本發(fā)明涉及海洋無(wú)線(xiàn)通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種海洋通信系統(tǒng)及船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法。
背景技術(shù)：
：我國(guó)海域范圍廣闊且擁有綿長(zhǎng)的大陸海岸線(xiàn)，隨著海洋經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的涉海人員參與到種類(lèi)繁多的海事活動(dòng)中，如海洋監(jiān)管和監(jiān)測(cè)、人工養(yǎng)殖與捕撈、礦源開(kāi)采、旅游運(yùn)輸?shù)鹊取Ｈ欢谶m應(yīng)了日益豐富的地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用后，傳統(tǒng)的海洋通信方式如電話(huà)、短信、AIS服務(wù)等已經(jīng)難以滿(mǎn)足海上通信用戶(hù)的需求。為了保障近海海域的通航安全以及提升涉海人員在海上的信息生活質(zhì)量，從而縮小海洋通信服務(wù)與地面通信服務(wù)之間的差距，海洋寬帶通信已經(jīng)成為海事活動(dòng)的迫切需求，也是進(jìn)一步推動(dòng)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。目前，可用于海洋場(chǎng)景的典型無(wú)線(xiàn)通信手段主要包括無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)(MF/HF/VHF)、海事衛(wèi)星通信，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)等，這幾種通信方式在覆蓋范圍，價(jià)格和帶寬方面各有優(yōu)勢(shì)和不足。基于MF/HF/VHF可以提供長(zhǎng)距離/中等距離/短距離的船間通信和船岸通信，這種通信手段在漁業(yè)安全方面發(fā)揮了重要作用，但其為窄帶通信，常用于傳統(tǒng)的信息廣播和語(yǔ)音服務(wù)?；诤Ｊ滦l(wèi)星的通信通過(guò)在船上安裝的衛(wèi)星通信設(shè)備來(lái)使用寬帶衛(wèi)星通信，雖然海事衛(wèi)星提供的海洋寬帶通信是無(wú)時(shí)不在無(wú)處不在的，但其價(jià)格十分昂貴。部署Wi-Fi/WLAN網(wǎng)絡(luò)和LTE/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的通信方法雖然已經(jīng)在地面場(chǎng)景廣泛部署且提供了優(yōu)質(zhì)的無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)，但Wi-Fi/WLAN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍非常小，而LTE/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的性能在遠(yuǎn)海海域會(huì)受到多輸入多輸出(MIMO，MultipleInputMultipleOutput)條件的影響，它們只能在近海岸的位置提供較好的無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)。因此，如何綜合使用以上通信手段，提供一種覆蓋范圍大，費(fèi)用適中的海洋寬帶通信方法是海洋通信面臨的重大問(wèn)題。基于以上考慮，研究人員基于無(wú)線(xiàn)mesh技術(shù)組網(wǎng)來(lái)提供海洋寬帶通信[1,2]。在這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下，近岸船舶組成一個(gè)多跳mesh網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)岸邊通信基站接入地面寬帶通信網(wǎng)，對(duì)于處于遠(yuǎn)離海岸且船舶稀疏的區(qū)域而不能接入mesh網(wǎng)絡(luò)的船舶，只能通過(guò)海事衛(wèi)星使用昂貴的寬帶服務(wù)。目前，這類(lèi)方法已經(jīng)可以覆蓋距離岸邊5～30km的水域，峰值速率6Mbit/s，覆蓋率為98.91％。但其本質(zhì)上只是將海岸向海洋部分拓展，并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性地解決海洋寬帶通信問(wèn)題。另一方面，mesh架構(gòu)存在固有局限性，如網(wǎng)絡(luò)協(xié)議復(fù)雜、服務(wù)可靠性低等，該架構(gòu)需要足夠密度的船舶來(lái)保持mesh連接性，且每一條通信船舶都需要安裝mesh通信設(shè)備。因此，如何綜合使用以上通信手段，提供一種覆蓋范圍大，費(fèi)用適中的海洋寬帶通信方法是海洋通信面臨的重大問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種至少部分解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種海洋通信系統(tǒng)及船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法。第一方面，本發(fā)明提供一種海洋通信系統(tǒng)，包括：設(shè)置在第一類(lèi)船上的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備、設(shè)置在第二類(lèi)船上的船載移動(dòng)基站和設(shè)置在第二類(lèi)船上用于和海事衛(wèi)星通信的衛(wèi)星通信終端設(shè)備；所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備、船載移動(dòng)基站和衛(wèi)星通信終端設(shè)備依次連接，所述船載移動(dòng)基站用于和所述衛(wèi)星通信終端設(shè)備交互，所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備用于和所述船載移動(dòng)基站交互，以實(shí)現(xiàn)和所述海事衛(wèi)星通信。