发明内容
针对目前卫星通信技术中存在卫星信号盲区,用户终端在盲区中进行接入尝试会浪费能源等技术问题,本发明的目的在于提供一种卫星通信终端静默控制方法、计算机装置及存储介质。
一方面,本发明实施例包括一种卫星通信终端静默控制方法,包括:
确定通信卫星的信号覆盖区;
确定通信终端的活动邻区;
获取所述信号覆盖区所具有的第一参数与所述活动邻区所具有的第二参数;所述第一参数与所述第二参数属于相同类型的参数;
根据所述第一参数与所述第二参数,设置所述通信终端的静默时长;所述静默时长为所述通信终端在静默状态所维持的时长。
进一步地,所述根据所述第一参数与所述第二参数,设置所述通信终端的静默时长,包括:
根据所述第一参数,设定负相关函数;
以所述负相关函数建立所述第二参数与所述静默时长之间的映射关系;
根据所述第二参数与所述负相关函数,确定所述通信终端的静默时长。
进一步地,所述根据所述第一参数,设定负相关函数,包括:
根据所述第一参数,设定负相关函数的函数类型;所述负相关函数中包括若干个待定的系数;
获取所述通信卫星的运动周期;
根据所述第一参数与所述运动周期,设定所述负相关函数中的系数。
进一步地,所述根据所述第一参数,设定负相关函数的函数类型,包括:
设定反比例函数作为所述负相关函数;所述反比例函数中包括待定的比例系数;
所述根据所述第一参数与所述运动周期,设定所述负相关函数中的系数,包括:
获取所述第一参数与所述运动周期的积;
根据所述第一参数与所述运动周期的积,确定所述反比例函数中的比例系数。
进一步地,所述获取所述通信卫星的运动周期,包括:
获取单个通信卫星的运动周期;
获取相同轨道上的通信卫星的总数量;
以所述单个通信卫星的运动周期与所述总数量之商,作为所述通信卫星的运动周期。
进一步地,所述卫星通信终端静默控制方法还包括:
当所述信号覆盖区开始远离所述活动邻区,检测触发事件;
当检测到所述触发事件,控制所述通信终端进入静默状态。
进一步地,所述触发事件具体包括:
所述重合区域的面积小于预设的面积阈值。
进一步地,所述卫星通信终端静默控制方法还包括:
确定所述信号覆盖区与所述活动邻区的重合区域;
监测所述重合区域的面积;
当检测到所述重合区域的面积达到了最大值,确定所述信号覆盖区开始远离所述活动邻区。
另一方面,本发明实施例还包括一种计算机装置,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储至少一个程序,所述处理器用于加载所述至少一个程序以执行实施例中的卫星通信终端静默控制方法。
另一方面,本发明实施例还包括一种存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行实施例中的卫星通信终端静默控制方法。
本发明的有益效果是:实施例中的卫星通信终端静默控制方法,根据信号覆盖区所具有的第一参数以及活动邻区所具有的第二参数设置通信终端的静默时长,由于通信卫星对应的第一参数与通信终端对应的第二参数是相同类型的参数,第一参数与第二参数之间存在契合关系,所确定的通信终端的静默时长能够满足信号覆盖区与活动邻区之间的位置关系,使得通信终端在静默时长结束唤醒后,能够与经过运动周期返回至通信终端所在位置的信号覆盖区趋向于同步,从而能够设置合适的静默时长,避免设置过长的静默时长导致通信效率下降,以及避免设置过短的静默时长导致频繁唤醒,在维持通信终端通信效果与降低通信终端功耗之间取得良好的平衡。
具体实施方式
本实施例中,参照图1,卫星通信终端静默控制方法包括以下步骤:
S1.确定通信卫星的信号覆盖区;
S2.确定通信终端的活动邻区;
S3.获取信号覆盖区所具有的第一参数与活动邻区所具有的第二参数;第一参数与第二参数属于相同类型的参数;
S4.根据第一参数与第二参数,设置通信终端的静默时长;静默时长为通信终端在静默状态所维持的时长。
本实施例中,卫星通信终端静默控制方法中的各步骤,包括步骤S1-S4,可以由核心网来执行。核心网与通信卫星连接,其中核心网设置在地面,通信卫星在卫星轨道运行,当通信终端处于通信卫星的信号覆盖区内时,通信终端可以与通信卫星建立连接,通过通信卫星接入核心网。通信卫星还可以通过地面基站接入核心网。
步骤S1中,核心网可以通过查询星历等数据,确定一个通信卫星的运行轨道、姿态、信号功率等参数,确定通信卫星的信号覆盖区,在信号覆盖区内的通信终端能够接收到通信卫星发出的信号,通信卫星也能够接收到通信终端发出的信号,从而在信号覆盖区内的通信终端能够与通信卫星进行通信。本实施例中的卫星通信终端静默控制方法可以应用在近地轨道的通信卫星,此时通信卫星相对地面运动,因此信号覆盖区也是相对于地面运动的。
步骤S2中,核心网在与通信终端进行通信时,可以接收通信终端上报的位置,从而确定通信终端的位置。通信终端可以通过自带的定位模块确定自己的位置,也可以由核心网根据通信终端与基站的方位角等参数计算得到通信终端的位置。由于通信终端也可能相对地面运动,例如通信终端被飞行器或者高铁等交通工具所携带等情况下,通信终端相对地面有较高的运动速度,将不能认为通信终端是相对地面静止的,在持续获取通信终端的位置的情况下,可以确定通信终端的移动轨迹。
