專利名稱：一種基于功率控制的分層探測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及災(zāi)后搜救生命探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于功率控制的分層探測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
自然災(zāi)害具有瞬間發(fā)生、破壞劇烈、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)困難、社會(huì)影響深遠(yuǎn)等特點(diǎn)，例如，破壞性強(qiáng)烈的地震、山體滑坡等災(zāi)害，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的危害和損失。國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)次的自然災(zāi)害事例證明，災(zāi)后緊急救援技術(shù)水平對(duì)于減輕災(zāi)害損失具有極其重要的意義。我國(guó)目前在災(zāi)害緊急救援技術(shù)方面還十分薄弱，主要依靠人力、搜救犬以及生命探測(cè)儀進(jìn)行生命探測(cè)，以尋找幸存者。人力和搜救犬探測(cè)效率比較低下，且受周邊環(huán)境影響嚴(yán)重?，F(xiàn)有生命探測(cè)儀均存在著受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響較大、搜索空間范圍小、搜索速度慢、缺乏快速定位能力等缺點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了災(zāi)后廢墟埋壓被困人員大范圍快速搜救的需求。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中生命探測(cè)儀受到環(huán)境影響嚴(yán)重，導(dǎo)致搜救效率低下的問(wèn)題， 一種基于手機(jī)的災(zāi)后生命探測(cè)方法和系統(tǒng)被提出。如圖1所示，這種系統(tǒng)由手機(jī)(移動(dòng)終端)和若干生命探測(cè)儀(基站)組成。發(fā)生災(zāi)情后，由生命探測(cè)儀(基站)發(fā)送消息誘發(fā)被困人員手機(jī)(移動(dòng)終端)進(jìn)行登記接入，搜索生命探測(cè)儀發(fā)出的信號(hào)建立緊急鏈路鏈接。 生命探測(cè)儀根據(jù)求救信號(hào)，確定移動(dòng)終端并進(jìn)行定位操作，最終確定被困人員的位置，進(jìn)行有效的施救。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問(wèn)題現(xiàn)有的基于誘發(fā)手機(jī)注冊(cè)的災(zāi)后生命探測(cè)與定位系統(tǒng)，生命探測(cè)儀(基站)原有功率控制不能滿足大量手機(jī)同時(shí)發(fā)起接入的特殊環(huán)境，將大大提高的手機(jī)接入碰撞率，導(dǎo)致手機(jī)終端的接入消息碰撞率高，嚴(yán)重影響搜救效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中大量終端發(fā)起接入，導(dǎo)致接入消息碰撞率高，影響搜救效率的問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于功率控制的分層探測(cè)方法及裝置。所述技術(shù)方案如下—種基于功率控制的分層探測(cè)方法，所述方法包括基站以功率Pi發(fā)送消息，誘發(fā)收到消息的終端發(fā)起登記接入；當(dāng)在單位時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M小于預(yù)先設(shè)定的閾值N，根據(jù)所述M 和N的差值，確定功率凡j1;判斷所述功率凡」:是否大于等于預(yù)先設(shè)定的最大功率Pmax，如果是，所述基站以功率Pmax發(fā)送消息；如果否，所述基站以功率凡」發(fā)送消息。所述終端在發(fā)起登記接入后，再次接收到所述基站發(fā)送的消息后，不再發(fā)起登記接入。
所述終端收到所述基站發(fā)送的消息，根據(jù)所述消息發(fā)起登記接入，所述基站獲取所述終端的位置與用戶信息，并通知所述終端不再發(fā)起登記接入。所述根據(jù)所述M和N的差值，確定功率凡」，包括計(jì)算所述M與預(yù)先設(shè)定的閾值N的差值■，根據(jù)公式 Pdi Pj (^J ^ Γ )λ尸/J/尸計(jì)算凡」1;其中，S為登記請(qǐng)求消息最多的序號(hào)，PI為相鄰兩次登記請(qǐng)求消息的功率增量，IP為登記請(qǐng)求消息的初始功率。所述基站在導(dǎo)頻信道、同步信道以及尋呼信道發(fā)送所述消息。一種基于功率控制的分層探測(cè)裝置，該裝置包括發(fā)送接收單元、功率控制單元和存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元，其中，所述發(fā)送接收單元，用于根據(jù)所述功率控制單元提供的發(fā)射功率發(fā)送消息；接收終端發(fā)起的登記接入，并將終端信息發(fā)送所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元；所述功率控制單元，用于根據(jù)所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元提供的信息，計(jì)算所述發(fā)射功率并提供給所述發(fā)送接收單元；所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計(jì)算發(fā)起登記接入的終端數(shù)量Μ， 將終端數(shù)量M與設(shè)定的閾值N —同發(fā)送給所述功率控制單元。