一种通信体系的构建方法及装置

    技术2026-01-27  10


    本发明属于通信,具体涉及一种通信体系的构建方法及装置。


    背景技术:

    1、信息技术的发展使得作战节点(例如坦克和战斗机)之间的实时数据传输成为可能,这促进了战争从基于平台的对抗向基于系统的对抗的演变。在基于系统的对抗中,战场信息通常由广泛的作战节点独立获取。为了获得态势感知,作战节点之间有效的感知信息共享是必不可少的。具体来说,在防空、反导等时间关键作战任务中,作战体系迫切需要快速响应以实施即时作战行动,这对作战通信体系结构提出了更高的要求。

    2、作战通信体系结构是构建作战系统的基础,是有效指挥控制的重要保障。典型的作战体系通常由各种相互依存、相互作用的组成系统组成,包括作战节点和通信节点。为了更好地完成分配的任务,作战体系的组成和结构应该随着任务的要求而动态变化。同时,通信节点还必须为作战节点提供高质量的服务,保证通信的有效畅通。因此,灵活高效的作战通信体系结构在现代作战体系中极为重要,它可以显著提高作战能力以完成任务。

    3、然而,在设计灵活、高效的作战通信体系结构时,将面临以下挑战。首先,通信资源有限。与建设完善的民用通信网络基础设施不同,战场通常远离城市,基础设施薄弱。同时,出于隐蔽性和安全性的考虑,作战节点的通信服务通常由作战体系内部的通信节点提供,导致通信资源有限。其次,资源需求是异构的。由于作战体系组成的异质性,作战节点对作战行动的时间敏感性和通信资源需求各不相同。特别是对于那些智能设备(如无人机),需要在特定的时间窗口下传输更广泛的数据量(如视频流)。最后,作战节点的移动是随机的。为了避免被发现和潜在的敌人攻击,作战节点经常采用包含混乱和随机性的战术,导致传统的离线方法在设计通信架构时性能不佳。因此,集中式方法是不切实际的,需要一种在线方法来有效地构建战斗通信体系结构,而不需要事先了解节点状态。

    4、另外,现有的很多方法只考虑了操作节点的通信覆盖,而忽略了如何度量和改进它们的体验质量(qoe),或者是有些方法只考虑了覆盖面积和覆盖用户的最大化,而没有考虑通信连接建设问题,特别是在大规模场景下,还有些方法大多只关注单个基站层面的资源分配,而没有考虑大规模场景下多个基站的协同分配。因此使得设计的方法在实际应用时通信效果均欠佳。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是提供一种能够适应战场上作战节点及通信节点位置多变的特点,为作战节点及通信节点提供一种灵活高效地通信连接建立方式,满足通信需求的通信体系的构建方法及装置。

    2、本发明的内容包括一种通信体系的构建方法,应用于作战节点,所述方法包括:

    3、在目标时隙下,基于预置限制条件在多个通信节点中确定满足所述限制条件的候选通信节点,所述目标时隙通过对所述作战节点的作战持续时间以指定步长进行划分得到,在不同时隙下,所述作战节点的位置相同或不同,所述通信节点的位置相同或不同,确定的所述候选通信节点至少不完全相同;

    4、基于目标策略自所述候选通信节点中确定目标通信节点,并与所述目标通信节点建立通信连接,所述目标策略基于ucb法生成,用于在第一场景下基于第一子策略确定目标通信节点,在第二场景下基于第二子策略确定目标通信节点;

    5、获得所述目标通信节点分配的通信资源。

    6、在一些实施例中,所述方法还包括:

    7、获得所述目标通信节点反馈的在所述目标时隙下所述作战节点的qoe结果,所述qoe结果基于所述作战节点所需的通信资源与实际获得的通信资源确定;

    8、基于所述qoe结果更新所述目标策略的参数,以在下一时隙,若基于所述第一子策略选择目标通信节点时,对应生成的所述qoe结果得到提升。

    9、在一些实施例中,所述在第一场景下基于第一子策略确定目标通信节点,包括:

    10、在所述候选通信节点中未存在从未选择作为目标通信节点的通信节点的情况下,基于所述ucb法调取存储的对应每个所述候选通信节点曾被作为目标通信节点的次数、由所述候选通信节点反馈的历史qoe结果及由所述历史qoe结果的均值计算得到的标准差分别评估每个所述候选通信节点的置信上界;

    11、选择所述置信上界最高的所述候选通信节点作为当前时隙的目标通信节点。

    12、在一些实施例中,所述基于所述qoe结果更新所述目标策略的参数,包括:

    13、更新存储的对应当前时隙下选择作为目标通信节点的候选通信节点的各项数据,所述各项数据包括作为目标通信节点的次数、对应最近一次作为目标通信节点时的qoe结果及所述标准差。

    14、在一些实施例中,所述在第二场景下基于第二子策略确定目标通信节点,包括:

    15、在所述候选通信节点中存在从未选择作为目标通信节点的通信节点的情况下,直接将所述通信节点确定为所述目标通信节点。

    16、在一些实施例中,所述预置限制条件至少包括下述条件中的一个或多个:

    17、通信距离覆盖条件、通信节点对于操作节点的最大连接数条件,以及用于限制操作节点在每个时隙下仅能连接一个通信节点的唯一通信条件;