步骤S2中,在确定通信终端所处的位置之后,可以以通信终端所处的位置为中心,通过通信终端的实际移动速度在一定时间内产生的位移为半径确定一个区域,从而确定通信终端的活动邻区。具体地,确定了通信终端在理论上可以达到的区域之后,可以根据地形和交通路网等因素对区域进行修正,删除掉通信终端实际上不可到达的区域,从而将剩余部分确定为通信终端的活动邻区。
步骤S3中,获取信号覆盖区所具有的第一参数与活动邻区所具有的第二参数。其中,第一参数与第二参数属于相同类型的参数,例如,第一参数与第二参数均为面积,那么步骤S3具体为获取信号覆盖区的面积与活动邻区的面积;第一参数与第二参数均为对地移动速度,那么步骤S3具体为获取信号覆盖区的对地移动速度与活动邻区的对地移动速度,其中,因为通信卫星对地运动,而通信卫星的各项参数不变的情况下可以认为信号覆盖区的形状是不变的,因而信号覆盖区具有对地移动速度;因为通信终端对地运动,而始终以通信终端所在位置作为活动邻区中的特定位置点(例如几何中心),因而活动邻区具有对地移动速度。
本实施例中,在执行步骤S4,也就是根据第一参数与第二参数,设置通信终端的静默时长;静默时长为通信终端在静默状态所维持的时长这一步骤时,具体可以执行以下步骤:
S401.根据第一参数,设定负相关函数;
S402.以负相关函数建立第二参数与静默时长之间的映射关系;
S403.根据第二参数与负相关函数,确定通信终端的静默时长。
步骤S401中,设定负相关函数f(Tsilence,p2)=0,其中Tsilence表示静默时长,p2表示第二参数。负相关函数f(Tsilence,p2)=0的形式是根据第一参数确定的。静默时长Tsilence与第二参数p2之间满足负相关关系,即在一定区间内第二参数p2越大则静默时长Tsilence越小。
步骤S402中,负相关函数f(Tsilence,p2)=0能够表示静默时长Tsilence与第二参数p2之间的映射关系。步骤S403中,对于第二参数p2的一个具体的值,能够代入负相关函数f(Tsilence,p2)=0中作为一个方程,对方程求解能够确定静默时长Tsilence的具体的值。
通过执行步骤S401-S403,能够根据通信终端的活动邻区所具有的第二参数p2,确定通信终端在进入静默状态的情况下,静默状态维持的时长,即静默时长Tsilence,并且静默时长Tsilence与第二参数p2负相关,能够使得设定的静默时长Tsilence与通信终端的活动邻区所具有的第二参数p2相匹配,所设定的静默时长Tsilence能够适应第二参数p2所表示的通信终端的应用场景。
例如,当第二参数p2为通信终端的活动邻区的面积,那么通过执行步骤S401-S403,当通信终端的活动邻区的面积越大(如飞机上的机载通信终端,由于飞机的飞行速度较快,那么机载通信终端的活动邻区的面积较大),则确定得到的静默时长Tsilence越小(由于飞机的飞行速度较快,那么机载通信终端在进入通信卫星的信号盲区后,在较短时间后可以离开信号盲区重新发现卫星信号,从而需要的静默时长较短),而当通信终端的活动邻区的面积越小(如作为通信终端的手机,由于携带手机的人的移动速度较慢,那么手机的活动邻区的面积较小),则确定得到的静默时长Tsilence越大(由于手机的移动速度较慢,那么手机在进入通信卫星的信号盲区后,需要较长时间后重新发现卫星信号,从而需要的静默时长较长)。
例如,当第二参数p2为通信终端的活动邻区的移动速度,那么通过执行步骤S401-S403,当通信终端的活动邻区的移动速度越快(如飞机上的机载通信终端,由于飞机的飞行速度较快,那么机载通信终端的活动邻区的移动速度较快),则确定得到的静默时长Tsilence越小(由于飞机的飞行速度较快,那么机载通信终端在进入通信卫星的信号盲区后,在较短时间后可以离开信号盲区重新发现卫星信号,从而需要的静默时长较短),而当通信终端的活动邻区的面积越小(如作为通信终端的手机,由于携带手机的人的移动速度较慢,那么手机的活动邻区的移动速度较快),则确定得到的静默时长Tsilence越大(由于手机的移动速度较慢,那么手机在进入通信卫星的信号盲区后,需要较长时间后重新发现卫星信号,从而需要的静默时长较长)。
本实施例中,在执行步骤S401,也就是根据第一参数,设定负相关函数这一步骤时,具体可以执行以下步骤:
S40101.根据第一参数,设定负相关函数的函数类型;
S40102.获取通信卫星的运动周期;
S40103.根据第一参数与运动周期,设定负相关函数中的系数。
步骤S40101中,所设定的负相关函数f(T
silence,p
2)=0,可以是反比例函数或者指数函数等函数类型。例如,设定负相关函数f(T
silence,p
2)=T
silence·p
2-K=0,其中K为待定的常数系数,可以得到反比例函数
设定负相关函数
其中α为待定的常数系数,可以得到指数函数
本实施例中,负相关函数f(T
silence,p
2)=0中的常数系数,例如反比例函数
中的常数系数K,以及指数函数
中的常数系数α,可以通过通信卫星的信号覆盖区所具有的第一参数,以及通信卫星的运动周期来确定。
步骤S40102中,所获取的通信卫星的运动周期T
movement可以是通信卫星绕地球运行一圈所需要的时长,具体地,相当于通信卫星在地面产生的信号覆盖区从地面上某一位置离开,再回到地面上这个位置所需要的时长。具体地,如果一个卫星轨道上有n个通信卫星,单个通信卫星的运动周期为T
