强度信息，根据所述地理位置信息和无线信号强度信息建立初始网络拓扑结构模型；
...【技术特征摘要】
1.一种无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，包括：s1、获取无线通讯节点的地理位置信息和无线信号强度信息，根据所述地理位置信息和无线信号强度信息建立初始网络拓扑结构模型；
2.根据权利要求1所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述建立初始网络拓扑结构模型的方式包括：
3.根据权利要求2所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述设置距离阈值、信号强度阈值和负载阈值的方式包括：
4.根据权利要求3所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述实际路径距离的计算方式包括：
5.根据权利要求4所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征在于，所述地形粗糙度指数因子为调整的网格的高程与周围网格的高程差的平方和开根号，除以周围网格的数量；
6.根据权利要求5所述的无线自组网对讲通讯方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李发军，袁刚，
申请(专利权)人：深圳市烽云技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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