所述功率控制單元進(jìn)一步包括計(jì)算子單元和發(fā)送子單元，其中，所述計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元提供的信息計(jì)算所述發(fā)射功率；所述發(fā)送子單元，用于將所述發(fā)射功率發(fā)送給所述發(fā)送接收子單元。所述功率控制單元進(jìn)一步包括最大功率控制子單元，用于調(diào)整和設(shè)定最大發(fā)射功率。所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)子單元和閾值子單元，其中，所述計(jì)數(shù)子單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計(jì)算發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M ；所述閾值子單元，用于調(diào)整和設(shè)定所述閾值N。所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元進(jìn)一步包括存儲(chǔ)子單元，用于存儲(chǔ)所述終端的位置與用戶信肩、ο本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是通過(guò)利用終端前向鏈路衰減的大小對(duì)被埋終端進(jìn)行分層處理，基站先以較小的功率發(fā)射消息，接收到基站發(fā)射消息的終端登記接入，基站進(jìn)行登記后逐步提高發(fā)射功率，從而使更多的終端可以接收到信號(hào)，這樣誘導(dǎo)終端分層發(fā)起登記接入，最終完成對(duì)所有終端的登記搜救工作。本發(fā)明實(shí)施例提供的方案，能夠有效的避免大量終端同時(shí)發(fā)起登記接入造成的終端接入碰撞率高的問(wèn)題，使多個(gè)終端分層逐步完成登記接入，從而提高搜救效率。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中基于手機(jī)的災(zāi)后生命探測(cè)系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例工作原理示意圖3是本發(fā)明實(shí)施例1提供的基于功率控制的分層探測(cè)方法原理流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例3提供的基于功率控制的分層探測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例4提供的基于功率控制的分層探測(cè)裝置中功率控制單元22 結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例5提供的基于功率控制的分層探測(cè)裝置中存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元23 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。當(dāng)?shù)卣鸬茸匀粸?zāi)害發(fā)生后，大型建筑倒塌的廢墟中會(huì)有大量的人員被困或者被埋，這些被埋人員手機(jī)分布位置不確定，也不均衡，并且數(shù)量很大，而用于生命探測(cè)的探測(cè)基站(生命探測(cè)儀)同一時(shí)間處理能力是有限的。在生命探測(cè)的過(guò)程中，需要手機(jī)(終端) 發(fā)起登記接入以確定終端的位置，若大量終端同時(shí)發(fā)起登記接入，不僅消息碰撞率高，探測(cè)基站也會(huì)由于需處理的位置和用戶信息過(guò)多而丟失一些手機(jī)的登記信息。為了能順利完成對(duì)所有人員的搜救，除了探測(cè)基站的信號(hào)需要具備很強(qiáng)的穿透能力外，還需要解決大量手機(jī)終端同時(shí)發(fā)起登記接入帶來(lái)的問(wèn)題。在基于誘發(fā)手機(jī)終端登記接入的災(zāi)后生命探測(cè)與定位系統(tǒng)中，待定位手機(jī)終端只有在接收到前向鏈路信號(hào)的強(qiáng)度達(dá)到正確解碼要求時(shí)，才會(huì)被誘發(fā)發(fā)起登記接入。因而，本發(fā)明實(shí)施例的控制方法其原理在于利用前向鏈路衰減的大小對(duì)被埋手機(jī)終端進(jìn)行分層處理。基站先以較小功率發(fā)送信息，僅使表層(被埋比較淺) 終端可以收到信息，從而成功發(fā)起求救信號(hào)，進(jìn)行登記接入。之后按一定算法逐漸抬升發(fā)射功率，發(fā)射功率的加大，可以使內(nèi)層(被埋較深)的終端接收到該信息，從而發(fā)起登記接入， 基站可以逐步的獲取所有終端的信息，最終完成對(duì)所有終端的搜救工作。這樣，就將被埋的終端根據(jù)被埋的深度分層登記接入，同一時(shí)間發(fā)起登記接入的終端數(shù)量大大減少，避免了接入消息碰撞的問(wèn)題。具體的工作示意如圖2所示。本發(fā)明實(shí)施例是基于一種基于手機(jī)的災(zāi)后生命探測(cè)方法和系統(tǒng)的，本發(fā)明實(shí)施例中的探測(cè)基站可以是基于手機(jī)的生命探測(cè)方法中的生命探測(cè)儀，也可以是具有相應(yīng)功能的其它信號(hào)發(fā)生裝置。