TW201001955A - Wireless communication system of sea-based vehicle and flight vehicle, and the wireless communication system of the sea-based vehicle thereof - Google Patents

Description

201001955 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於無線通訊系統，尤指一種航行於海面上 的海上載具提供飛行於天空上的飛行器，經由海面上海上載 具，進而無線連接到設置於陸上的陸上無線網路裝置，藉以進 行無線網路服務通訊之系統。 【先前技術】 由於國際化的關係，跨洲飛行旅程越來越頻繁。尤其 是長距離的飛行需要相當長的時間，所以旅客大多希望在 飛機上可以上網處理事務、收發電子郵件及瀏覽網頁。然 而，目前飛機上的通訊大多是透過衛星，已有航空公司提 供以衛星通訊方式讓旅客在飛機上可以上網，但是旅客必 須花相當高的成本及忍受十分有限的頻寬。 雖然在陸上飛行時，在靠近基地台的位置飛機可與基 地台做無線訊號收發，讓旅客可以上網，但是當飛機飛行 到海上，旅客僅能以衛星通訊的方式上網，十分不便。 【發明内容】 有鑑於上述習知技藝之缺點，本發明之目的就是在提 供一種由航行在海洋上的海上載具提供飛行於海洋上方的 飛行器，經由海上載具無線連接到陸地上的陸上無線網路裝置 進行無線通信之系統，以提高在飛行器的上網之便利性。 根據本發明之目的，提出一種海上載具與飛行器的無線 通訊系統，其包括複數個第一海上無線網路裝置及一飛行器網 201001955 ===上無線網路裂置係分別設置於不同的第- ^ w ^ ^ “，、線，、用路裝置分別由一海對空通訊 裝置及 '，、、線通錢置所組成， 進行無線《祕送及接彳mm m㈣天工 接無線通訊裝置彼此相互無線連 接到至二個P上細’且與海對空通訊裝置連線，並無線連 接到至y —個陸上無線網路奘署 -ι^ I- 展置且透過陸上無線網路裝置與 二：!?。而飛行器網路裝置係設在飛行器上，並 Ϊ = 網袭置建立連線，且飛行器網_朝向 束置門，轉上姆置與各該第—海上無線網路 裝置f曰透過心丁器網路裝置傳送及接收無線訊號。 f统=~ ώ—種海上載具與飛行11的無線通訊 系統其包括複_4-海上域網 無線網路裝置及i行器網路裝置 置係分別設置於不同的第-海上載具上士裝 ===通:裝置及—無線通訊裝置所組成，其 \ 線、雨mm ^ °天工進仃無線訊號的傳送及接收，而無 彼此相互無線連接’以形成一海上網路，且盘海對 此些第二海上無線網路裝置分別繼不同 二分別與第一海上載具之無線通訊裝置進 仃無線《傳送’並無線連接到至少— 無線裝置與—陸上網路系統連線。飛裳置置 且飛行器網路裝置朝向立連線， 訊二無線網路裝置間’透過飛行器網路裝置傳送及接 6 201001955 此外本發明更提出·一種海上載具的無線通訊糸統’包 括複數個第一海對空通訊裝置及複數個第一無線通訊装置。各 該第一海對空通訊裝置分別設在一第—海上載具，各該第一海 對空通汛裝置朝向天空進行無線訊號的傳送及接收。各該第一 無線通訊裝置分別設在各該第一海上載具，且該等第一海上載 具上的第一無線通訊裝置與海對空通訊裝置連線相互連線，藉 以組成一第一海上無線網路裝置，而各該第一無線通訊裝置彼 此相互連接，形成一海上網路，又至少其卜個第-無線通訊 裝置’無線連接到至少—個陸上無線網路裝置，透過此陸上無 線網路m陸上崎緖祕。 . 个I明更提出一種海上載具的無線通訊系統，包 路f置個上無線網路裝置及至少個第二海上無線網 具^，，等^ :海上無線網路裝置分別設置在—第—海上載 裝置及線網路裝置分別包括-第-海對空通訊 裳置。