本發(fā)明涉及智能船艇通信，尤其涉及一種無人艇多鏈路通信方法、系統(tǒng)、設(shè)備、產(chǎn)品及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、可靠的通信技術(shù)是當(dāng)代水面無人艇領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是確保水面無人艇能夠自主安全航行和完成任務(wù)的基礎(chǔ)保障技術(shù)。水面無人艇的典型任務(wù)主要包含執(zhí)法取證、測量測繪及安防巡邏等；在這一過程中，無人艇從啟動、航渡、任務(wù)執(zhí)行、返航到停船的全流程剖面都需要通信系統(tǒng)的介入，且對通信系統(tǒng)的需求是動態(tài)變化的，需要在各個階段均有穩(wěn)定可靠的通信才能保證任務(wù)的完成。當(dāng)前水面無人艇通信系統(tǒng)未形成較為成熟且標(biāo)準(zhǔn)化的多鏈路通信方法，大多根據(jù)具體水面無人艇的需求采取較為單一的配置，進(jìn)行單鏈路通信；有些雖然配置了較為全面的通信設(shè)備，但也只是根據(jù)需要選用單一通信設(shè)備進(jìn)行固定格式與方法的通信，未能根據(jù)需要靈活選擇通信方法和通信鏈路，也未能充分發(fā)揮較為全面的通信設(shè)備所帶來的優(yōu)勢。此外，其對于超視距作業(yè)、海上氣象環(huán)境變換，信號受干擾等情況的適應(yīng)能力也還有待提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明旨在至少解決相關(guān)技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提供一種無人艇多鏈路通信方法、系統(tǒng)、設(shè)備、產(chǎn)品及介質(zhì)，實現(xiàn)無人艇與岸上的陸地通信基站的多鏈路通訊，提高了通訊系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，還能夠根據(jù)氣象環(huán)境，通信的數(shù)據(jù)內(nèi)容等靈活選擇工作模式和通信鏈路。

2、本發(fā)明提供一種無人艇多鏈路通信方法，包括：

3、s1：預(yù)測無人艇的通信需求，根據(jù)所述通信需求搭建艇岸通信網(wǎng)絡(luò)；

4、s2：根據(jù)所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)選取通信設(shè)備，將所述通信設(shè)備與所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)連接；

5、s3：確定所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)的典型工作數(shù)據(jù)和所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)的工作模式集合，獲取水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)和氣象水文數(shù)據(jù)，通過所述典型工作數(shù)據(jù)、所述氣象水文數(shù)據(jù)、所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述工作模式集合構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)；

6、s4：獲取所述無人艇的通信數(shù)據(jù)，對所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提取得到通信請求，所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)通過自我監(jiān)控得到工作數(shù)據(jù)，將所述工作數(shù)據(jù)和所述通信請求代入所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)，并通過計算得到復(fù)合通信鏈路和目標(biāo)工作模式；

7、s5：通過所述復(fù)合通信鏈路和所述目標(biāo)工作模式選取目標(biāo)通信設(shè)備，通過所述目標(biāo)通信設(shè)備及所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)完成通信。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法，步驟s1進(jìn)一步包括：

9、s11：預(yù)測無人艇的通信需求，并對所述無人艇的所述通信需求進(jìn)行分析，得到帶寬需求和優(yōu)先級需求；

10、s12：通過所述帶寬需求和所述優(yōu)先級需求搭建所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)；其中，所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)包括鏈路傳輸層、通信狀態(tài)管理層和通信決策層，所述通信決策層，所述通信狀態(tài)管理層和所述鏈路傳輸層順次連接。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法，步驟s3進(jìn)一步包括：

12、s31：確定所述工作模式集合，獲取所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過通信狀態(tài)管理層對所述通信設(shè)備進(jìn)行實驗，得到所述典型工作數(shù)據(jù)和氣象水文數(shù)據(jù)，將所述典型工作數(shù)據(jù)、所述氣象水文數(shù)據(jù)、所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述工作模式集合導(dǎo)入通信決策層；

13、s32：選取多元線性回歸函數(shù)，通過多元線性回歸函數(shù)、所述氣象水文數(shù)據(jù)、所述典型工作數(shù)據(jù)和所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到第一目標(biāo)函數(shù)，通過多元線性回歸函數(shù)、所述氣象水文數(shù)據(jù)、所述工作模式集合和所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到第二目標(biāo)函數(shù)，通過所述第一目標(biāo)函數(shù)和所述第二目標(biāo)函數(shù)構(gòu)造所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法，步驟s4進(jìn)一步包括：

15、s41：在鏈路傳輸層中獲取所述無人艇的所述通信數(shù)據(jù)，將所述通信數(shù)據(jù)發(fā)送至通信狀態(tài)管理層，并對所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提取得到所述通信請求；所述通信狀態(tài)管理層對所述鏈路傳輸層進(jìn)行監(jiān)控得到所述工作數(shù)據(jù)；

