本發(fā)明屬于海上通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于北斗定位的海上無(wú)線通信系統(tǒng)及通信組網(wǎng)方法。

背景技術(shù)：

海上通信關(guān)系著海上作業(yè)人員的安全、溝通和監(jiān)管，同時(shí)有利于海洋經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于海上通信有兩種方式：一種是衛(wèi)星通信系統(tǒng)，另一種是數(shù)字對(duì)講機(jī)通信。衛(wèi)星通信以其覆蓋面積大、通信容量大和機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)在海上通信中占據(jù)主導(dǎo)地位，也是當(dāng)前海上通信應(yīng)用的重點(diǎn)。但衛(wèi)星通信資費(fèi)高是其推廣的主要難點(diǎn)，海事電話是國(guó)家強(qiáng)制安裝，東經(jīng)125°以西每分鐘話費(fèi)1.8元，東經(jīng)125°以東每分鐘話費(fèi)6元，且是雙向收費(fèi)，非特殊情況船舶作業(yè)人員不準(zhǔn)應(yīng)用。衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信2m帶寬每個(gè)月資費(fèi)是10萬(wàn)元，近海船舶基本都用不起。數(shù)字對(duì)講機(jī)只能進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的海上語(yǔ)音通信，無(wú)法接入公網(wǎng)，不能實(shí)現(xiàn)岸海自由通信。

根據(jù)3gpp協(xié)議，移動(dòng)通信的最遠(yuǎn)覆蓋距離是110公里，超過(guò)這一距離，由于時(shí)延原因，信令信道和數(shù)據(jù)信道就會(huì)干擾，即便能收到信號(hào)，也不能夠解析數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。為了讓近海作業(yè)人員能夠用移動(dòng)通信工具進(jìn)行通信，本發(fā)明首次提出了帶中繼功能的動(dòng)中通海上通信平臺(tái)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種基于北斗定位的海上無(wú)線通信系統(tǒng)及通信組網(wǎng)方法，通過(guò)自組網(wǎng)模式，結(jié)合岸上的移動(dòng)通信基站，讓海上作業(yè)人員實(shí)現(xiàn)岸海通信。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)完成的，包括動(dòng)中通硬件平臺(tái)和岸上移動(dòng)通信基站，所述的動(dòng)中通硬件平臺(tái)分布在船只上，船只即為鏈路節(jié)點(diǎn)；動(dòng)中通硬件平臺(tái)包括動(dòng)中通終端天線、無(wú)線終端模塊、控制模塊、無(wú)線中繼模塊、北斗模塊、無(wú)線本地覆蓋模塊；帶有接收周圍基站信號(hào)的動(dòng)中通終端天線通過(guò)自動(dòng)搜尋方式與岸上移動(dòng)通信基站建立連接，該動(dòng)中通終端天線與無(wú)線終端模塊相連，并且無(wú)線終端模塊通過(guò)控制模塊與無(wú)線中繼模塊、北斗模塊和無(wú)線本地覆蓋模塊相連，無(wú)線中繼模塊單獨(dú)與中繼天線相連接，北斗模塊與北斗天線相連。

作為優(yōu)選，所述的鏈路節(jié)點(diǎn)與岸上移動(dòng)通信基站的間距為110公里內(nèi)，該鏈路節(jié)點(diǎn)即為第一鏈路節(jié)點(diǎn)；鏈路節(jié)點(diǎn)與岸上移動(dòng)通信基站的間距超過(guò)110公里，該鏈路節(jié)點(diǎn)即為第二鏈路節(jié)點(diǎn)和后續(xù)鏈路節(jié)點(diǎn)。

作為優(yōu)選，所述的鏈路節(jié)點(diǎn)設(shè)有若干個(gè)，每個(gè)鏈路節(jié)點(diǎn)上安裝有動(dòng)中通硬件平臺(tái)。

一種利用上述的基于北斗定位的海上無(wú)線通信系統(tǒng)的通信組網(wǎng)方法，其步驟包括如下：

第一鏈路節(jié)點(diǎn)的動(dòng)中通終端天線通過(guò)自動(dòng)搜索與岸上移動(dòng)通信基站建立連接，并自動(dòng)維持連接，如果連接上，控制模塊開(kāi)啟本地?zé)o線覆蓋模塊，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前動(dòng)中通硬件平臺(tái)的終端上網(wǎng)，如果連接不上，則連接其他動(dòng)中通硬件平臺(tái)通過(guò)中繼天線所發(fā)出的中繼信號(hào)；

