CN107197444A - 基于gis的中继站远距离无线中继通信的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,该方法通过判断中继点之间的相对位置和距离,动态地同步调整中继点通信设备的收发机频点、信道带宽以及天线伺服系统天线指向,实现远距离无线中继。本发明所实现的方法,同步设置中继双方的无线工作频点、同步切换通信信道,并根据中继点位置的变化,指令天线伺服系统准确动态跟踪,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶在运动中完成稳定中继通信。
Description
技术领域
本发明涉及无线通讯领域,尤其涉及一种船舶运动中继站或海面固定中中继站之间通信方法。
背景技术
船舶航行过程中,船舶和船舶的距离一直处理在动态变化过程中,使得船岸通信的船舶接入带宽受空间环境的影响而变化。为了保证船岸无线通信船舶接入宽带保持稳定,需要针对带宽变化调整船舶和船站的通信连接方式。
例如专利申请201210397265.0公开一种海上宽带无线通信系统,该系统能够实现海面移动船只之间的宽带无线通信,解决现有通信系统在海面船只之间使用时通信带宽窄,通信距离短及通信链路不稳定(船体晃动)等问题。所述的海上宽带无线通信系统主要由一套中心站及多套移动站组成,中心站和移动站分别安装在不同船只上,安装中心站的船只可以与任一安装移动站的船只进行通信。中心站和移动站的结构相同,均包括天线、室外单元、室内单元及网络交换机。为满足海面特殊环境下远距离和宽带传输的要求,系统中天线的发射频率在430MHz~860MHz频段内;为抵抗海面风浪摇摆,保证通信链路的稳定性,系统中的天线采用收发一体的全向天线,且由两根性能相同的天线组成V字型。该系统也是采用传统的无线通讯方式,并不能解决基站被限定的问题。
发明内容
针对上述技术中存在的不足之处,本发明的目的是提供一种基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,该方法同步设置中继双方的无线工作频点、同步切换通信信道,并根据中继点位置的变化,指令天线伺服系统准确动态跟踪,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶在运动中完成稳定中继通信。
本发明的另一个目的是提供一种基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,该方法通过发送GPS信号实时保证物理位置信息,从而保证船舶中继站或海面固定中继站接入稳定性和可靠性。
为实现上述目的,本发明是这样实现的。
一种基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,该方法通过判断中继点之间的相对位置和距离,动态地同步调整中继点通信设备的收发机频点、信道带宽以及天线伺服系统天线指向,实现远距离无线中继。本发明所实现的方法,同步设置中继双方的无线工作频点、同步切换通信信道,并根据中继点位置的变化,指令天线伺服系统准确动态跟踪,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶在运动中完成稳定中继通信。
基于GIS的船舶或海面固定中继站无线中继方法原理是:
通过监控船站的网络连接状态,从而分析出可以通过船舶或海面固定中继站进行网络连接的船站;带外网管系统根据中继站船舶的连接状态,给中继连接的无线基站分配工作频点,并通过带外网管发送中继站和船站的连接指令,驱动无线连接站切换通信信道;同时,带外网管根据船站的动态位置,实时调整中继站和船站伺服系统的控制指令,驱动中继站和船站保持定向连接,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶运动中的稳定中继通信。
进一步,该方法第一步是确定海上待中继的无线船站和海面中继站,确定带中继的无线船站和海面中继站的实现方法如下:
101、带外网管系统预先记录具有中继站的船舶和海面固定中继站的ID和名称,设备的特性,包括设备的频段、天线增益、发射功率、调制带宽等信息;
102、带外网管系统通过带外网络(VHF、AIS、卫星通信、CDMA)实时采集海面船站的GPS位置信息;
103、带外网管系统通过网络心跳检测,检测登记的海面船站和中继站的网络连接状态;
104、带外网管针对未接入的船站和中继站进行中继连接分析,确定可以进行中继连接的配对的中继站和待接入船站。
