本发明涉及无线通信，具体为一种降低通信时延的通信方法及其系统。
背景技术：
1、在现代通信系统中，特别是在涉及卫星通信的场景下，通信时延是一个关键的技术挑战。由于卫星通信的特殊性，如长距离传输、信号衰减和网络拥塞等因素，导致数据包传输时间延长，影响通信的实时性和效率。传统的通信方法往往缺乏对网络状态的实时监测和动态调整能力，无法有效应对网络负载波动和路径质量变化，从而导致通信时延的不稳定。因此，需要一种能够实时监测网络状态并动态调整传输策略的方法，以降低通信时延，提高通信系统的性能和可靠性。
2、现有技术中的，公开号为cn114025364a公开了一种基于冲突算法降低通信时延的方法和系统，包括：启动下位机进行数据采集，建立下位机与基站之间的无线网络连接，通过下位机向上位机发送包含时间戳和预设通讯时间点采样数据的数据包，下位机根据时间偏移值对预设的通讯参数进行调整，完成降低通信时延的目的。
3、上述方法存在的主要问题是：依赖于时间戳和预设通讯时间点的精确同步，由于网络延迟的存在，很难做到二者的精确同步，如果时间同步不准确，会导致调整的通讯参数不合适，反而会增加时延。另外，实际的通信过程中网络状态是多变的，上述方案应对网络的快速变化反应不够灵敏，无法及时调整通讯参数以适应新的网络状态。
4、在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种降低通信时延的通信方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种降低通信时延的通信方法，具体步骤包括：
4、步骤1：部署网络监测工具实时采集网络流量数据情况和数据包传输时间，生成网络负载指数和路径传输质量指数，实时采集地面终端发送数据包的时间戳与终端接收到卫星确认信息的时间戳，生成终端时延，并根据终端时延生成不同终端优先级；
5、步骤2：按照终端优先级从高到低的顺序生成第一传输队列，根据网络负载指数和路径传输质量指数，生成每个数据包的传输优先级，按照数据包传输优先级从高到低的顺序生成第二传输队列；
6、步骤3：在第一传输队列中按照顺序选取终端，根据终端需要传输的第二传输队列中数据包种类，生成表示终端-数据包传输任务的综合优先级，按照综合优先级从高到低的顺序生成第三传输队列，并为第三传输队列的每个终端-数据包传输任务分配带宽；
7、步骤4：在传输过程中，实时监测每个传输任务的性能指标，收集历史数据中各个性能指标的取值，生成正常网络条件下各个性能指标的平均值作为基准值，根据基准值生成各个性能指标的预设阈值，当实时性能指标超出预设阈值时判定为性能下降，根据性能变化调整当前传输任务的传输策略，所述性能指标包括：传输速率、丢包率、时延；
8、步骤5：根据具体通信场景设定监测周期，定期重新测量网络负载指数、路径传输质量指数和终端时延，并计算实时综合优先级，按照计算结果从大到小的顺序周期性调整第三传输队列中未开始执行的终端-数据包传输任务的先后序列。
9、进一步地，生成网络负载指数和数据包传输质量指数所依据的公式为：
10、
11、其中，p表示网络负载指数，b表示当前网络流量大小，bmax表示网络的最大容量，q表示路径传输质量指数，c表示当前数据包传输时间，c0表示理想传输时间，即在网络完全空闲、没有任何干扰和拥塞的情况下数据包从发送端到接收端所需的时间；
12、生成终端时延所依据的公式为：
13、tdelay＝tsend-treceive
14、其中，rdelay表示地面终端对应的传输时延，tsend表示终端发送数据包时记录的时间戳，treceive表示终端接收到卫星确认信息时记录的时间戳；
15、生成终端优先级所依据的公式为：
16、
17、其中，β表示终端优先级，tdelay表示终端时延，tbasedelay表示基础时延，是一个常数。
18、进一步地，生成数据包的传输优先级所依据的公式为：
19、
20、其中，γ表示数据包的传输优先级，p表示网络负载指数，α表示网络负载指数对数据包的传输优先级的影响权重，取值范围为(0,0.5]，q表示路径传输质量指数，(1-α)表示路径传输质量指数对数据包的传输优先级的影响权重。
21、进一步地，生成表示终端-数据包传输任务的综合优先级所依据的公式为：
22、σij＝x·βi+(1-x)·γj
23、其中，σij表示第一传输队列中的第i个终端和第二传输队列中的第j个数据包组成的传输任务的综合优先级，βi表示第i个终端的传输优先级，x表示终端的传输优先级对综合优先级的影响权重,取值范围为[0.5,1)，γj表示第j个数据包的传输优先级，(1-x)表示数据包的传输优先级对综合优先级的影响权重。
24、为第三传输队列的每个终端-数据包传输任务分配带宽所依据的公式为：
25、
26、其中，ki表示第三传输队列中第i个终端-数据包传输任务分配到的带宽大小，σi表示第i个终端-数据包传输任务的传输优先级，表示第三传输队列中所有传输任务的传输优先级总和，n表示第三传输队列中传输任务的数量，dtotal表示系统中的总可用带宽。
27、进一步地，生成各个性能指标的预设阈值所依据的原理为：
28、传输速率的基准值表示在网络正常运行状态下的平均传输速率，将阈值设定为基准值的80％-120％，所依据的公式为：
29、