本發(fā)明實(shí)施例中的終端，可以是現(xiàn)有常用的手機(jī)(終端)，也可以是基于手機(jī)的生命探測(cè)方法中專門定制的專用手機(jī)終端，只要其具有現(xiàn)有手機(jī)相應(yīng)的通信功能即可。實(shí)施例1如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例1提供一種基于功率控制的分層探測(cè)方法，具體如下步驟11，基站以功率Pi發(fā)送消息，誘發(fā)收到消息的終端發(fā)起登記接入。本實(shí)施例中，基站首先以設(shè)定的最小功率發(fā)送消息。這個(gè)最小功率可以通過(guò)預(yù)先設(shè)定，或者根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的狀況進(jìn)行設(shè)定。本實(shí)施例中用Pi表示本次發(fā)送消息所需要的功率，用凡」i表示下次發(fā)送消息所需要的功率。這里，基站發(fā)送的消息可以是通知終端進(jìn)行登記接入的相關(guān)消息，也可以是其它任何可以誘使終端發(fā)起登記接入的消息。一般的，基站發(fā)送的消息通過(guò)導(dǎo)頻信道、同步信道以及尋呼信道等控制信道來(lái)進(jìn)行。
步驟12，當(dāng)在單位時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M小于預(yù)先設(shè)定的閾值N，根據(jù)M和N的差值，確定功率凡j ！。基站在發(fā)送消息后，需要等待接收到消息的終端發(fā)起登記接入。當(dāng)在預(yù)設(shè)的一個(gè)單位時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)基站接收到的發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M小于預(yù)先設(shè)定的一個(gè)與之N時(shí)，我們認(rèn)為此時(shí)發(fā)起登記接入的終端數(shù)量偏小，需要調(diào)整基站的發(fā)射功率，再次發(fā)送消息。這里，單位時(shí)長(zhǎng)T可以根據(jù)需要設(shè)定，也可以參照欲探測(cè)區(qū)域的實(shí)際狀況來(lái)具體設(shè)定，并可以進(jìn)行調(diào)整。接收到基站發(fā)送信息的終端，會(huì)發(fā)起登記接入的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程中，終端會(huì)主動(dòng)聯(lián)系基站，并將自身的位置與用戶信息以及其它相關(guān)信息發(fā)送基站。基站接收到后進(jìn)行存儲(chǔ)。 基站記錄接收到的登記接入的終端數(shù)量M，并與預(yù)先設(shè)定的閾值N進(jìn)行比較。這里的閾值N 是根據(jù)欲探測(cè)區(qū)域的實(shí)際狀況設(shè)定的，需要充分考慮實(shí)際區(qū)域中可能被埋的終端數(shù)量和被埋深度來(lái)完成設(shè)定，并可以進(jìn)行調(diào)整。如果M < N，那么說(shuō)明本次探測(cè)得到的終端數(shù)量小于預(yù)期，需要增大基站的發(fā)射功率。當(dāng)然，如果M > N，說(shuō)明探測(cè)得到的終端數(shù)量大于預(yù)期，在充分考慮到終端數(shù)量龐大引起的信號(hào)碰撞問(wèn)題后，也可以減小基站的發(fā)射功率，重新開(kāi)始探測(cè)過(guò)程。對(duì)于下次以多大的功率凡」！來(lái)發(fā)送消息，需要通過(guò)M與N的差值，結(jié)合其它因素來(lái)計(jì)算。具體的計(jì)算過(guò)程如下終端接收到探測(cè)基站信號(hào)被誘發(fā)登記接入，發(fā)送的登記請(qǐng)求消息Registration Msg以隨機(jī)接入的形式在反向接入信道上發(fā)送。當(dāng)終端發(fā)出的登記請(qǐng)求消息在TA+RT(其中TA為基站應(yīng)答時(shí)長(zhǎng)，RT為登記請(qǐng)求消息序列補(bǔ)償)時(shí)間內(nèi)未收到基站接入指示消息Bs Ack Order，則將登記請(qǐng)求消息功率提高PI (相鄰接入探針功率增量)后再次發(fā)送，直到發(fā)出NUM_STEP(最大接入登記請(qǐng)求消息數(shù))個(gè)登記請(qǐng)求消息或接收到基站接入指示消息Bs Ack Order為止。因此終端完成登記接入，最好的情況下，需要時(shí)長(zhǎng)為Tbest = t (t為登記消息發(fā)出到接收基站接入指示消息所需時(shí)間)完成接入登記，最壞的情況下，需要時(shí)長(zhǎng)為 Tworst = t+(NUM_STEP+l) λ (TA+RT)。設(shè)定本發(fā)明實(shí)施例提供的搜救系統(tǒng)要求探測(cè)終端速度為Nmin部/分鐘，則該系統(tǒng)選取每Twwst為一個(gè)單位時(shí)間(每層終端的探測(cè)時(shí)間)。計(jì)算每Twmst探測(cè)到的終端數(shù)M與要求的從部的差值■。統(tǒng)計(jì)每Trast內(nèi)接收到M個(gè)終端登記請(qǐng)求消息的序號(hào)，設(shè)序號(hào)為S的登記請(qǐng)求消息為最多，則進(jìn)行如下公式的運(yùn)算得到下一層的基站發(fā)射功率
權(quán)利要求