更进一步,确定海上待中继的无线船站和海面中继站后,系统进行启动中继连接程序。启动中继连接包含两个过程,这两个过程分别为启动中继调频和启动中继定向连接。
更进一步,所述启动中继调频的流程如下:
201、带外网管系统分析确定待连接的船站和中继站可用的频点。
202、带外网管系统确定待连接的船站和中继站的频点,并编制待接入船站和中继站的无线设备控制指令。
203、待接入的船站和中继站通过带外网络接收到带外网管系统发送的无线设备控制指令,驱动无线设备控制器调整各自无线设备的连接的频点。
更进一步,当无线设备调整连接的频点后,系统启动中继定向连接控制程序,流程如下所示:
301、带外网管系统采集待接入船站和中继站的GPS位置和各自天线定向连接的方向,计算待接入船舶和中继站天线的转动方位,编制待接入船舶的定向连接指令和中继站定向连接的指令。
302、带外网管系统通过带外网络发送待接入船舶的定向连接指令,即船站发射无线信号的方位。
303、船站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线转向定向指令的方向。
304、带外网管系统通过带外网络同步发送中继站定向连接指令,即中继站发射无线信号的方位。
305、中继站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线指向定向指令方向。
306、发送完中继连接指令后,带外网管系统监控待接入船站和岸站的网络连接状态。
更进一步,所述监控中继网络连接状态的流程如下:
401、带外网管系统通过实时监控接入船站的带宽是否稳定,确定是否需要调整无线通信设备的发射功率和调制带宽。
402、如果中继网络接入船站的网络带宽稳定,则持续监控网络带宽。
403、如果中继网络接入船站的网络带宽不稳当,确定是否需要调整发射功率,如果需要调整发射频率,则确定调整发射功率的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备发射功率调整。
404、如果中继网络接入船站的不需要调整发射功率,则确认是否需要调整调整带宽,如果需要调整调制带宽,则确定调整调制带宽的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备调整功率的调整;如果不需要调整调制带宽,则继续监控网络连接状态,知道网络连接中断。
对于无线设备控制来说,其控制流程实现步骤如下:
501、无线设备通过带外网管接收到带外网管系统的中继连接控制指令。
502、无线设备接收到中继连接控制指令后,驱动控制器调整无线通信设备通信参数,比如调整发射功率或者通信连接的频率。
503、无线设备调整无线设备通信参数后,重新建立新的无线连接。
504、带外网管系统同步发送船站和中继站的中继连接控制指令后,继续监控该船站和中继站的连接状态,保证中继船舶和中继站之间网络通信的稳定。
本发明所实现的方法,同步设置中继双方的无线工作频点、同步切换通信信道,并根据中继点位置的变化,指令天线伺服系统准确动态跟踪,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶在运动中完成稳定中继通信。
附图说明
图1是本发明所实现船舶或海面固定中继站无线中继方法原理图。
图2是本发明所实现无线中继的流程图。
图3是本发明所实现中继调频的实现流程图。
图4是本发明所实现中继定向连接的实现流程图。
图5是本发明所实现监控中继网络连接状态流程图。
图6是本发明所实现无线设备控制流程图。
具体实施方式
为了更清楚地表述本发明,下面结合附图对本发明作进一步地描述。
请参阅图1所示,为本发明所基于GIS的船舶运动中继站或海面固定中继站远距离无线中继通信的方法,该方法通过判断中继点之间的相对位置和距离,动态地同步调整中继点通信设备的收发机频点、信道带宽以及天线伺服系统天线指向,实现远距离无线中继。本发明所实现的方法,同步设置中继双方的无线工作频点、同步切换通信信道,并根据中继点位置的变化,指令天线伺服系统准确动态跟踪,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶在运动中完成稳定中继通信。
基于GIS的船舶或海面固定中继站无线中继方法原理是:
通过监控船站的网络连接状态,从而分析出可以通过船舶或海面固定中继站进行网络连接的船站;带外网管系统根据中继站船舶的连接状态,给中继连接的无线基站分配工作频点,并通过带外网管发送中继站和船站的连接指令,驱动无线连接站切换通信信道;同时,带外网管根据船站的动态位置,实时调整中继站和船站伺服系统的控制指令,驱动中继站和船站保持定向连接,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶运动中的稳定中继通信。
基于GIS的船舶或海面固定中继站无线中继方法实现的第一步是确定海上待中继的无线船站和海面中继站。确定带中继的无线船站和海面中继站的实现方法如图2所示。
101、带外网管系统预先记录具有中继站的船舶和海面固定中继站的ID和名称,设备的特性,包括设备的频段、天线增益、发射功率、调制带宽等信息。
102、带外网管系统通过带外网络(VHF、AIS、卫星通信、CDMA)实时采集海面船站的GPS位置信息。
103、带外网管系统通过网络心跳检测,检测登记的海面船站和中继站的网络连接状态。
104、带外网管针对未接入的船站和中继站进行中继连接分析,确定可以进行中继连接的配对的中继站和待接入船站。
确定海上待中继的无线船站和海面中继站后,系统进行启动中继连接程序。启动中继连接程序包含两个过程,这两个过程分别为启动中继调频程序和启动中继定向连接。其中启动中继调频程序的程序流程图如图3所示。
1、带外网管系统分析确定待连接的船站和中继站可用的频点。
2、带外网管系统确定待连接的船站和中继站的频点,并编制待接入船站和中继站的无线设备控制指令。
3、待接入的船站和中继站通过带外网络接收到带外网管系统发送的无线设备控制指令,驱动无线设备控制器调整各自无线设备的连接的频点。
当无线设备修改无线连接的频点后,系统启动中继定向连接控制程序。中继定向连接控制流程图如图4所示。
中继定向连接实现流程图说明如下:
1、带外网管系统采集待接入船站和中继站的GPS位置和各自天线定向连接的方向,计算待接入船舶和中继站天线的转动方位,编制待接入船舶的定向连接指令和中继站定向连接的指令。
2、带外网管系统通过带外网络发送待接入船舶的定向连接指令,即船站发射无线信号的方位。
3、船站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线转向定向指令的方向。
4、带外网管系统通过带外网络同步发送中继站定向连接指令,即中继站发射无线信号的方位。
5、中继站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线指向定向指令方向。
6、发送完中继连接指令后,带外网管系统监控待接入船站和岸站的网络连接状态。
监控中继网络连接状态的流程如图5所示。监控中继连接状态的实现流程步骤如下:
1、带外网管系统通过实时监控接入船站的带宽是否稳定,确定是否需要调整无线通信设备的发射功率和调制带宽。
2、如果中继网络接入船站的网络带宽稳定,则持续监控网络带宽。
3、如果中继网络接入船站的网络带宽不稳当,确定是否需要调整发射功率,如果需要调整发射频率,则确定调整发射功率的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备发射功率调整。
4、如果中继网络接入船站的不需要调整发射功率,则确认是否需要调整调整带宽,如果需要调整调制带宽,则确定调整调制带宽的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备调整功率的调整。如果不需要调整调制带宽,则继续监控网络连接状态,知道网络连接中断。
无线设备控制的流程如图6所示。无线设备控制流程图实现步骤如下:
1、无线设备通过带外网管接收到带外网管系统的中继连接控制指令。
2、无线设备接收到中继连接控制指令后,驱动控制器调整无线通信设备通信参数,比如调整发射功率或者通信连接的频率。
3、无线设备调整无线设备通信参数后,重新建立新的无线连接。
4、带外网管系统同步发送船站和中继站的中继连接控制指令后,继续监控该船站和中继站的连接状态,保证中继船舶和中继站之间网络通信的稳定。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,该方法通过判断中继点之间的相对位置和距离,动态地同步调整中继点通信设备的收发机频点、信道带宽以及天线伺服系统天线指向,实现远距离无线中继。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于通过监控船站的网络连接状态,从而分析出可以通过船舶或海面固定中继站进行网络连接的船站;带外网管系统根据中继站船舶的连接状态,给中继连接的无线基站分配工作频点,并通过带外网管发送中继站和船站的连接指令,驱动无线连接站切换通信信道;同时,带外网管根据船站的动态位置,实时调整中继站和船站伺服系统的控制指令,驱动中继站和船站保持定向连接,并对中继双方发射机功率和调制带宽进行动态调整,从而保证船舶运动中的稳定中继通信。
