專利名稱：一種基于功率控制的分層探測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及災(zāi)后搜救生命探測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于功率控制的分層探測方法及裝置。
背景技術(shù)：
自然災(zāi)害具有瞬間發(fā)生、破壞劇烈、監(jiān)測預(yù)報困難、社會影響深遠(yuǎn)等特點，例如，破壞性強烈的地震、山體滑坡等災(zāi)害，給國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財產(chǎn)安全造成巨大的危害和損失。國內(nèi)外無數(shù)次的自然災(zāi)害事例證明，災(zāi)后緊急救援技術(shù)水平對于減輕災(zāi)害損失具有極其重要的意義。我國目前在災(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儀進(jìn)行生命探測，以尋找幸存者。人力和搜救犬探測效率比較低下，且受周邊環(huán)境影響嚴(yán)重?，F(xiàn)有生命探測儀均存在著受現(xiàn)場環(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，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)中生命探測儀受到環(huán)境影響嚴(yán)重，導(dǎo)致搜救效率低下的問題， 一種基于手機的災(zāi)后生命探測方法和系統(tǒng)被提出。如圖1所示，這種系統(tǒng)由手機(移動終端)和若干生命探測儀(基站)組成。發(fā)生災(zāi)情后，由生命探測儀(基站)發(fā)送消息誘發(fā)被困人員手機(移動終端)進(jìn)行登記接入，搜索生命探測儀發(fā)出的信號建立緊急鏈路鏈接。 生命探測儀根據(jù)求救信號，確定移動終端并進(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。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題現(xiàn)有的基于誘發(fā)手機注冊的災(zāi)后生命探測與定位系統(tǒng)，生命探測儀(基站)原有功率控制不能滿足大量手機同時發(fā)起接入的特殊環(huán)境，將大大提高的手機接入碰撞率，導(dǎo)致手機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，影響搜救效率的問題，本發(fā)明實施例提供了一種基于功率控制的分層探測方法及裝置。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)在單位時長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/尸計算凡」1;其中，S為登記請求消息最多的序號，PI為相鄰兩次登記請求消息的功率增量，IP為登記請求消息的初始功率。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裝置，該裝置包括發(fā)送接收單元、功率控制單元和存儲計數(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)送所述存儲計數(shù)單元；所述功率控制單元，用于根據(jù)所述存儲計數(shù)單元提供的信息，計算所述發(fā)射功率并提供給所述發(fā)送接收單元；所述存儲計數(shù)單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計算發(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)一步包括計算子單元和發(fā)送子單元，其中，所述計算子單元，用于根據(jù)所述存儲計數(shù)單元提供的信息計算所述發(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。所述存儲計數(shù)單元進(jìn)一步包括計數(shù)子單元和閾值子單元，其中，所述計數(shù)子單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計算發(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。所述存儲計數(shù)單元進(jìn)一步包括存儲子單元，用于存儲所述終端的位置與用戶信肩、ο本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是通過利用終端前向鏈路衰減的大小對被埋終端進(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，這樣誘導(dǎo)終端分層發(fā)起登記接入，最終完成對所有終端的登記搜救工作。本發(fā)明實施例提供的方案，能夠有效的避免大量終端同時發(fā)起登記接入造成的終端接入碰撞率高的問題，使多個終端分層逐步完成登記接入，從而提高搜救效率。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，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)中基于手機的災(zāi)后生命探測系統(tǒng)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例工作原理示意圖3是本發(fā)明實施例1提供的基于功率控制的分層探測方法原理流程圖；圖4是本發(fā)明實施例3提供的基于功率控制的分層探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實施例4提供的基于功率控制的分層探測裝置中功率控制單元22 結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實施例5提供的基于功率控制的分層探測裝置中存儲計數(shù)單元23 結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施方式作進(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有大量的人員被困或者被埋，這些被埋人員手機分布位置不確定，也不均衡，并且數(shù)量很大，而用于生命探測的探測基站(生命探測儀)同一時間處理能力是有限的。在生命探測的過程中，需要手機(終端) 發(fā)起登記接入以確定終端的位置，若大量終端同時發(fā)起登記接入，不僅消息碰撞率高，探測基站也會由于需處理的位置和用戶信息過多而丟失一些手機的登記信息。為了能順利完成對所有人員的搜救，除了探測基站的信號需要具備很強的穿透能力外，還需要解決大量手機終端同時發(fā)起登記接入帶來的問題。在基于誘發(fā)手機終端登記接入的災(zāi)后生命探測與定位系統(tǒng)中，待定位手機終端只有在接收到前向鏈路信號的強度達(dá)到正確解碼要求時，才會被誘發(fā)發(fā)起登記接入。因而，本發(fā)明實施例的控制方法其原理在于利用前向鏈路衰減的大小對被埋手機終端進(jìn)行分層處理?