    18、基于所述第一子策略确定目标通信节点时,还包括:

    19、在对应最高置信上界的所述候选通信节点当前建立的连接数量已满足最大连接数条件时,则选择所述置信上界次高的所述候选通信节点作为目标通信节点。

    20、本发明另一实施例同时提供一种通信体系的构建方法,应用于通信节点,所述方法包括:

    21、在目标时隙下,对满足预置限制条件的作战节点的连接请求进行响应,建立与所述作战节点间的通信连接;

    22、将在所述目标时隙下同时建立所述通信连接的多个所述作战节点划分形成一个小区;

    23、基于最大化所述小区整体的qoe值原则以及公平性原则对所述小区内的每个作战节点分配通信资源,所述公平性原则表征任意两个作战节点间获得的通信资源之差满足预置要求。

    24、在一些实施例中,所述基于最大化所述小区整体的qoe值原则以及公平性原则对所述小区内的每个作战节点分配通信资源,包括:

    25、将可分配通信资源划分形成多个资源时隙;

    26、计算所述小区内每个所述作战节点每获得一所述资源时隙时的qoe增量;

    27、基于每个所述作战节点的qoe增量以及公平性原则对所述多个资源时隙进行逐一分配,以完成对所述小区内的每个作战节点的通信资源分配;

    28、所述方法还包括:

    29、统计所述目标时隙下每个所述作战节点的qoe值,并反馈给对应的所述作战节点,以供所述作战节点在下一时隙选择建立通信连接的通信节点时用。

    30、本发明另一实施例还提供一种通信体系的构建装置,应用于作战节点,所述装置包括:

    31、第一确定模块,用于在目标时隙下,基于预置限制条件在多个通信节点中确定满足所述限制条件的候选通信节点,所述目标时隙通过对所述作战节点的作战持续时间以指定步长进行划分得到,在不同时隙下,所述作战节点的位置相同或不同,所述通信节点的位置相同或不同,确定的所述候选通信节点至少不完全相同;

    32、第二确定模块,用于根据目标策略自所述候选通信节点中确定目标通信节点,并与所述目标通信节点建立通信连接,所述目标策略基于ucb法生成,用于在第一场景下基于第一子策略确定目标通信节点,在第二场景下基于第二子策略确定目标通信节点;

    33、第一获得模块,用于获得所述目标通信节点分配的通信资源。

    34、本发明另一实施例还提供一种通信体系的构建装置,应用于通信节点,所述装置包括:

    35、响应模块,用于在目标时隙下,对满足预置限制条件的作战节点的连接请求进行响应,建立与所述作战节点间的通信连接;

    36、划分模块,用于将在所述目标时隙下同时建立所述通信连接的多个所述作战节点划分形成一个小区;

    37、分配模块,用于根据最大化所述小区整体的qoe值原则以及公平性原则对所述小区内的每个作战节点分配通信资源,所述公平性原则表征任意两个作战节点间获得的通信资源之差满足预置要求。

    38、本发明的有益效果是能够应对作战通信架构构建过程中通信资源有限、资源需求和节点位置不断变化所面临的挑战,使作战节点及通信节点可以通过相互交互、学习,而动态构建连接关系,使每个作战时隙下都可以根据需要而选择新的适合的通信节点进行连接,而通信节点能够根据作战节点的需求和位置分配通信资源,该通信资源的分配不仅高效且公平,同时能够努力实现最大化作战节点整体的qoe值,进而提升作战效果。


    技术特征:

    1.一种通信体系的构建方法,应用于作战节点,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述方法还包括:

    3.根据权利要求2所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述在第一场景下基于第一子策略确定目标通信节点,包括:

    4.根据权利要求3所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述基于所述qoe结果更新所述目标策略的参数,包括:

    5.根据权利要求2所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述在第二场景下基于第二子策略确定目标通信节点,包括:

    6.根据权利要求3所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述预置限制条件至少包括下述条件中的一个或多个:

    7.一种通信体系的构建方法,应用于通信节点,其特征在于,所述方法包括:

    8.根据权利要求7所述的通信体系的构建方法,其特征在于,所述基于最大化所述小区整体的qoe值原则以及公平性原则对所述小区内的每个作战节点分配通信资源,包括:

    9.一种通信体系的构建装置,应用于作战节点,其特征在于,所述装置包括:

    10.一种通信体系的构建装置,应用于通信节点,其特征在于,所述装置包括:


    技术总结
    本发明提供一种通信体系的构建方法及装置,所述方法包括:在目标时隙下,在多个通信节点中确定满足限制条件的候选通信节点,目标时隙通过对作战节点的作战持续时间以指定步长进行划分得到,在不同时隙下,确定的候选通信节点至少不完全相同;基于目标策略自候选通信节点中确定目标通信节点,并与目标通信节点建立通信连接,目标策略基于UCB法生成,用于在第一场景下基于第一子策略确定目标通信节点,在第二场景下基于第二子策略确定目标通信节点;获得目标通信节点分配的通信资源。本发明的通信体系的构建方法能够为作战节点及通信节点提供一种灵活高效地通信连接建立方式。

    技术研发人员:陈涛,袁昊,任棒棒,张萌萌,张晓雪,徐成涛,罗雪山
    受保护的技术使用者:中国人民解放军国防科技大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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