一种5G信号的落水检测方法及系统与流程

一种5g信号的落水检测方法及系统
技术领域
1.本发明属于无线通信领域，更具体地，涉及一种5g信号的落水检测方法及系统。


背景技术：

2.目前大型船舶甲板作业人员多，作业环境恶劣，存在人员意外落水的危险，需要有落水人员报知的保障手段，报知信息越准确，行动越迅速，人员获救生还可能性越大。现有遇险救生系统中配置的海上救生定位移动终端，可在人员落水后启动，使用北斗获取位置，通过超短波遇险救生频道，发送遇险及北斗示位标定位信息。位于驾驶室的遇险救生显示设备可显示收到的信息，特定显控台也可提示收到信息，解析后的信息离线下达救援指令。当前遇险救生系统报知响应时间为3分钟，其时效性和快速响应能力尚需提升。


技术实现要素：

3.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种5g信号的落水检测方法及系统，旨在解决现有的船舶工作人员落水预警慢、预警难的问题。
4.为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种5g信号的落水检测系统，包括：5g终端、舰载5g基站、5g核心网和告警服务器；
5.舰载5g基站的输出端通过5g核心网连接告警服务器；5g终端的输出端与告警服务器和舰载5g基站相连；
6.舰载5g基站用于被配置目标用户的sim卡的imsi信息，对比实际接入用户的imsi信息与目标用户的imsi信息，若实际接入用户为目标用户，则被配置舰载5g基站测上行参考信号，并对舰载5g基站测srs检测接收强度实时上报至告警服务器；
7.5g终端内设置落水告警app和北斗定位系统，落水告警app用于实时检测下行广播信道接收强度，若设定检测周期内下行广播信道接收强度的下降幅度超过下行下降幅度门限值，并且其绝对值低于预设下行接收功率门限值，则将落水告警信息传递至告警服务器中，且北斗定位系统中的5g终端北斗定位信息也传递至告警服务器中；
8.告警服务器用于根据舰载5g基站侧上行信号强度的检测周期，开启上行信号检测窗口后读取告警服务器侧当前周期的上行信号强度；如果当前周期的告警服务器侧上行信号强度与上一个周期读取的告警服务器侧上行信号强度的下降超过上行下降幅度门限，且其绝对值低于上行接收功率门限，则将目标用户的落水告警信息与5g终端北斗定位信息上报至舰载救生系统。
9.进一步优选地，舰载5g基站配置srs的方法，包括以下步骤：
10.当舰载5g基站检测到新的5g终端发起接入后，根据5g空口信令流程，获取接入实际接入用户的imsi信息，并与目标用户的imsi信息比较，判断实际接入用户是否为目标用户；
11.若实际接入用户为非目标用户时，根据舰载5g基站的算法确定是否在舰载5g基站上配置舰载5g基站测srs；若实际接入用户为目标用户时，则在舰载5g基站上配置舰载5g基
站测srs；
12.根据舰载5g基站测srs周期在对应的时频资源上检测舰载5g基站测srs的信号接收强度，并将检测结果按照舰载5g基站测srs周期上报至告警服务器中。
13.进一步优选地，告警服务器包括上行信号检测定时器，其时长超过舰载5g基站侧上行信号的周期，用于驱动告警服务器中的读取模块根据舰载5g基站侧上行信号的周期，读取告警服务器侧上行信号强度；其中，当其超时时，删除5g终端上报的落水告警信息。
14.另一方面，本发明提供了一种5g信号的落水检测方法，包括以下步骤：
15.s1：将船舶甲板作业对象作为目标用户，且将目标用户的sim卡的imsi信息配置给舰载5g基站；
16.s2：采用舰载5g基站跟踪实际接入用户接入，对比实际接入用户的imsi信息与目标用户的imsi信息；若实际接入用户为目标用户，则对舰载5g基站配置上行参考信号，并将舰载5g基站侧srs检测接收强度实时上报至告警服务器；
17.s3：采用落水告警app实时检测下行广播信道接收强度，若设定检测周期内下行广播信道接收强度的下降幅度超过下行下降幅度门限值，并且其绝对值低于预设下行接收功率门限值，则采用告警服务器接收落水告警信息以及5g终端北斗定位信息；