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：設(shè)置在岸邊的岸基基站；所述岸基基站和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備無(wú)線(xiàn)連接，所述岸基基站用于和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備交互。優(yōu)選的，所述系統(tǒng)還包括：地面骨干網(wǎng)；所述海事衛(wèi)星和所述岸基基站均連接所述地面骨干網(wǎng)。優(yōu)選的，所述衛(wèi)星通信終端設(shè)備為VSAT通信設(shè)備。第二方面，本發(fā)明還提供一種所述的海洋通信系統(tǒng)中船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法，包括：在當(dāng)前配置周期開(kāi)始時(shí)，獲取每個(gè)船載移動(dòng)基站的用戶(hù)接口接收到的接入信息；根據(jù)所述每個(gè)船載移動(dòng)基站的用戶(hù)接口接收到的接入信息，判斷每個(gè)所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)是否有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入；根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略。優(yōu)選的，所述根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略，包括：若所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入，則獲取每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置；所述目標(biāo)第二類(lèi)船為其上的船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的第二類(lèi)船；根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率；根據(jù)所述每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，獲取每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果；所述目標(biāo)船載移動(dòng)基站為所述目標(biāo)第二類(lèi)船上的船載移動(dòng)基站。優(yōu)選的，所述根據(jù)所述每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，獲取每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果，包括：采用預(yù)設(shè)約束條件求目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果的最優(yōu)解；所述目標(biāo)函數(shù)為由所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率、目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果的函數(shù)。優(yōu)選的，所述目標(biāo)函數(shù)為所述約束條件為：sj,i(t)∈{0,1},ai(t)∈{0,1}(12)其中，ai(t)為t時(shí)刻目標(biāo)船載移動(dòng)基站i的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果，sj,i(t)為t時(shí)刻無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備j對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站i的選擇結(jié)果，為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備j從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站i接收到的合成功率，i為目標(biāo)船載移動(dòng)基站的序數(shù)，j為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的序數(shù)，M為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的總數(shù)，n為所有船載移動(dòng)基站中除目標(biāo)船載移動(dòng)基站外的船載移動(dòng)基站的序數(shù)，N為目標(biāo)船載移動(dòng)基站的總數(shù)，σ2為為熱噪聲，γ為預(yù)設(shè)的權(quán)衡因子，Γthr為預(yù)設(shè)的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可接收的最小的信號(hào)功率與噪聲功率的比值，Umax為每個(gè)船載移動(dòng)基站允許接入的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的最大數(shù)量，an(t)為t時(shí)刻目標(biāo)船載移動(dòng)基站n的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果，Pj,n(t)為t時(shí)刻第j個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從目標(biāo)船載移動(dòng)基站n接收到的信號(hào)的功率。優(yōu)選的，所述根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，包括：根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離以及下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船的位置和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的位置；根據(jù)所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船的位置和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的位置，計(jì)算所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離；根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離以及所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率。