一种基于北斗定位的海上无线通信系统及通信组网方法与流程

本发明属于海上通信技术领域，尤其涉及一种基于北斗定位的海上无线通信系统及通信组网方法。

背景技术：

海上通信关系着海上作业人员的安全、沟通和监管，同时有利于海洋经济的健康持续发展。

目前国内外对于海上通信有两种方式：一种是卫星通信系统，另一种是数字对讲机通信。卫星通信以其覆盖面积大、通信容量大和机动灵活等优点在海上通信中占据主导地位，也是当前海上通信应用的重点。但卫星通信资费高是其推广的主要难点，海事电话是国家强制安装，东经125°以西每分钟话费1.8元，东经125°以东每分钟话费6元，且是双向收费，非特殊情况船舶作业人员不准应用。卫星数据通信2m带宽每个月资费是10万元，近海船舶基本都用不起。数字对讲机只能进行点对点或一点对多点的海上语音通信，无法接入公网，不能实现岸海自由通信。

根据3gpp协议，移动通信的最远覆盖距离是110公里，超过这一距离，由于时延原因，信令信道和数据信道就会干扰，即便能收到信号，也不能够解析数据进行通信。为了让近海作业人员能够用移动通信工具进行通信，本发明首次提出了带中继功能的动中通海上通信平台。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种基于北斗定位的海上无线通信系统及通信组网方法，通过自组网模式，结合岸上的移动通信基站，让海上作业人员实现岸海通信。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，包括动中通硬件平台和岸上移动通信基站，所述的动中通硬件平台分布在船只上，船只即为链路节点；动中通硬件平台包括动中通终端天线、无线终端模块、控制模块、无线中继模块、北斗模块、无线本地覆盖模块；带有接收周围基站信号的动中通终端天线通过自动搜寻方式与岸上移动通信基站建立连接，该动中通终端天线与无线终端模块相连，并且无线终端模块通过控制模块与无线中继模块、北斗模块和无线本地覆盖模块相连，无线中继模块单独与中继天线相连接，北斗模块与北斗天线相连。

作为优选，所述的链路节点与岸上移动通信基站的间距为110公里内，该链路节点即为第一链路节点；链路节点与岸上移动通信基站的间距超过110公里，该链路节点即为第二链路节点和后续链路节点。

作为优选，所述的链路节点设有若干个，每个链路节点上安装有动中通硬件平台。

一种利用上述的基于北斗定位的海上无线通信系统的通信组网方法，其步骤包括如下：

第一链路节点的动中通终端天线通过自动搜索与岸上移动通信基站建立连接，并自动维持连接，如果连接上，控制模块开启本地无线覆盖模块，实现当前动中通硬件平台的终端上网，如果连接不上，则连接其他动中通硬件平台通过中继天线所发出的中继信号；

第二链路节点和后续链路节点上的动中通终端天线搜索靠近海岸的动中通硬件平台通过中继天线所发出的中继信号，并建立连接，如果周围无法搜索到信号，则没有建立通信链路的动中通硬件平台把自己的位置信息通过北斗卫星发送到岸上的数据中心服务器，数据中心服务器通过网络查询周边已经处于通信状态的动中通硬件平台分布情况，通过距离和信道计算出最优的动中通硬件平台，发送无线中继模块并开启命令，实现没有信号区域的网络覆盖。

本发明的有益效果为：动中通硬件平台，结合组网通信方法实现海上作业平台与岸上基站的连接，让海上作业人员和设备能够像陆地上一样上网；与卫星通信相比，岸上基站比卫星数量多，用户容量更多，同时自费标准更低，实现海上人人都能上网的愿望；本组网方法与当前能够多级组网的mesh网络相比，其微基站的工作模式带用户量更大，传输速率更高，最为重要的是当前的mesh组网都是基于时分的wifi协议，不能够实现海上超远距离的覆盖；与蜂窝移动通信组网相比，基于北斗位置算法的组网模式能够满足海上移动目标的自组网。