18.s4：根据舰载5g基站侧上行信号强度的检测周期，在告警服务器上开启上行信号检测窗口后读取告警服务器侧当前周期的上行信号强度；如果当前周期的告警服务器侧上行信号强度与上一个周期读取的告警服务器侧上行信号强度的下降超过上行下降幅度门限，且其绝对值低于上行接收功率门限，则将目标用户的落水告警信息与5g终端北斗定位信息上报至舰载救生系统。
19.进一步优选地，s2具体包括以下步骤：
20.s2.1：当舰载5g基站检测到新的5g终端发起接入后，根据5g空口信令流程，获取接入实际接入用户的imsi信息，并与目标用户的imsi信息比较，判断实际接入用户是否为目标用户，转至s2.2；
21.s2.2：若实际接入用户为非目标用户时，根据舰载5g基站的算法确定是否在舰载5g基站上配置舰载5g基站测srs；若实际接入用户为目标用户时，则在舰载5g基站上配置舰载5g基站测srs；
22.s2.3：根据舰载5g基站测srs周期在对应的时频资源上检测舰载5g基站测srs的信号接收强度，并将检测结果按照舰载5g基站测srs周期上报至告警服务器中。
23.进一步优选地，s3具体包括以下步骤：
24.s3.1：将5g终端接入舰载5g基站网络中，落水告警app周期性读取ssb信号接收强度；
25.s3.2：当当前周期读取的ssb信号接收强度比上一个周期读取的ssb信号接收强度下降幅度超过下行下降幅度门限，并且其绝对值低于预设下行接收功率门限，则判定发生落水，将落水告警信息发送至告警服务器中，转至s3.3，否则执行s3.1；
26.s3.3：落水告警app读取北斗定位信息，通过5g空口发送至告警服务器。
27.进一步优选地，s4具体包括以下步骤：
28.s4.1：当告警服务器收到落水告警信息后启动上行信号检测定时器，其中，定时器时长超过舰载5g基站侧上行信号的周期；
29.s4.2：根据舰载5g基站侧上行信号的周期，读取告警服务器侧上行信号强度；
30.s4.3：如果较上一个周期读取的告警服务器侧上行信号强度下降超过上行下降幅度门限并且其绝对值低于上行接收功率门限，则判定发生落水并执行s4.4，否则执行s4.5；
31.s4.4：告警服务器将落水告警信息连同5g终端北斗定位信息一并上报给舰载救生系统；
32.s4.5：判断告警服务器侧上行信号检测定时器是否超时，超时则执行s4.6，否则执行s4.2；
33.s4.6：删除5g终端上报的落水告警信息。
34.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下
35.有益效果：
36.本发明提供了一种5g信号的落水检测方法及系统，在舰载5g基站的基础上增加了5g上行信号强度检测功能，用于检测目标用户上行信号的接收功率，并在5g终端侧新增落水告警app，用于识别5g下行信号强度并能够向核心网侧告警服务器发送落水告警信息以及北斗位置信息。本发明在不增加任何硬件设备的基础上，通过对现有舰载5g网络以及5g终端进行软件升级，利用5g网络低时延和大宽带特征，大幅提升了当前遇险救生系统的运行效率，落水告警响应时间可由现有的3分钟缩短至10秒钟以内。
附图说明
37.图1是本发明实施例提供的落水告警系统示意图；
38.图2是本发明实施例提供的基站侧落水告警和终端侧落水告警实施流程图；
39.图3是本发明实施例提供的告警服务器侧落水告警实施流程示意图。
具体实施方式
40.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
41.本发明整体采用的技术方案和理论依据如下：
42.如图1所示，现有船载5g基站基础上增加5g上行信号强度检测功能，用于检测目标用户上行信号接收功率，并在5g终端侧新增落水告警app，用于识别5g下行信号强度并向核心网侧告警服务器发送落水告警信息以及北斗位置信息；
43.5g信号的落水检测方法具体流程为：
44.s1：将甲板作业人员作为目标用户，将目标用户的sim卡的imsi信息配置给舰载5g基站；
45.s2：如图2所示，舰载5g基站跟踪实际接入用户接入，对比实际接入用户的imsi信息与目标用户的imsi信息，若实际接入用户为目标用户，则对舰载5g基站配置上行参考信号(srs)，并通过对srs信号的检测将其接收功率实时上报至告警服务器；
46.更为具体地，舰载5g基站可增加、修改和删除目标用户，且可同时维护多个目标用户；s2包括以下步骤：