優(yōu)選的，所述根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略，包括：若所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)沒(méi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入，則關(guān)閉所述船載移動(dòng)基站。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明海洋通信系統(tǒng)由于在第二類(lèi)船上同時(shí)設(shè)置船載移動(dòng)基站和用于和海事衛(wèi)星通信的衛(wèi)星通信終端設(shè)備，第一類(lèi)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可以和第二類(lèi)船的船載移動(dòng)基站交互，船載移動(dòng)基站再和衛(wèi)星通信終端設(shè)備交互，以實(shí)現(xiàn)第一類(lèi)船通過(guò)第二類(lèi)船和海事衛(wèi)星通信，這樣當(dāng)船舶在遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域，即岸基基站覆蓋不到的區(qū)域時(shí)，不用在每個(gè)船舶上都配備衛(wèi)星通信終端設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域所有船舶都可以進(jìn)行通信，而且由于不用在每個(gè)船舶上都配備衛(wèi)星通信終端設(shè)備(非常昂貴)，因此節(jié)省了成本。與已有的海洋寬帶通信體系架構(gòu)相比，本發(fā)明能為岸基基站覆蓋范圍之外且沒(méi)有安裝海事衛(wèi)星通信設(shè)備(衛(wèi)星通信終端設(shè)備)的船舶提供一種覆蓋范圍廣、費(fèi)用適中、接入便捷的海洋寬帶通信方法。本發(fā)明船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法結(jié)合船載移動(dòng)基站以及岸基基站的特點(diǎn)，判斷每個(gè)所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)是否有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，并根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略，可以有效減少海洋寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的能耗，并提升用戶(hù)的寬帶使用體驗(yàn)。附圖說(shuō)明圖1a為本發(fā)明一實(shí)施例提供的海洋通信系統(tǒng)的原理框圖；圖1b為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的海洋通信系統(tǒng)的原理框圖；圖1c為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的海洋通信系統(tǒng)的原理框圖；圖1d為本發(fā)明另一實(shí)施例提供的海洋通信系統(tǒng)的原理框圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例提供的船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法的流程圖；圖3為中國(guó)黃海的部分區(qū)域圖；圖4為本發(fā)明與DTIA方法平均打開(kāi)的船載移動(dòng)基站數(shù)目的柱狀對(duì)比圖；圖5為本發(fā)明與DTIA方法平均切換的用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備數(shù)目的柱狀對(duì)比圖；圖6為使用本發(fā)明船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法后的平均用戶(hù)覆蓋率。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖1a為本發(fā)明一實(shí)施例提供的一種海洋通信系統(tǒng)的原理框圖。如圖1a所示的一種海洋通信系統(tǒng)，包括：設(shè)置在第一類(lèi)船上的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備101、設(shè)置在第二類(lèi)船上的船載移動(dòng)基站102和設(shè)置在第二類(lèi)船上用于和海事衛(wèi)星104通信的衛(wèi)星通信終端設(shè)備103；所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備101、船載移動(dòng)基站102和衛(wèi)星通信終端設(shè)備103依次連接，所述船載移動(dòng)基站102用于和所述衛(wèi)星通信終端設(shè)備103交互，所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備101用于和所述船載移動(dòng)基站102交互，以實(shí)現(xiàn)和所述海事衛(wèi)星104通信。優(yōu)選的，所述衛(wèi)星通信終端設(shè)備103為VSAT通信設(shè)備。本發(fā)明實(shí)施例具有以下效果：由于在第二類(lèi)船上同時(shí)設(shè)置船載移動(dòng)基站和用于和海事衛(wèi)星通信的衛(wèi)星通信終端設(shè)備，第一類(lèi)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可以和第二類(lèi)船的船載移動(dòng)基站交互，船載移動(dòng)基站再和衛(wèi)星通信終端設(shè)備交互，以實(shí)現(xiàn)第一類(lèi)船通過(guò)第二類(lèi)船和海事衛(wèi)星通信，這樣當(dāng)船舶在遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域，即岸基基站覆蓋不到的區(qū)域時(shí)，不用在每個(gè)船舶上都配備衛(wèi)星通信終端設(shè)備就可實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)離海岸的區(qū)域所有船舶都可以進(jìn)行通信，而且由于不用在每個(gè)船舶上都配備衛(wèi)星通信終端設(shè)備(非常昂貴)，因此節(jié)省了成本。