；鞠纫暂^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，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題。具體的工作示意如圖2所示。本發(fā)明實施例是基于一種基于手機的災(zāi)后生命探測方法和系統(tǒng)的，本發(fā)明實施例中的探測基站可以是基于手機的生命探測方法中的生命探測儀，也可以是具有相應(yīng)功能的其它信號發(fā)生裝置。本發(fā)明實施例中的終端，可以是現(xiàn)有常用的手機(終端)，也可以是基于手機的生命探測方法中專門定制的專用手機終端，只要其具有現(xiàn)有手機相應(yīng)的通信功能即可。實施例1如圖3所示，本發(fā)明實施例1提供一種基于功率控制的分層探測方法，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。本實施例中，基站首先以設(shè)定的最小功率發(fā)送消息。這個最小功率可以通過預(yù)先設(shè)定，或者根據(jù)現(xiàn)場實際的狀況進(jìn)行設(shè)定。本實施例中用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)送的消息通過導(dǎo)頻信道、同步信道以及尋呼信道等控制信道來進(jìn)行。
步驟12，當(dāng)在單位時長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 ！?；驹诎l(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)的一個單位時長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)定的一個與之N時，我們認(rèn)為此時發(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，單位時長T可以根據(jù)需要設(shè)定，也可以參照欲探測區(qū)域的實際狀況來具體設(shè)定，并可以進(jìn)行調(diào)整。接收到基站發(fā)送信息的終端，會發(fā)起登記接入的過程。這個過程中，終端會主動聯(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?；窘邮盏胶筮M(jìn)行存儲。 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)欲探測區(qū)域的實際狀況設(shè)定的，需要充分考慮實際區(qū)域中可能被埋的終端數(shù)量和被埋深度來完成設(shè)定，并可以進(jìn)行調(diào)整。如果M < N，那么說明本次探測得到的終端數(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，說明探測得到的終端數(shù)量大于預(yù)期，在充分考慮到終端數(shù)量龐大引起的信號碰撞問題后，也可以減小基站的發(fā)射功率，重新開始探測過程。對于下次以多大的功率凡」！來發(fā)送消息，需要通過M與N的差值，結(jié)合其它因素來計算。具體的計算過程如下終端接收到探測基站信號被誘發(fā)登記接入，發(fā)送的登記請求消息Registration Msg以隨機接入的形式在反向接入信道上發(fā)送。當(dāng)終端發(fā)出的登記請求消息在TA+RT(其中TA為基站應(yīng)答時長，RT為登記請求消息序列補償)時間內(nèi)未收到基站接入指示消息Bs Ack Order，則將登記請求消息功率提高PI (相鄰接入探針功率增量)后再次發(fā)送，直到發(fā)出NUM_STEP(最大接入登記請求消息數(shù))個登記請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，需要時長為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間)完成接入登記，最壞的情況下，需要時長為 Tworst = t+(NUM_STEP+l) λ (TA+RT)。設(shè)定本發(fā)明實施例提供的搜救系統(tǒng)要求探測終端速度為Nmin部/分鐘，則該系統(tǒng)選取每Twwst為一個單位時間(每層終端的探測時間)。計算每Twmst探測到的終端數(shù)M與要求的從部的差值■。統(tǒng)計每Trast內(nèi)接收到M個終端登記請求消息的序號，設(shè)序號為S的登記請求消息為最多，則進(jìn)行如下公式的運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)在單位時長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 /尸計算凡」；其中，S為登記請求消息最多的序號，PI為相鄰兩次登記請求消息的功率增量，IP為登記請求消息的初始功率。
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計數(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)送所述存儲計數(shù)單元；所述功率控制單元，用于根據(jù)所述存儲計數(shù)單元提供的信息，計算所述發(fā)射功率并提供給所述發(fā)送接收單元；所述存儲計數(shù)單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計算發(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)一步包括計算子單元和發(fā)送子單元，其中，所述計算子單元，用于根據(jù)所述存儲計數(shù)單元提供的信息計算所述發(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，所述存儲計數(shù)單元進(jìn)一步包括計數(shù)子單元和閾值子單元，其中，所述計數(shù)子單元，用于根據(jù)接收到的終端信息計算發(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，所述存儲計數(shù)單元進(jìn)一步包括存儲子單元，用于存儲所述終端的位置與用戶信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于功率控制的分層探測方法及裝置，屬于基于功率控制的分層探測方法及裝置領(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)在單位時長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，最終完成對所有終端的登記搜救工作，能夠有效的避免大量終端同時發(fā)起登記接入造成的終端接入碰撞率高的問題，使多個終端分層逐步完成登記接入，從而提高搜救效率。
文檔編號H04W4/02GK102547562SQ201110418678
公開日2012年7月4日 申請日期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 申請人:北京郵電大學(xué)