第二鏈路節(jié)點(diǎn)和后續(xù)鏈路節(jié)點(diǎn)上的動(dòng)中通終端天線搜索靠近海岸的動(dòng)中通硬件平臺(tái)通過(guò)中繼天線所發(fā)出的中繼信號(hào)，并建立連接，如果周圍無(wú)法搜索到信號(hào)，則沒(méi)有建立通信鏈路的動(dòng)中通硬件平臺(tái)把自己的位置信息通過(guò)北斗衛(wèi)星發(fā)送到岸上的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢周邊已經(jīng)處于通信狀態(tài)的動(dòng)中通硬件平臺(tái)分布情況，通過(guò)距離和信道計(jì)算出最優(yōu)的動(dòng)中通硬件平臺(tái)，發(fā)送無(wú)線中繼模塊并開(kāi)啟命令，實(shí)現(xiàn)沒(méi)有信號(hào)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

本發(fā)明的有益效果為：動(dòng)中通硬件平臺(tái)，結(jié)合組網(wǎng)通信方法實(shí)現(xiàn)海上作業(yè)平臺(tái)與岸上基站的連接，讓海上作業(yè)人員和設(shè)備能夠像陸地上一樣上網(wǎng)；與衛(wèi)星通信相比，岸上基站比衛(wèi)星數(shù)量多，用戶容量更多，同時(shí)自費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)更低，實(shí)現(xiàn)海上人人都能上網(wǎng)的愿望；本組網(wǎng)方法與當(dāng)前能夠多級(jí)組網(wǎng)的mesh網(wǎng)絡(luò)相比，其微基站的工作模式帶用戶量更大，傳輸速率更高，最為重要的是當(dāng)前的mesh組網(wǎng)都是基于時(shí)分的wifi協(xié)議，不能夠?qū)崿F(xiàn)海上超遠(yuǎn)距離的覆蓋；與蜂窩移動(dòng)通信組網(wǎng)相比，基于北斗位置算法的組網(wǎng)模式能夠滿足海上移動(dòng)目標(biāo)的自組網(wǎng)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的岸海鏈路和通信節(jié)點(diǎn)分布圖。

圖2是本發(fā)明的動(dòng)中通系統(tǒng)的模塊連接結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是本發(fā)明的通信組網(wǎng)方法流程圖。

附圖中的標(biāo)號(hào)分別為：1、動(dòng)中通硬件平臺(tái)；2、岸上移動(dòng)通信基站；3、鏈路節(jié)點(diǎn)；4、數(shù)據(jù)中心服務(wù)器；11、動(dòng)中通終端天線；12、無(wú)線終端模塊；13、控制模塊；14、無(wú)線中繼模塊；15、北斗模塊；16、無(wú)線本地覆蓋模塊；17、中繼天線；18、北斗天線。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖1、2對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的介紹：本發(fā)明包括動(dòng)中通硬件平臺(tái)1和岸上移動(dòng)通信基站2，所述的動(dòng)中通硬件平臺(tái)1分布在船只上，船只即為鏈路節(jié)點(diǎn)3；動(dòng)中通硬件平臺(tái)1包括動(dòng)中通終端天線11、無(wú)線終端模塊12、控制模塊13、無(wú)線中繼模塊14、北斗模塊15、無(wú)線本地覆蓋模塊16；帶有接收周圍基站信號(hào)的動(dòng)中通終端天線11通過(guò)自動(dòng)搜尋方式與岸上移動(dòng)通信基站2建立連接，該動(dòng)中通終端天線11與無(wú)線終端模塊12相連，并且無(wú)線終端模塊12通過(guò)控制模塊13與無(wú)線中繼模塊14、北斗模塊15和無(wú)線本地覆蓋模塊16相連，無(wú)線中繼模塊14單獨(dú)與中繼天線17相連接，北斗模塊15與北斗天線18相連，該北斗模塊15就為北斗衛(wèi)星。

所述的鏈路節(jié)點(diǎn)3設(shè)有若干個(gè)，每個(gè)鏈路節(jié)點(diǎn)3上安裝有動(dòng)中通硬件平臺(tái)1。所述的鏈路節(jié)點(diǎn)3與岸上移動(dòng)通信基站2的間距為110公里內(nèi)，該鏈路節(jié)點(diǎn)3即為第一鏈路節(jié)點(diǎn)；鏈路節(jié)點(diǎn)3與岸上移動(dòng)通信基站2的間距超過(guò)110公里，該鏈路節(jié)點(diǎn)3即為第二鏈路節(jié)點(diǎn)和后續(xù)鏈路節(jié)點(diǎn)。