movement-single,那么可以得到
步骤S40103中,可以以通信卫星的运动周期Tmovement替代负相关函数f(Tsilence,p2)=0中的静默时长Tsilence,以通信卫星在地面产生的信号覆盖区所具有的第一参数p1替代负相关函数f(Tsilence,p2)=0中的第二参数p2,得到函数f(Tmovement,p1)=0,根据函数f(Tmovement,p1)=0确定其中的系数。
例如,当负相关函数f(T
movement,p
1)=0为反比例函数,那么满足
其中的常数系数K′为比例系数,那么K′=p
1·T
movement,即比例系数K′为第一参数p
1与运动周期T
movement的乘积。而
可以确定K=T
silence·p
2。可以由K′和K的物理含义,确定K′与K之间的关系。例如,当第一参数p
1表示信号覆盖区的移动速度时,K′=p
1·T
movement可以表示通信卫星的轨道长度,对于低轨卫星而言K′通常为42000km;第二参数p
2表示活动邻区的移动速度即通信终端的移动速度,K=T
silence·p
2可以表示在能接受的静默时长内,通信终端的移动距离,例如对于飞机搭载的通信终端而言,假设能接受的静默时长为1h,飞机的巡航速度为800km/h,K为800km。从而有K′=52.5K,为方便表达可以近似地设定K′=50K。
参照图2,根据第一参数p
1与运动周期T
movement的乘积的不同,比例系数K具体可能有K1、K2、K3等取值,根据反比例函数
所确定的静默时长T
silence与第二参数p
2之间的关系分别如K1、K2、K3所标记的曲线所示。在已知第二参数p
2的情况下,可以在相应的曲线查找得到相应的静默时长T
silence,从而设定通信终端的静默时长T
silence。
本实施例中,通过执行步骤S40101-S40103,可以使得通信卫星对应的第一参数p1和运动周期Tmovement所满足的函数关系,与通信终端对应的第二参数p2和静默时长Tsilence所满足的函数关系,是相同形式的负相关函数关系。执行步骤S40101-S40103的原理在于:通信卫星对应的第一参数p1与通信终端对应的第二参数p2是相同类型的参数(例如都是信号覆盖区/活动邻区的面积,或者都是信号覆盖区/活动邻区的移动速度),第一参数p1与第二参数p2之间存在契合关系;而运动周期Tmovement相对于通信卫星的意义是信号覆盖区从离开某个位置到重新返回这个位置的时间,静默时长Tsilence相对于通信终端的意义是等待信号覆盖区从离开某个位置到重新返回这个位置的时间,运动周期Tmovement与静默时长Tsilence之间也具有契合关系;因此,将通过执行步骤S40101-S40103确定的负相关函数,应用到执行步骤S403,结合第二参数与负相关函数,所确定的通信终端的静默时长Tsilence能够与运动周期Tmovement保持同步,使得通信终端在静默时长Tsilence结束唤醒后,能够与经过运动周期Tmovement返回至通信终端所在位置的信号覆盖区趋向于同步,从而能够设置合适的静默时长,在维持通信终端通信效果与降低通信终端功耗之间取得良好的平衡。
例如,在静默时长T
silence与第二参数p
2满足反比例函数
且根据第一参数p
1与运动周期T
movement的乘积确定比例系数K′,且K′=50K的情况下,那么将有
在第一参数p
1表示信号覆盖区的对地运动速度(7.9km/s)、第二参数p
2表示活动邻区的对地运动速度(800km/h)的情况下,第一参数p
1能够达到第二参数p
2的36倍,单个通信卫星的典型周期为T
movement-single=1.5h,因此可以计算得到静默时长
其中n为相同卫星轨道中的卫星数量,例如有数量为n=3的通信卫星将会经过通信终端所在位置,相当于该卫星轨道上有n=3个通信卫星,那么T
silence=0.36h,即通信终端的静默时长约为22min。由于T
movement-single=1.5h,
即通信终端在进入通信卫星的信号盲区之后大约30分钟即可重新搜索到通信卫星的信号,这与通信终端的静默时长22min比较接近,表明通过本实施例中的卫星通信终端静默控制方法设置的通信终端的静默时长是合适的。
本实施例中,可以参照图3,在通信终端向通信卫星发出注册请求后,触发核心网执行步骤S1-S4,计算得到通信终端的静默时长。核心网将静默时长发送到通信终端,由通信终端检测触发事件,通信终端在检测到触发事件后,触发自身进入静默状态,同时开始计时,在计时达到静默时长之后,通信终端唤醒自身,尝试重新向通信卫星发起注册。
本实施例中,可以参照图4,在通信终端向通信卫星发出注册请求后,触发核心网执行步骤S1-S4,计算得到通信终端的静默时长。核心网可以不将静默时长发送到通信终端,由核心网检测触发事件,核心网在检测到触发事件后,向通信终端发出指令,指示通信终端进入静默状态,同时开始计时,在计时达到静默时长之后,核心网再向通信终端发出指令,唤醒通信终端。