與已有的海洋寬帶通信體系架構(gòu)相比，本發(fā)明能為岸基基站覆蓋范圍之外且沒(méi)有安裝海事衛(wèi)星通信設(shè)備(衛(wèi)星通信終端設(shè)備)的船舶提供一種覆蓋范圍廣、費(fèi)用適中、接入便捷的海洋寬帶通信方法。另外，對(duì)于用戶(hù)船(第一類(lèi)船)來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了海上寬帶通信從無(wú)到有的轉(zhuǎn)變，用戶(hù)船可通過(guò)向其周?chē)幕敬?第二類(lèi)船)付費(fèi)來(lái)使用寬帶服務(wù)。對(duì)于基站船來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)了從海事衛(wèi)星用戶(hù)到海上寬帶服務(wù)提供商的角色轉(zhuǎn)變，基站船可通過(guò)為用戶(hù)船提供寬帶接入來(lái)獲得收益。此外，海洋移動(dòng)寬帶通信網(wǎng)絡(luò)還可作為基站船的備份寬帶接入手段，當(dāng)一個(gè)基站船與衛(wèi)星的backhaul鏈路發(fā)生故障時(shí)，該基站船可以通過(guò)其鄰居基站船接入海洋移動(dòng)寬帶通信網(wǎng)，此時(shí)，該基站船變?yōu)橄鄳?yīng)鄰居基站的用戶(hù)船。對(duì)于海事衛(wèi)星通信提供商來(lái)說(shuō)，用戶(hù)船的入網(wǎng)相當(dāng)于海事衛(wèi)星通信用戶(hù)的增加，因此，海事衛(wèi)星通信提供商的收入也會(huì)相應(yīng)增加。如圖1b所示，作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括：設(shè)置在岸邊的岸基基站105；所述岸基基站105和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備101無(wú)線(xiàn)連接，所述岸基基站105用于和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備101交互。本實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)在近案區(qū)域，即岸基基站覆蓋的區(qū)域通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備和岸基基站交互，以實(shí)現(xiàn)第一類(lèi)船在近岸區(qū)域的寬帶通信，該種通信方式相對(duì)于通過(guò)衛(wèi)星通信節(jié)省成本。如圖1c和圖1d所示，作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述系統(tǒng)還包括：地面骨干網(wǎng)106；所述海事衛(wèi)星104和所述岸基基站105均連接所述地面骨干網(wǎng)106?？梢岳斫獾氖?，本發(fā)明對(duì)于近岸區(qū)域的船舶可通過(guò)在岸邊部署的岸基基站經(jīng)光纖鏈路接入地面骨干網(wǎng)。在已經(jīng)裝有衛(wèi)星通信終端設(shè)備的船舶上部署船載移動(dòng)基站(稱(chēng)為基站船)，其他因不能負(fù)擔(dān)衛(wèi)星通信費(fèi)用或不能滿(mǎn)足衛(wèi)星通信設(shè)備安裝條件而沒(méi)有安裝衛(wèi)星通信終端設(shè)備的船舶(稱(chēng)為用戶(hù)船)，可通過(guò)其相鄰的基站船來(lái)獲得寬帶服務(wù)，基站船可通過(guò)其自身的衛(wèi)星通信終端設(shè)備與海事衛(wèi)星相連，海事衛(wèi)星又經(jīng)饋電鏈路接入地面骨干網(wǎng)，從而獲得寬帶服務(wù)。在海洋移動(dòng)寬帶通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，通信量會(huì)隨時(shí)間變化而波動(dòng)，從而導(dǎo)致基站負(fù)載的變化。基站開(kāi)關(guān)選擇可以在通信量較低時(shí)關(guān)掉一些負(fù)載低的基站，從而既能支持當(dāng)下的用戶(hù)通信需求，又能實(shí)現(xiàn)通信小區(qū)的節(jié)能減排，并減少對(duì)相鄰小區(qū)的用戶(hù)干擾。目前，已有適用于地面固定基站的開(kāi)關(guān)選擇方法是基于覆蓋率、小區(qū)負(fù)載、相鄰小區(qū)干擾等基站性能指標(biāo)來(lái)提供基站部署方案和開(kāi)關(guān)方法。然而，不同于地面基站，船載基站(文中船載基站即為船載移動(dòng)基站)有以下兩個(gè)特點(diǎn)：①電力資源有限，因此更需要節(jié)約能耗；②船載基站具有移動(dòng)性，因此若將地面固定基站的開(kāi)關(guān)選擇方法應(yīng)用到海洋寬帶通信體系架構(gòu)下，則或者基站開(kāi)關(guān)操作過(guò)于頻繁或者一段時(shí)間內(nèi)的基站開(kāi)關(guān)配置不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求。因此，已有基站開(kāi)關(guān)選擇方法不適用于船載基站。為此，提供了一種如圖2所示的所述的海洋通信系統(tǒng)中船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法。在本發(fā)明提供的海洋通信系統(tǒng)下，假設(shè)t時(shí)刻，不能由岸基基站覆蓋的海域包括N個(gè)基站船和M個(gè)需要服務(wù)的用戶(hù)船?；敬蠟锽＝{Bi|i＝1,…,N}，用戶(hù)船集合為U＝{Uj|j＝1,…,M}?；敬陀脩?hù)船都是海洋寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的實(shí)體。每一個(gè)通信實(shí)體都有一個(gè)移動(dòng)速度Vk(t)和一個(gè)位置[xk(t),yk(t)]，k＝1,…,(N+M)。