1.一種基于功率控制的分層探測(cè)方法，其特征在于，所述方法包括基站以功率Pi發(fā)送消息，誘發(fā)收到消息的終端發(fā)起登記接入；當(dāng)在單位時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M小于預(yù)先設(shè)定的閾值N，根據(jù)所述M和N 的差值，確定功率凡J1;判斷所述功率Pd1是否大于等于預(yù)先設(shè)定的最大功率Pmax，如果是，所述基站以功率Pmax 發(fā)送消息；如果否，所述基站以功率凡j 發(fā)送消息。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述終端在發(fā)起登記接入后，再次接收到所述基站發(fā)送的消息后，不再發(fā)起登記接入。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述終端收到所述基站發(fā)送的消息，根據(jù)所述消息發(fā)起登記接入，所述基站獲取所述終端的位置與用戶信息，并通知所述終端不再發(fā)起登記接入。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述M和N的差值，確定功率凡j， 包括計(jì)算所述M與預(yù)先設(shè)定的閾值N的差值成，根據(jù)公式P小 Pj (^J S Γ )λΡ/J /尸計(jì)算凡」；其中，S為登記請(qǐng)求消息最多的序號(hào)，PI為相鄰兩次登記請(qǐng)求消息的功率增量，IP為登記請(qǐng)求消息的初始功率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站在導(dǎo)頻信道、同步信道以及尋呼信道發(fā)送所述消息。
6.一種基于功率控制的分層探測(cè)裝置，其特征在于，該裝置包括發(fā)送接收單元、功率控制單元和存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元，其中，所述發(fā)送接收單元，用于根據(jù)所述功率控制單元提供的發(fā)射功率發(fā)送消息；接收終端發(fā)起的登記接入，并將終端信息發(fā)送所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元；所述功率控制單元，用于根據(jù)所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元提供的信息，計(jì)算所述發(fā)射功率并提供給所述發(fā)送接收單元；所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計(jì)算發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M，將終端數(shù)量M與設(shè)定的閾值N —同發(fā)送給所述功率控制單元。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述功率控制單元進(jìn)一步包括計(jì)算子單元和發(fā)送子單元，其中，所述計(jì)算子單元，用于根據(jù)所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元提供的信息計(jì)算所述發(fā)射功率；所述發(fā)送子單元，用于將所述發(fā)射功率發(fā)送給所述發(fā)送接收子單元。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述功率控制單元進(jìn)一步包括最大功率控制子單元，用于調(diào)整和設(shè)定最大發(fā)射功率。
9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元進(jìn)一步包括計(jì)數(shù)子單元和閾值子單元，其中，所述計(jì)數(shù)子單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計(jì)算發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M ；所述閾值子單元，用于調(diào)整和設(shè)定所述閾值N。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述存儲(chǔ)計(jì)數(shù)單元進(jìn)一步包括存儲(chǔ)子單元，用于存儲(chǔ)所述終端的位置與用戶信息。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于功率控制的分層探測(cè)方法及裝置，屬于基于功率控制的分層探測(cè)方法及裝置領(lǐng)域。所述方法包括基站以功率Pi發(fā)送消息，誘發(fā)收到消息的終端發(fā)起登記接入；當(dāng)在單位時(shí)長(zhǎng)T內(nèi)發(fā)起登記接入的終端數(shù)量M小于預(yù)先設(shè)定的閾值N，根據(jù)所述M和N的差值，確定功率判斷所述功率是否大于等于預(yù)先設(shè)定的最大功率Pmax，如果是，所述基站以功率Pmax發(fā)送消息；如果否，所述基站以功率發(fā)送消息。本發(fā)明通過(guò)基站逐步提高發(fā)射功率，誘導(dǎo)終端分層發(fā)起登記接入，最終完成對(duì)所有終端的登記搜救工作，能夠有效的避免大量終端同時(shí)發(fā)起登記接入造成的終端接入碰撞率高的問(wèn)題，使多個(gè)終端分層逐步完成登記接入，從而提高搜救效率。
文檔編號(hào)H04W4/02GK102547562SQ201110418678
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者萬(wàn)能, 余彥培, 呂子平, 孫曉飛, 施滸立, 王曉冠, 肖延南, 鄧中亮, 陳才湖, 韓淼 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)