16、s42：將所述工作數(shù)據(jù)和所述通信請求導(dǎo)入通信決策層；

17、s43：在所述通信決策層中，將所述工作數(shù)據(jù)和所述通信請求分別導(dǎo)入所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)的第一目標(biāo)函數(shù)和第二目標(biāo)函數(shù)，通過所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)進(jìn)行計算，得到所述復(fù)合通信鏈路和所述目標(biāo)工作模式，所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)的具體形式如下：

18、

19、其中，為輸入向量，包括工作數(shù)據(jù)和通信請求，為輸出向量，包括復(fù)合通信鏈路和目標(biāo)工作模式，（）為變元，表示自變量為時，使得變元內(nèi)的計算結(jié)果取最大值。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法，步驟s5進(jìn)一步包括：

21、s51：將所述復(fù)合通信鏈路和所述目標(biāo)工作模式導(dǎo)入通信狀態(tài)管理層，在所述通信狀態(tài)管理層中，根據(jù)所述目標(biāo)工作模式對所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，得到目標(biāo)通信數(shù)據(jù)；根據(jù)所述復(fù)合通信鏈路生成通信鏈路選擇信號；所述通信狀態(tài)管理層將所述目標(biāo)通信數(shù)據(jù)和所述通信鏈路選擇信號導(dǎo)入鏈路傳輸層；

22、s52：所述鏈路傳輸層根據(jù)所述通信鏈路選擇信號選取所述目標(biāo)通信設(shè)備，通過所述目標(biāo)通信設(shè)備發(fā)送所述目標(biāo)通信數(shù)據(jù)。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法，所述氣象水文數(shù)據(jù)包括大氣電離層電子濃度、蒸發(fā)波導(dǎo)阻抗特性、海面反射系數(shù)和海浪高度。

24、本發(fā)明還提供一種無人艇多鏈路通信系統(tǒng)，包括：

25、艇岸通信網(wǎng)絡(luò)模塊：用于預(yù)測無人艇的通信需求，根據(jù)所述通信需求搭建艇岸通信網(wǎng)絡(luò)；

26、通信設(shè)備模塊：用于根據(jù)所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)選取通信設(shè)備，將所述通信設(shè)備與所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)連接；

27、多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)模塊：用于確定所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)的典型工作數(shù)據(jù)和所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)的工作模式集合，獲取水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)和氣象水文數(shù)據(jù)，通過所述典型工作數(shù)據(jù)、所述氣象水文數(shù)據(jù)、所述水文氣象通信狀態(tài)數(shù)據(jù)和所述工作模式集合構(gòu)造多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)；

28、通信方式?jīng)Q策模塊：用于獲取所述無人艇的通信數(shù)據(jù)，對所述通信數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提取得到通信請求，所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)通過自我監(jiān)控得到工作數(shù)據(jù)，將所述工作數(shù)據(jù)和所述通信請求代入所述多目標(biāo)優(yōu)化決策函數(shù)，并通過計算得到復(fù)合通信鏈路和目標(biāo)工作模式；

29、通信模塊：用于通過所述復(fù)合通信鏈路和所述目標(biāo)工作模式選取目標(biāo)通信設(shè)備，通過所述目標(biāo)通信設(shè)備及所述艇岸通信網(wǎng)絡(luò)完成通信。

30、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)如上述任一種所述一種無人艇多鏈路通信方法的步驟。

31、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述一種無人艇多鏈路通信方法的步驟。

32、本發(fā)明還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計算機(jī)程序產(chǎn)品包括存儲在非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上的計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計算機(jī)執(zhí)行時，計算機(jī)能夠執(zhí)行如上述任一種所述一種無人艇多鏈路通信方法的步驟。

33、本發(fā)明實施例中的上述一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果之一：

34、本發(fā)明提供的一種無人艇多鏈路通信方法、系統(tǒng)、設(shè)備、產(chǎn)品及介質(zhì)，通過使用多鏈路通信，為通信提供了足夠的冗余，有效保證了通信的可靠性。多種工作模式和復(fù)合通信鏈路的靈活組合為無人艇的通信提供了多種選擇，使其能夠適應(yīng)各種不同的氣象條件、通信環(huán)境和工作情況，提高了抗干擾能力。多種工作模式還使得本發(fā)明可以根據(jù)需要靈活選擇通信的內(nèi)容與格式。

35、本發(fā)明對無人艇所搭載的各種通信設(shè)備進(jìn)行了有效的統(tǒng)合與調(diào)度，使其能夠各司其職，互相配合，實現(xiàn)了對多種通信設(shè)備的充分利用。

36、本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。