3.根据权利要求2所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于该方法第一步是确定海上待中继的无线船站和海面中继站,确定带中继的无线船站和海面中继站的实现方法如下:
101、带外网管系统预先记录具有中继站的船舶和海面固定中继站的ID和名称,设备的特性,包括设备的频段、天线增益、发射功率、调制带宽等信息;
102、带外网管系统通过带外网络实时采集海面船站的GPS位置信息;
103、带外网管系统通过网络心跳检测,检测登记的海面船站和中继站的网络连接状态;
104、带外网管针对未接入的船站和中继站进行中继连接分析,确定可以进行中继连接的配对的中继站和待接入船站。
4.根据权利要求3所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于确定海上待中继的无线船站和海面中继站后,系统进行启动中继连接程序。启动中继连接包含两个过程,这两个过程分别为启动中继调频和启动中继定向连接。
5.根据权利要求4所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于所述启动中继调频的流程如下:
201、带外网管系统分析确定待连接的船站和中继站可用的频点;
202、带外网管系统确定待连接的船站和中继站的频点,并编制待接入船站和中继站的无线设备控制指令;
203、待接入的船站和中继站通过带外网络接收到带外网管系统发送的无线设备控制指令,驱动无线设备控制器调整各自无线设备的连接的频点。
6.根据权利要求5所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于当无线设备调整连接的频点后,系统启动中继定向连接控制程序,流程如下所示:
301、带外网管系统采集待接入船站和中继站的GPS位置和各自天线定向连接的方向,计算待接入船舶和中继站天线的转动方位,编制待接入船舶的定向连接指令和中继站定向连接的指令;
302、带外网管系统通过带外网络发送待接入船舶的定向连接指令,即船站发射无线信号的方位;
303、船站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线转向定向指令的方向;
304、带外网管系统通过带外网络同步发送中继站定向连接指令,即中继站发射无线信号的方位;
305、中继站接收到定向连接指令后,驱动伺服系统将天线指向定向指令方向;
306、发送完中继连接指令后,带外网管系统监控待接入船站和岸站的网络连接状态。
7.根据权利要求6所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于所述监控中继网络连接状态的流程如下:
401、带外网管系统通过实时监控接入船站的带宽是否稳定,确定是否需要调整无线通信设备的发射功率和调制带宽;
402、如果中继网络接入船站的网络带宽稳定,则持续监控网络带宽;
403、如果中继网络接入船站的网络带宽不稳当,确定是否需要调整发射功率,如果需要调整发射频率,则确定调整发射功率的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备发射功率调整;
404、如果中继网络接入船站的不需要调整发射功率,则确认是否需要调整调整带宽,如果需要调整调制带宽,则确定调整调制带宽的数值,编制中继连接控制指令,进行无线设备调整功率的调整;如果不需要调整调制带宽,则继续监控网络连接状态,知道网络连接中断。
8.根据权利要求1所述的基于GIS的中继站远距离无线中继通信的方法,其特征在于对于无线设备控制来说,其控制流程实现步骤如下:
501、无线设备通过带外网管接收到带外网管系统的中继连接控制指令;
502、无线设备接收到中继连接控制指令后,驱动控制器调整无线通信设备通信参数,比如调整发射功率或者通信连接的频率;
503、无线设备调整无线设备通信参数后,重新建立新的无线连接;
504、带外网管系统同步发送船站和中继站的中继连接控制指令后,继续监控该船站和中继站的连接状态,保证中继船舶和中继站之间网络通信的稳定。
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