47.s2.1：舰载5g基站检测到新的5g终端发起接入；
48.s2.2：根据5g空口信令流程，获取接入实际接入用户的imsi信息，并与目标用户的imsi信息比较，判断实际接入用户是否为目标用户，转至s2.3；
49.s2.3：若实际接入用户为非目标用户时，根据舰载5g基站的算法确定是否在舰载5g基站上配置srs；若实际接入用户为目标用户时，则在舰载5g基站上配置srs；
50.s2.4：根据srs周期，在对应的时频资源上检测信号接收强度(单位dbm)，并将检测结果按照srs信号周期上报至告警服务器中；
51.s3：如图2所示，目标用户携带的5g终端中的落水告警app实时检测下行广播信道(ssb)接收强度，若设定检测周期内(如1s)信号强度下降幅度超过门限值(如20db)，并且绝对值低于门限值(如-120dbm)，则向核心网侧告警服务器发送落水告警信息(正常情况下舰载5g基站对甲板进行全覆盖，下行广播信道(ssb)接收强度始终不低于-110dbm，当发生人员落水时，5g终端由于受到船体遮挡，其ssb接收强度会大幅下降)；其中，5g终端配置有北斗定位功能，落水告警app可读取5g终端北斗位置信息，并同告警信息一并发送至告警服务器；
52.更为具体地，5g终端侧新增落水告警app，负责读取终端ssb接收强度信息以及北斗位置信息，并根据终端ssb接收强度判定是否发生落水；s3具体包括以下步骤：
53.s3.1：将5g终端接入舰载5g基站网络中，落水告警app周期性读取终端ssb信号接收强度；
54.s3.2：当当前周期读取的终端ssb信号接收强度比上一个周期读取的终端ssb信号接收强度下降幅度超过下行下降幅度门限，并且其绝对值低于预设下行接收功率门限，则判定发生落水，转至s3.3，否则执行s3.1；其中，ssb读取周期、下行下降幅度门限以及下行接收功率门限均可配置；
55.s3.3：落水告警app读取北斗位置信息，通过5g空口发送给告警服务器，告警服务器ip地址可由app配置；
56.s4：如图3所示，告警服务器在收到告警信息以及北斗位置信息后，依据上行信号强度检测机制以最终判定人员是否落水；由于落水后终端srs信号无法传输，船载5g基站在原有srs信号发送的时频位置只能检测到噪声，其功率远低于正常srs信号，所以可开启一个上行信号检测窗口(包含人员落水中到落水后的时间窗，例如为3s)，如果在窗口内上行信号强度下降幅度超过门限值(如10db)，并且绝对值低于门限值(如-130dbm)，则判定有人员落水并且启动后续救援流程。
57.进一步具体地，告警服务器连接5g核心网，ip地址由5g核心网分配，用于s4包括以下步骤：
58.s4.1：告警服务器收到落水告警app发送的落水告警信息；
59.s4.2：启动上行信号检测定时器，时长应超过舰载5g基站侧上行信号的周期；
60.s4.3：根据舰载5g基站侧上行信号的周期，读取告警服务器侧上行信号强度；
61.s4.4：如果较上一个周期读取的值下降超过上行下降幅度门限并且绝对值低于上行接收功率门限(首次读取只判断接收功率是否低于接收功率门限)，则判定发生落水并执行s4.5，否则执行s4.6；其中，下降幅度门限以及接收功率门限均可配置；
62.s4.5：告警服务器将人员落水告警信息连同5g终端北斗定位信息一并上报给舰载救生系统；
63.s4.6：判断上行信号检测定时器是否超时，超时则执行s4.7，否则执行s4.3；
64.s4.7：删除5g终端上报的落水告警信息。
65.本发明与现有技术相比，存在以下优势：
66.本发明提供了一种5g信号的落水检测方法及系统，在舰载5g基站的基础上增加了5g上行信号强度检测功能，用于检测目标用户上行信号的接收功率，并在5g终端侧新增落水告警app，用于识别5g下行信号强度并能够向核心网侧告警服务器发送落水告警信息以及北斗位置信息。本发明在不增加任何硬件设备的基础上，通过对现有舰载5g网络以及5g终端进行软件升级，利用5g网络低时延和大宽带特征，大幅提升了当前遇险救生系统的运行效率，落水告警响应时间可由现有的3分钟缩短至10秒钟以内。
67.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。