30、其中，vmin表示传输速率最低阈值，vmax表示传输速率最高阈值，表示在网络正常运行状态下的平均传输速率；
31、丢包率的基准值表示在网络正常运行状态下的平均丢包率，是一个接近于0的值，将丢包率阈值设定所依据的公式为：
32、
33、其中，dmax表示丢包率阈值，表示在网络正常运行状态下的平均丢包率；
34、时延的基准值表示在网络正常运行状态下的平均时延，将阈值设定为基准值的120％，所依据的公式为：
35、
36、其中，tmax表示时延阈值，表示在网络正常运行状态下的平均时延；
37、根据性能变化调整当前传输任务的传输策略所依据的原理为：
38、当实时传输速率低于传输速率阈值，增加传输带宽，所依据的公式为：
39、s1＝vmin-v+s0
40、其中，s1表示传输速率影响下增加之后的带宽，vmin表示传输速率最低阈值，v表示当前传输速率，s0表示传输任务的原带宽；
41、当实时传输速率高于传输速率阈值，减少传输带宽，所依据的公式为：
42、s2＝s0-(v-vmax)
43、其中，s2表示传输速率影响下减少之后的带宽，s0表示传输任务的原带宽，v表示当前传输速率，vmax表示传输速率最高阈值；
44、当实时丢包率高于丢包率阈值，调整传输带宽所依据的公式为：
45、m＝k1·(d-dmax)+m0
46、其中，m表示丢包率影响下调整之后的带宽大小，k1表示带宽随丢包率的变化比例，d表示当前丢包率大小，dmax表示丢包率阈值，m0表示当前带宽大小；
47、当实时时延高于时延阈值，调整传输带宽所依据的公式为：
48、n＝k2·(t-tmax)+n0
49、其中，n表示时延影响下调整之后的带宽大小，k2表示带宽随时延的变化比例，t表示当前的时延大小，tmax表示时延阈值，n0表示当前带宽大小。
50、本发明还提供一种降低通信时延的通信系统，所述系统用于实现上述降低通信时延的通信方法，包括：
51、数据采集模块，用于部署网络监测工具实时采集网络流量数据情况和数据包传输时间，生成网络负载指数和路径传输质量指数，实时采集地面终端发送数据包的时间戳与终端接收到卫星确认信息的时间戳，生成终端时延，并根据终端时延生成不同终端优先级
52、优先级生成模块，用于按照终端优先级从高到低的顺序生成第一传输队列，根据网络负载指数和路径传输质量指数，生成每个数据包的传输优先级，按照数据包传输优先级从高到低的顺序生成第二传输队列；
53、资源分配模块，用于在第一传输队列中按照顺序选取终端，根据终端需要传输的第二传输队列中数据包种类，生成表示终端-数据包传输任务的综合优先级，按照综合优先级从高到低的顺序生成第三传输队列，并为第三传输队列的每个终端-数据包传输任务分配带宽；
54、监测反馈模块，用于在传输过程中，实时监测每个传输任务的性能指标，收集历史数据中各个性能指标的取值，生成正常网络条件下各个性能指标的平均值作为基准值，根据基准值生成各个性能指标的预设阈值，当实时性能指标超出预设阈值时判定为性能下降，根据性能变化调整当前传输任务的传输策略，所述性能指标包括：传输速率、丢包率、时延；
55、动态调整模块，用于根据具体通信场景设定监测周期，定期重新测量网络负载指数、路径传输质量指数和终端时延，并计算实时综合优先级，按照计算结果从大到小的顺序周期性调整第三传输队列中未开始执行的终端-数据包传输任务的先后序列。
56、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
57、本发明通过部署网络监测工具实时采集网络流量数据和传输时间，生成网络负载指数和路径传输质量指数作为数据包优先级的评价标准，生成终端时延作为终端优先级的评价标准，并分别将终端优先级和数据包优先级从大到小排列生成第一传输队列和第二传输队列，优先选取优先级较高的终端执行优先级较高的数据包传输任务，并生成综合优先级作为判断标准，生成包含所有综合优先级的第三传输队列，根据传输任务的优先级进行带宽分配，使网络资源得到更有效地利用，减少拥塞和浪费。在传输任务执行的过程中，实时监测任务的性能指标，并根据性能指标进行带宽的动态调整，能够适应复杂的网络变化，保证了系统的稳定性。同时对未开始执行的任务定期重新计算优先级，尽可能保证每次执行的任务都是第三传输队列中实时优先级最高的任务，确保在各种条件下都能保持低时延高效率的通信。
1.一种降低通信时延的通信方法，其特征在于，具体步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种降低通信时延的通信方法，其特征在于：所述步骤1中生成网络负载指数和数据包传输质量指数所依据的公式为：
3.根据权利要求1所述的一种降低通信时延的通信方法，其特征在于：所述步骤2中生成数据包的传输优先级所依据的公式为：
4.根据权利要求1所述的一种降低通信时延的通信方法，其特征在于：所述步骤3中生成表示终端-数据包传输任务的综合优先级所依据的公式为：
5.根据权利要求1所述的一种降低通信时延的通信方法，其特征在于：所述步骤3中为第三传输队列的每个终端-数据包传输任务分配带宽所依据的公式为：
6.根据权利要求1所述的一种降低通信时延的通信方法，其特征在于：所述步骤4中生成各个性能指标的预设阈值所依据的原理为：
7.一种降低通信时延的通信系统，其特征在于：所述系统用于实现上述权利要求1-6任一项所述的降低通信时延的通信方法，包括：