附图说明

图1是本发明的岸海链路和通信节点分布图。

图2是本发明的动中通系统的模块连接结构框图。

图3是本发明的通信组网方法流程图。

附图中的标号分别为：1、动中通硬件平台；2、岸上移动通信基站；3、链路节点；4、数据中心服务器；11、动中通终端天线；12、无线终端模块；13、控制模块；14、无线中继模块；15、北斗模块；16、无线本地覆盖模块；17、中继天线；18、北斗天线。

具体实施方式

下面将结合附图1、2对本发明做详细的介绍：本发明包括动中通硬件平台1和岸上移动通信基站2，所述的动中通硬件平台1分布在船只上，船只即为链路节点3；动中通硬件平台1包括动中通终端天线11、无线终端模块12、控制模块13、无线中继模块14、北斗模块15、无线本地覆盖模块16；带有接收周围基站信号的动中通终端天线11通过自动搜寻方式与岸上移动通信基站2建立连接，该动中通终端天线11与无线终端模块12相连，并且无线终端模块12通过控制模块13与无线中继模块14、北斗模块15和无线本地覆盖模块16相连，无线中继模块14单独与中继天线17相连接，北斗模块15与北斗天线18相连，该北斗模块15就为北斗卫星。

所述的链路节点3设有若干个，每个链路节点3上安装有动中通硬件平台1。所述的链路节点3与岸上移动通信基站2的间距为110公里内，该链路节点3即为第一链路节点；链路节点3与岸上移动通信基站2的间距超过110公里，该链路节点3即为第二链路节点和后续链路节点。

近海船舶在海上分布层次比较分明，靠近海岸分布的主要是运输船，我们叫做第一链路节点，远离海岸的主要是渔船和大型油轮，我们叫做第二链路节点和后续链路节点。结合北斗卫星的上行功能和陆上的数据中心服务器4，实现灵活自动的海上移动组网。

一种利用基于北斗定位的海上无线通信系统的通信组网方法，该组网方法主要通过动中通硬件平台1的位置信息判断是否需要开启动中通硬件平台1的无线中继模块14，以及开启哪个无线中继模块14，动中通终端天线11连接无线终端模块12，它在伺服系统的控制下自动寻找并跟踪基站信号，第一选择是岸上的基站天线，其步骤包括如下：如附图3所示，

第一链路节点的动中通终端天线11通过自动搜索与岸上移动通信基站2建立连接，并自动维持连接，如果连接上，控制模块13开启本地无线覆盖模块16，实现当前动中通硬件平台1的终端上网，如果连接不上，则连接其他动中通硬件平台1通过中继天线17所发出的中继信号；

第二链路节点和后续链路节点上的动中通终端天线11搜索靠近海岸的动中通硬件平台1通过中继天线17所发出的中继信号，并建立连接，如果周围无法搜索到信号，则没有建立通信链路的动中通硬件平台1把自己的位置信息通过北斗卫星发送到岸上的数据中心服务器4，数据中心服务器4通过网络查询周边已经处于通信状态的动中通硬件平台1分布情况，通过距离和信道计算出最优的动中通硬件平台1，发送无线中继模块14并开启命令，实现没有信号区域的网络覆盖。

本发明旨在通过智能信号追踪、基带信号再生和智能组网等技术实现岸上和海上的通信，满足近海船舶通过岸上移动通信基站2通话和上网的需要。由于本发明通过岸上移动通信基站2进行通信，每一位船上人员都可以通过手机和电脑连上互联网，费用与岸上一样，满足海上作业人员的通信要求，让作业人员能够随时与家人沟通，管理部门能够随时追踪船舶位置、发布广播信息和实时查看监控信息，具有极大的社会价值。通过市场调研，国内外还没有一款基于岸上基站的船载通信设备，本发明将填补这一空白，具有巨大的经济价值和社会意义。

综合而言，本发明通过海上自动组网技术，让海上作业人员通过岸上移动通信基站2实现岸海通信，解决当前通过卫星通信带宽窄、资费贵和容量小等问题。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。