CN108235331A - 一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法 - Google Patents

一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法 Download PDF

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刘鹏
丁珏
傅海鹏
马建国
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/04—Large scale networks; Deep hierarchical networks

Abstract

一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法设有海上通信基站、海上移动通信设备和岸基通信基站，海上通信基站覆盖正六边形的蜂窝通信小区，通过射频通信系统对小区内的所有移动通信设备提供数据通信服务；每一对直接相邻的海上通信基站之间都通过激光通信系统进行通信，每个海上通信基站与2‑6个通信基站直接相邻；离岸最近的海上通信基站与岸基通信基站通过激光通信系统通信，岸基通信基站通过光纤系统与电信运营商网络连接；该组网方法通过蜂窝基站进行实施，能够覆盖网络内所有蜂窝基站的小区，对小区内的所有移动设备提供服务，支持网络内的移动设备之间进行高速实时的数据通信，也支持移动设备可靠的接入陆地电信运营商网络。

Description

一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法
技术领域
本发明涉及海洋无线通信网络技术，尤其涉及到一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法。
背景技术
目前海上无线通信中，最通用的通讯方式是卫星通信和短波通信。其中，短波通信通常用于语音传输，不适用于数据传输；卫星通信支持数据传输，但传输速率慢，通信延时大，且费用高昂。
其他现有的海上通讯方式中，通过无线电进行点对点通讯的系统都存在传输速率和距离问题：较低频段的无线电通信系统能够传输较远距离，但传输速率慢，无法实现图像、视频的实时传输，基本的数据通信也难以保证；较高频段的无线电通信系统能够提高传输速率，但信号在海上的衰减非常明显，因此传输距离较短。因此，目前仅仅依靠无线电点对点通信的方式无法实现高速率、大覆盖面积的海上通信网络。
而现有的海上搭设通信基站的方法，通过在船舶上搭载无线电通信系统，建设具有一定覆盖范围的移动通信基站，对特定海域的小区内的通信设备提供通信服务。但上述方法无法实现通信基站与陆地电信运营商服务网络进行实时的、有效的通信，也就无法实现海上通信设备的实时入网，同时基站之间也没有可靠的通信机制。
其他的海上无线通信技术，激光通信能实现高速的点对点通信，传输距离和传输速度的综合表现优于无线电通信；但激光通信具有严格的指向性，只能用于点对点通信，无法服务于较多的通信终端，而且与海上移动通信终端的通信无法做到实时性和可靠性。水声通信技术传输距离和通信速率都不高，只用于无线电和激光通信不适用的水下无线通信领域。
发明内容
为解决海洋无线通信存在的难题，本发明提出了一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法。该方法主要通过蜂窝基站进行实施，能够覆盖网络内所有蜂窝基站的小区，对小区内的所有移动设备提供服务，支持网络内的移动设备之间进行高速实时的数据通信，也支持移动设备可靠的接入陆地电信运营商网络。
一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，该网络设有海上通信基站、海上移动通信设备和岸基通信基站。运行时，海上通信基站覆盖一个正六边形的蜂窝通信小区，通过带有全向天线的射频通信系统对小区内的所有移动通信设备提供数据通信服务。每一对直接相邻的海上通信基站之间都通过一对专门对应的激光通信系统进行通信，每个海上通信基站与2-6个通信基站直接相邻。离岸最近的海上通信基站与岸基通信基站通过激光通信系统通信，岸基通信基站通过光纤系统与电信运营商网络连接。
所述海上通信基站安装在固定的海上平台上，包括大气激光通信系统和射频通信系统，每一对直接相邻的海上通信基站之间通过一对专门的大气激光通信系统进行通信，并通过多跳的方式依次连接其他海上通信基站，最终连接所有海上通信基站，离岸最近的海上通信基站与岸基通信基站之间通过大气激光通信系统进行通信。
所述海上移动通信设备包括射频通信系统，海上移动通信设备与其所在蜂窝通信小区的海上通信基站之间通过射频通信系统进行通信，海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站连接其他海上通信基站，最终连接所有海上通信基站，进而连接其他海上通信基站所在蜂窝通信小区内的所有海上移动通信设备。
所述一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站连接同小区的其他海上移动通信设备，海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站经过多跳链接岸基通信基站，最终连接电信运营商网络。
所述岸基通信基站包括大气激光通信系统和光纤通信系统，岸基通信基站通过光纤通信系统连接电信运营商网络。
有益效果：
一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其中海上移动通信设备的射频通信系统采用较高频段的LTE-Advanced和LTE等，虽然通信距离近，但传输速率高，在每个蜂窝通信小区内都能与通信基站实现下行峰值速率100Mbps和上行峰值速率50Mbps的高速数据通信；同时，海上通信基站之间通过激光通信系统互连，通信速率可达5Gbps，能够支持数十个移动通信设备同时进行数据传输。因此，该组网方法能够实现海上高速的无线数据传输，比海上卫星通信系统和短波通信的传输速率更高、通信时延更小。
一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其中海上通信基站的位置基本固定，每个海上通信基站与多个直接相邻通信基站具有点对点连接，并通过多跳连接的方式构成具有固定拓扑的海上通信基站网络，当其中某个通信基站出现问题，不影响其相邻基站与其他基站的通信，因此，该组网方法具有极高的可靠性。
一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其中海上通信基站通过依次与直接相邻海上通信基站相连的方式，通过多级连接，最终与岸基通信基站相连，并通过岸基通信基站连入陆地电信运行商网络，因此，相对于目前的船载移动通信基站直接在近岸与陆地基站通信的方法，该组网方法能够大幅提高海上移动通信网络的覆盖范围，且连接路径更稳定可靠。
附图说明
图1为本发明通信网络的拓扑结构图；
图2为本发明海上通信基站的连接拓扑结构图；
图3为本发明海上移动通信设备联网通信拓扑结构图；
图中：1、海上通信基站；2、蜂窝通信小区；3、激光通信系统；4、海上移动通信设备；5、射频通信系统；6、岸基通信基站；7、光纤通信系统；8、陆地电信运营商网络。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明所要保护的范围并不限于此。
在一个智能浮标上搭载六套激光通信系统3和一套带有全向天线的LTE射频通信系统5，其中六套激光通信系统3的通信方向分别间隔60°的角度，以该智能浮标作为海上通信基站1；以该海上通信基站1为中心、以5公里为半径的圆形区域内，面积最大的六边形即为该基站的蜂窝通信小区2；海岸建立带有激光通信系统3的岸基通信基站6。
海上通信基站1之间通过激光通信系统3互连，并以多跳方式全部连入海上通信基站1网络中，而海上通信基站1网络则通过离岸最近的海上通信基站1与岸基通信基站6相连，进而以光纤通信系统7连入陆地电信运营商网络中8；每个海上通信基站1所服务的蜂窝通信小区2内带有LTE模块的移动通信终端通过LTE模块与海上通信基站1相连。
海上通信基站1将数据传输至直接相邻的基站，相邻的基站继续转发至下一个基站，直至传输至目的海上通信基站1或者岸基通信基站6。每个海上通信基站1有多个可以连接的下一级转发基站，根据路径最短原则，选择源基站到目的基站之间所需经过的中间基站数量最少的路径；若最短路径中的第一个直接相邻基站不可用，则在剩下的可用的直接相邻基站中选择最短路径进行转发。
海上蜂窝移动通信网络中的移动通信设备安装有LTE模块，当与同小区内的移动通信设备进行通信时，将先通过LTE模块与海上通信基站1通信，然后基站通过LTE射频系统将数据转发至小区内的目标设备；当与其他小区的海上移动通信设备4进行通信时，先通过LTE模块与海上通信基站1通信，然后基站通过激光通信系统3依次转发至目标移动通信设备所在小区的海上通信基站1，然后该通信基站通过LTE射频系统将数据转发至目标移动通信设备；当与陆地电信服务运营商网络8进行通信时，同样先通过LTE模块与海上通信基站1通信，然后基站通过激光通信系统3依次转发至岸基通信基站6，最终通过光纤通信系统7与陆地电信服务运营商网络8进行通信。