此外，每個(gè)基站船(事實(shí)是船載移動(dòng)基站)都以固定發(fā)射功率P0為其任一用戶(hù)船(可以理解的為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備)提供服務(wù)，每個(gè)基站船在其覆蓋范圍內(nèi)(半徑為Ri的圓形區(qū)域)能服務(wù)的最大用戶(hù)船數(shù)為Umax(即每個(gè)船載移動(dòng)基站最多覆蓋的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的數(shù)量)。對(duì)基站船Bi(即為船載移動(dòng)基站)，在時(shí)刻t服務(wù)的用戶(hù)船集合為Si(t)。因此，若要完全覆蓋M個(gè)需要服務(wù)的用戶(hù)船，B和U的關(guān)系可表示為U＝S1(t)∪…∪SN(t),Sm(t)∩Sn(t)＝Φ,m≠n。本發(fā)明定義以下兩個(gè)變量來(lái)確定船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)選擇和用戶(hù)分配：根據(jù)船舶的航行方向，進(jìn)一步將用戶(hù)船分為兩類(lèi)：前向用戶(hù)船和反向用戶(hù)船。假設(shè)基站船只能服務(wù)與其航行方向相同的用戶(hù)船，即：Si(t)∈{Uj|θj,i(t)＜90°∧dj,i(t)＜Ri}，其中θj,i(t)和dj,i(t)分別為Bi與其用戶(hù)船Uj(即為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備)之間的航向夾角和距離。用戶(hù)船(無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備)Uj從為其提供寬帶服務(wù)的基站船(船載移動(dòng)基站)接收到的功率可表示為：Pj,i(t)＝10log10(P0)-Lj,i(t)(3)其中Lj,i(t)為Bi與Uj之間的路徑損耗，可基于兩徑模型計(jì)算得到：其中，λ為船載移動(dòng)基站發(fā)射的信號(hào)波長(zhǎng)，hi、hj分別為第i個(gè)基站船(也即無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj所在的用戶(hù)船)和第j個(gè)用戶(hù)船(也即無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Ui所在的用戶(hù)船)的高度，由式(3)(4)可知，用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從基站船的船載移動(dòng)基站接收到的功率Pj,i(t)與用戶(hù)船和基站船之間的距離dj,i(t)成反比，即第一類(lèi)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從第二類(lèi)船的船載移動(dòng)基站接收到的功率Pj,i(t)與兩者間的距離dj,i(t)成反比?；谏鲜稣f(shuō)明，如圖2所示的一種所述的海洋通信系統(tǒng)中船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法，包括：S201、在當(dāng)前配置周期開(kāi)始時(shí)，獲取每個(gè)船載移動(dòng)基站的用戶(hù)接口接收到的接入信息；值得說(shuō)明的是，所述接入信息包括無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的ID號(hào)。S202、根據(jù)所述每個(gè)船載移動(dòng)基站的用戶(hù)接口接收到的接入信息，判斷每個(gè)所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)是否有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入；S203、根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略。作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟S203，包括：若所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入，則獲取每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置；所述目標(biāo)第二類(lèi)船為其上的船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的第二類(lèi)船；根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率；根據(jù)所述每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，獲取每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果；所述目標(biāo)船載移動(dòng)基站為所述目標(biāo)第二類(lèi)船上的船載移動(dòng)基站。作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述根據(jù)所述每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，獲取每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果，包括：采用預(yù)設(shè)約束條件求目標(biāo)函數(shù)最小時(shí)每個(gè)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果以及每個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果的最優(yōu)解；所述目標(biāo)函數(shù)為由所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率、目標(biāo)船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果和無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站的選擇結(jié)果的函數(shù)。