近海船舶在海上分布層次比較分明，靠近海岸分布的主要是運(yùn)輸船，我們叫做第一鏈路節(jié)點(diǎn)，遠(yuǎn)離海岸的主要是漁船和大型油輪，我們叫做第二鏈路節(jié)點(diǎn)和后續(xù)鏈路節(jié)點(diǎn)。結(jié)合北斗衛(wèi)星的上行功能和陸上的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器4，實(shí)現(xiàn)靈活自動(dòng)的海上移動(dòng)組網(wǎng)。

一種利用基于北斗定位的海上無(wú)線通信系統(tǒng)的通信組網(wǎng)方法，該組網(wǎng)方法主要通過(guò)動(dòng)中通硬件平臺(tái)1的位置信息判斷是否需要開(kāi)啟動(dòng)中通硬件平臺(tái)1的無(wú)線中繼模塊14，以及開(kāi)啟哪個(gè)無(wú)線中繼模塊14，動(dòng)中通終端天線11連接無(wú)線終端模塊12，它在伺服系統(tǒng)的控制下自動(dòng)尋找并跟蹤基站信號(hào)，第一選擇是岸上的基站天線，其步驟包括如下：如附圖3所示，

第一鏈路節(jié)點(diǎn)的動(dòng)中通終端天線11通過(guò)自動(dòng)搜索與岸上移動(dòng)通信基站2建立連接，并自動(dòng)維持連接，如果連接上，控制模塊13開(kāi)啟本地?zé)o線覆蓋模塊16，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前動(dòng)中通硬件平臺(tái)1的終端上網(wǎng)，如果連接不上，則連接其他動(dòng)中通硬件平臺(tái)1通過(guò)中繼天線17所發(fā)出的中繼信號(hào)；

第二鏈路節(jié)點(diǎn)和后續(xù)鏈路節(jié)點(diǎn)上的動(dòng)中通終端天線11搜索靠近海岸的動(dòng)中通硬件平臺(tái)1通過(guò)中繼天線17所發(fā)出的中繼信號(hào)，并建立連接，如果周圍無(wú)法搜索到信號(hào)，則沒(méi)有建立通信鏈路的動(dòng)中通硬件平臺(tái)1把自己的位置信息通過(guò)北斗衛(wèi)星發(fā)送到岸上的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器4，數(shù)據(jù)中心服務(wù)器4通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢周邊已經(jīng)處于通信狀態(tài)的動(dòng)中通硬件平臺(tái)1分布情況，通過(guò)距離和信道計(jì)算出最優(yōu)的動(dòng)中通硬件平臺(tái)1，發(fā)送無(wú)線中繼模塊14并開(kāi)啟命令，實(shí)現(xiàn)沒(méi)有信號(hào)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

本發(fā)明旨在通過(guò)智能信號(hào)追蹤、基帶信號(hào)再生和智能組網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)岸上和海上的通信，滿足近海船舶通過(guò)岸上移動(dòng)通信基站2通話和上網(wǎng)的需要。由于本發(fā)明通過(guò)岸上移動(dòng)通信基站2進(jìn)行通信，每一位船上人員都可以通過(guò)手機(jī)和電腦連上互聯(lián)網(wǎng)，費(fèi)用與岸上一樣，滿足海上作業(yè)人員的通信要求，讓作業(yè)人員能夠隨時(shí)與家人溝通，管理部門(mén)能夠隨時(shí)追蹤船舶位置、發(fā)布廣播信息和實(shí)時(shí)查看監(jiān)控信息，具有極大的社會(huì)價(jià)值。通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一款基于岸上基站的船載通信設(shè)備，本發(fā)明將填補(bǔ)這一空白，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。

綜合而言，本發(fā)明通過(guò)海上自動(dòng)組網(wǎng)技術(shù)，讓海上作業(yè)人員通過(guò)岸上移動(dòng)通信基站2實(shí)現(xiàn)岸海通信，解決當(dāng)前通過(guò)衛(wèi)星通信帶寬窄、資費(fèi)貴和容量小等問(wèn)題。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案及發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。