Claims (5)

1.一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其特征在于：网络设有海上通信基站、海上移动通信设备和岸基通信基站；运行时，海上通信基站覆盖一个正六边形的蜂窝通信小区，通过带有全向天线的射频通信系统对小区内的所有移动通信设备提供数据通信服务；每一对直接相邻的海上通信基站之间都通过一对专门对应的激光通信系统进行通信，每个海上通信基站与2-6个通信基站直接相邻；离岸最近的海上通信基站与岸基通信基站通过激光通信系统通信，岸基通信基站通过光纤系统与电信运营商网络连接。
2.根据权利要求1所述一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其特征在于：海上通信基站安装在固定的海上平台上，包括大气激光通信系统和射频通信系统，每一对直接相邻的海上通信基站之间通过一对专门的大气激光通信系统进行通信，并通过多跳的方式依次连接其他海上通信基站，最终连接所有海上通信基站，离岸最近的海上通信基站与岸基通信基站之间通过大气激光通信系统进行通信。
3.根据权利要求1所述一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其特征在于：海上移动通信设备包括射频通信系统，海上移动通信设备与其所在蜂窝通信小区的海上通信基站之间通过射频通信系统进行通信，海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站连接其他海上通信基站，最终连接所有海上通信基站，进而连接其他海上通信基站所在蜂窝通信小区内的所有海上移动通信设备。
4.根据权利要求1所述一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其特征在于：海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站连接同小区的其他海上移动通信设备，海上移动通信设备通过其所在蜂窝通信小区的海上通信基站经过多跳链接岸基通信基站，最终连接电信运营商网络。
5.根据权利要求1所述一种海上高速蜂窝移动通信网络的组网方法，其特征在于：岸基通信基站包括大气激光通信系统和光纤通信系统，岸基通信基站通过光纤通信系统连接电信运营商网络。
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