作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述目標(biāo)函數(shù)為所述約束條件為：sj,i(t)∈{0,1},ai(t)∈{0,1}(12)其中，ai(t)為t時(shí)刻目標(biāo)船載移動(dòng)基站i的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果，sj,i(t)為t時(shí)刻無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備j對(duì)目標(biāo)船載移動(dòng)基站i的選擇結(jié)果，為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備j從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站i接收到的合成功率，i為目標(biāo)船載移動(dòng)基站的序數(shù)，j為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的序數(shù)，M為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的總數(shù)，n為所有船載移動(dòng)基站中除目標(biāo)船載移動(dòng)基站外的船載移動(dòng)基站的序數(shù)，N為目標(biāo)船載移動(dòng)基站的總數(shù)，σ2為熱噪聲，γ為預(yù)設(shè)的權(quán)衡因子，Γthr為預(yù)設(shè)的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備可接收的最小的信號(hào)功率與噪聲功率的比值，Umax為每個(gè)船載移動(dòng)基站允許接入的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的最大數(shù)量，an（t)為t時(shí)刻目標(biāo)船載移動(dòng)基站n的開(kāi)關(guān)配置結(jié)果，Pj,n(t)為t時(shí)刻第j個(gè)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從目標(biāo)船載移動(dòng)基站n接收到的信號(hào)的功率。式(7)的約束條件所示的目標(biāo)函數(shù)分為兩部分，分別以最小化打開(kāi)的船載移動(dòng)基站數(shù)目以及最大化無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率為優(yōu)化目標(biāo)。式(8)的約束條件為用戶(hù)船的QoS約束，可以保證用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的信噪比大于無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的信噪比閾值Γthr。式(9)的約束條件確保用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備被基站船打開(kāi)的船載移動(dòng)基站覆蓋。式(10)的約束條件限制每個(gè)用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備最多被一個(gè)基站船的船載移動(dòng)基站服務(wù)，以減少能量開(kāi)銷(xiāo)。式(11)的約束條件限制每個(gè)基站船的船載移動(dòng)基站最多服務(wù)Umax個(gè)用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，以防止系統(tǒng)崩潰。式(12)的約束條件為變量的取值約束。作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率，包括：根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離以及下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船的位置和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的位置；可以理解的是，根據(jù)所述每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的當(dāng)前位置，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離可根據(jù)現(xiàn)有的根據(jù)兩點(diǎn)求兩點(diǎn)之間的距離的方法計(jì)算，不再詳述。根據(jù)所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船的位置和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船的位置，計(jì)算所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離；可以理解的是，本步驟同樣可根據(jù)現(xiàn)有的根據(jù)兩點(diǎn)求兩點(diǎn)之間的距離的方法計(jì)算，不再詳述。根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離以及所述下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻每個(gè)所述第一類(lèi)船和每個(gè)目標(biāo)第二類(lèi)船之間的距離，計(jì)算每個(gè)所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從任意可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率。本步驟中，考慮到第一類(lèi)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從第二類(lèi)船的船載移動(dòng)基站接收到的功率Pj,i(t)與兩者間的距離dj,i(t)成反比，因此假設(shè)當(dāng)前為用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj服務(wù)的基站船的船載移動(dòng)基站為Bs，對(duì)于如果dj,s(t+Δt)≥dj,i(t+Δt)，其中，dj,s(t+Δt)為t+Δt時(shí)刻用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj服務(wù)的基站船的船載移動(dòng)基站Bs之間的距離，dj,i(t+Δt)為t+Δt時(shí)刻用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj服務(wù)的基站船的船載移動(dòng)基站Bi之間的距離，則在t+Δt時(shí)刻(下一配置周期的開(kāi)始時(shí)刻)，Bi比Bs更有機(jī)會(huì)成為Uj的服務(wù)基站；否則，Bi可能成為Uj的干擾?