第一海對空通訊裝置係朝向天空 \ 對空通訊裝第—海上無線通訊«置係與海 置，而各該第一益綠表’猎以組成該第一海上無線網路裝 線網路裝置分別設有_:裝相互連接。該等第二海上無 少其中-個第二通形成-海上網路，又至 置透過此陸上無線網路裝置與一陸上網路系統連線。 【實施方式】 其係分別為本發明之海上載 請參閱第1圖及第2圖 7 201001955 具與飛行器的無線通訊系統之第一實 圖。圖中，此系統包括複數個第-海^^2圖及示4 飛行器網路裝置12。第_海上無線網置 不同的第-海上載具13上，例如一船隻、—海 每一第:海上無線網路敦置11分別由-海對 == 裝置142所組成。海對空通訊裝 二=天空進行無線訊號的傳送及接收，而無線通訊裝置 H2與賴空通訊裝置14U目互連線。而複數個第—海上益線 網路裝置11之無線通崎置142彼此相互無線連接，以 -海上網路1至少其中-個第—無線通訊裝置142無線連接 到至少-個陸上無線網路裝f 15 ’且透過陸上無線網路裳置 15與一陸上網路系統16連線。 飛打器網路裝置12係設在飛行器17上，並與飛行器ο 之至少一上網裝置171建立連線。上網裝置171為旅客所使用 之筆s己型電腦、智慧型手機或是個人數位助理(pDA)，或為傳 送飛行器之各零組件的資訊(如：油箱之耗油量、引擎之轉速、 溫度、飛打器之座標…等）之通訊設備。且飛行器網路裝置12 朝向海面的傳送無線訊號，此些上網裝置171與此些第一海上 無線網路裝置11間，透過飛行器網路裝置12傳送及接收無線 訊號。因此，上網裝置171所產生的資料封包，可透過飛行器 網路裝置12、第一海上無線網路裝置n及陸上無線網路裝置 15之間的無線連接路徑傳送到陸上網路系統16，而上網裝置 171亦可以此路徑接收來自陸上網路系統16的資料封包。藉 此，即使飛行器17在海洋上方飛行，使用者亦使用上網裝置 171瀏覽網頁或收發郵子郵件，而且與習知的衛星通訊相比， 8 201001955 使用者可以較低的成本享受到較高的頻寬。 無線通訊裝置u2更包括—# 1422及一天線1423,傳送装置⑽係用 接收裝置 以傳送資料至任一第一海上载且及^ 上傳頻道， 接收裝置1422係建立-下载頻道，以接收來自任5 Γί及陸上無線網路裳置15之資料，而天線1423係傳送及接 收無線訊號。而飛行器網路裝置12或海對空通訊裝 類的無線裝置皆包括與上述傳送裝置、接收裝置^ 裝置，故第1圖僅於無線通訊裝置⑷〕線類似的 送褒置、接收裝置及天線功能會因為無線裝^的需

。例如，使用於無線通訊裝置142的天線較佳的是全向 指向性天線的組合，以期能收發到較大方向範 圍的…線H而飛行器網路裝置12或海對空通訊 W 係分別對海面及天空進行無線訊號收發，因此可僅使用一指向 性天線。而天線的功率係與無線裝置所需的訊號傳送有關。 此外，飛行器網路裝置12更包括一認證裝置121、一交 遞(handover)控制裝置122及一資料緩衝裝置123。認證裝置 iji用以檢查飛行器網路裝置12之認證資料，以確認此飛行 斋網路，置12是否可使用第一海上無線網路裝置n所提供之 服務父遞控制裝置122用以處理飛行器網路裝置12與不同 =第海上無線網路裝置11之間的交遞程序，如第2圖所示， 當飛行器17由位置1〇1飛行到位置1〇2時，其離位於位置1〇3 的第海上載具13較遠而無線訊號收發品質較差，而離位於 104的第一海上載具13越近，所以交遞控制裝置122執 订父遞程序，例如登錄程序及頻道配置程序等等，讓飛行器網 201001955 路裝置12被允許透過位於位置的海對空通訊裝置141進 行無線訊號收發’亦讓來自陸上網路系統16的資料封包被路 由（route)至位於位置1〇4的無線通裝置142 ’再傳送至飛<亍 器網路裝置12。 