本实施例中,核心网对信号覆盖区与活动邻区的位置进行监测,确定信号覆盖区与活动邻区的相对位置关系。信号覆盖区与活动邻区的相对位置关系如图5所示,其中的阴影部分为信号覆盖区与活动邻区的重合区域。核心网可以监测重合区域的面积,一般地,随着通信卫星的移动,信号覆盖区向活动邻区的运动趋势是先接近再远离,重合区域的面积会由0开始增大,再减小至0,当核心网检测到重合区域下降,便能确定重合区域达到最大值的时间点,从而确定信号覆盖区开始远离活动邻区的时间点。
本实施例中,核心网在检测到信号覆盖区开始远离活动邻区之后,开始检测是否发生触发事件。由于重合区域的面积可以表示信号覆盖区相对活动邻区的远离程度,本实施例中,核心网可以设置一个面积阈值,当监测到重合区域的面积小于面积阈值时,能够确定信号覆盖区相对活动邻区的远离程度足够大,确认为触发事件,核心网可以控制控制通信终端进入静默状态。具体地,核心网可以通过图3所示的方式,通知通信终端自动进行静默和唤醒;核心网也可以通过图4所示的方式,主动控制通信终端进行静默和唤醒。
可以通过编写执行本实施例中的卫星通信终端静默控制方法的计算机程序,将该计算机程序写入至计算机装置或者存储介质中,当计算机程序被读取出来运行时,执行本实施例中的卫星通信终端静默控制方法,从而实现与实施例中的卫星通信终端静默控制方法相同的技术效果。
需要说明的是,如无特殊说明,当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征,它可以直接固定、连接在另一个特征上,也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外,本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。此外,除非另有定义,本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例,而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解,尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件,但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如,在不脱离本公开范围的情况下,第一元件也可以被称为第二元件,类似地,第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例,并且除非另外要求,否则不会对本发明的范围施加限制。
应当认识到,本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现,其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机***通信。然而,若需要,该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下,该语言可以是编译或解释的语言。此外,为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外,可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作,除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行,并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如,可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步,所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现,包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现,无论是可移动的还是集成至计算平台,如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等,使得其可由可编程计算机读取,当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外,机器可读代码,或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时,本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时,本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能,从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中,转换的数据表示物理和有形的对象,包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述,只是本发明的较佳实施例而已,本发明并不局限于上述实施方式,只要其以相同的手段达到本发明的技术效果,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。