；谶@一特點(diǎn)，提出如下無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站接收到的合成功率計(jì)算方法：其中，為無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj從可覆蓋它的船載移動(dòng)基站Bi接收到的合成功率，α為預(yù)設(shè)的調(diào)節(jié)因子，Pj,i(t)為t時(shí)刻用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj從基站船的船載移動(dòng)基站Bi接收到的功率，Pj,i(t+Δt)為t+Δt時(shí)刻用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj從基站船的船載移動(dòng)基站Bi接收到的功率，dj,s(t+Δt)為安裝無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj的用戶(hù)船與安裝船載移動(dòng)基站Bs的基站船之間的距離，dj,i(t+Δt)為安裝無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備Uj的用戶(hù)船與安裝船載移動(dòng)基站Bi的基站船之間的距離，Pj,i(t)、Pj,i(t+Δt)、dj,s(t+Δt)、dj,i(t+Δt)的計(jì)算方式詳見(jiàn)上述公式，不再詳述。作為一種優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟S203，包括：若所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)沒(méi)有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備接入，則關(guān)閉所述船載移動(dòng)基站。本發(fā)明船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法結(jié)合船載移動(dòng)基站以及岸基基站的特點(diǎn)，判斷每個(gè)所述船載移動(dòng)基站的覆蓋范圍內(nèi)是否有所述無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，并根據(jù)判斷結(jié)果，執(zhí)行對(duì)應(yīng)的配置策略，可以有效減少海洋寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的能耗，并提升用戶(hù)的寬帶使用體驗(yàn)。下面通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的效果。取中國(guó)黃海如圖3所示的區(qū)域內(nèi)2015年10月份的船舶航行數(shù)據(jù)作為分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行如下處理：1)將數(shù)據(jù)以半小時(shí)為單位進(jìn)行分割。2)對(duì)每半小時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算，得到每一天的48個(gè)時(shí)刻的插值結(jié)果，48個(gè)時(shí)刻分別為{0:30,1:00,1:30…23:30,24:00}，至此可得到1440個(gè)插值后的數(shù)據(jù)。3)假設(shè)客輪、貨輪和油輪為基站船，其他類(lèi)型船舶為用戶(hù)船，對(duì)插值后數(shù)據(jù)增加一個(gè)新屬性以標(biāo)記每條數(shù)據(jù)為基站船或用戶(hù)船。其它參數(shù)見(jiàn)表1。表1.實(shí)驗(yàn)參數(shù)取值參數(shù)取值每個(gè)船載移動(dòng)基站的發(fā)射功率(P0)20w頻率1.89GHz地球半徑6371km基站船的高度30m用戶(hù)船的高度15m最大用戶(hù)數(shù)(Umax)20配置周期(Δt)30min式(7)的γ1E8式(5)的α0.8式(5)的Γthr-5db上述表1中的各參數(shù)的含義只是簡(jiǎn)單寫(xiě)法，具體含義可參見(jiàn)上述內(nèi)容介紹，不再詳述將本發(fā)明中的船載移動(dòng)基站的開(kāi)關(guān)配置方法與基于負(fù)載與小區(qū)間干擾感知的地面固定基站開(kāi)關(guān)選擇方法(DTIA)進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4、圖5所示?？梢钥闯?，本發(fā)明方法可以減少打開(kāi)的船載移動(dòng)基站數(shù)目從而減少海洋寬帶通信的能耗，與DTIA方法比較，本發(fā)明方法以略多的開(kāi)放船載移動(dòng)基站數(shù)目為代價(jià)，有效減少了切換的用戶(hù)船(即用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備)數(shù)目，從而可以減少因用戶(hù)切換可能造成的服務(wù)中斷等，提升了用戶(hù)的寬帶使用體驗(yàn)。圖6驗(yàn)證了使用本發(fā)明后的用戶(hù)覆蓋率，其均值為98.53％。圖4中縱坐標(biāo)表示平均打開(kāi)的船載移動(dòng)基站數(shù)目，圖5中縱坐標(biāo)表示平均切換的用戶(hù)船的無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備數(shù)目，圖6中縱坐標(biāo)表示平均用戶(hù)覆蓋率。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明權(quán)利要求所限定的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3