若飛行器17由位置1〇1飛行到位置1〇2時，一方面與位 於位置103的第一海上載具13之間的無線訊號收發品質過 低，而另一方面又尚未與位於位置104的第一海上載具13建 立連線時，資料緩衝裝置123係暫存欲傳送之資料封包，直到 飛行器17與位於位置104的第一海上載具13建立連線後，飛 行器網路裝置12才傳送資料緩衝裝置123所儲存之資料。 若海對空通訊裝置141與飛行器網路裝置12之間的頻寬 低於無線通訊裝置142與陸上無線網路裝置15之間的頻寬， 貝J第海上無線網路裝置11更包括一資料聚集裝置112，用以 將無線通訊裝置142所接收之資料聚集，例如改變封包格式或 是壓縮此些資料’而再將聚集之資料串流傳送至飛行器網路裝 置12。藉此以提高上網裝置m接收資料的效率。 ^於第-海上無線網路裝置u係設置於會移動的第一海 益線綑H其可能會移動到使無線通訊裝置142無法與陸上 ί置11 包m立連線的位置。因此’第—海上無線網路 g ^ 钉星通訊裝置111，用以透過衛星113進行 通訊與陸上無線網路裝置15收發無線訊號。 Γ第Λ圖及第4 _，其係為本發明之海上載具與飛 此;統二= 例之方塊圖及示意圖。圖中， ., 文個第—海上無線網路裝置11、複數個第-海μ 無線網路裝置38及一播；h U4_ 及双1U弟一海上 飛仃态網路裝置12。此些第一海上 201001955 網路裝置11係分別設置於不同的第一海上载具13上，第二海 上無線網路裝置38分別設置於不同的第二海上载具39上，而 飛行器網路裝置12設在飛行器17上。 第海上無線網路裝置11分別由一海對空通訊裝置Μ! 及一無線通訊裝置142所組成，而在此實施例中，第一<海上盔 線網路裝置U與飛行器網路裝置12之間的作動關係鱼第 施例相同，在此不再贅述。第二海上無線網 8、二 -上述無線通訊裝置及其他相關裝置直係包括 置38係透過此無線通訊裝置盥1 線網路裝 38、第-海上無_料置„或陸上無 ^置 接。而第二海上無線網路襞置38盥、\ 、 …、線連 之差別在於第二海上無線網路穿置、:―海上無線網路裝置11 ⑷。 Μ38不包括海對空通訊裝置 弟二實施例與第一實施例不同 個第二海上無線網路裝置38，且；，此系統包括複婁 並未直接連制陸上無線網路I此^第訊裝置14 上無線網路裝置38所設之至小Y，而是透過此些第二3 381，無線連接到至少一個降第二海上無線通訊裝】

無線裝置15與一陸上網路系*’、、線網路震置15 ’且透過陸J 糸統16連線，葬u形士 路。因此，即使飛行器17木稭以形成此海上翔 方時，上網裝置171所產生的次=至離陸上較遠距離的海洋J 裝置12、第一海上無線網路敦貝封包亦可透過飛行器網取 38所形成之海上網路及陸上^線纟U、第一海上無線網路裝j 路徑傳送到陸上網路系統16、、，、、網路装置15之間的電性連去 接收來自陸上網路系統16 & _^上崎置171亦可以此路不 ~料封包。制者亦使用上網身 201001955 置171瀏覽網頁或收發郵 比=用者可以較低的成本享受到^高且的頻^的衛星通訊相 路裝置及第二海上無線網路震置，皆設置二^無線網 上，且其會因波浪來不斷搖擺傾斜，導致海上無線絪故上载具 天線收訊_雜之傾斜，造 裝置之 無法穩定地處於彼此的收訊範圍，所以兩個 路裝置所因此’上述複數個海上無線網 /成之海上肩路較佳的是以WiMesh的架構來建立， (M支^夕點對多點的網狀結構，採用移動跳接式路由技術 〇 R Ad Hoe) ’讓每—海上無線網路裝置兼備主機和路由 藉此以避免了主從式架構(server/client)中，若作為主機 1海上無線網路裝置移動到無法連線之位置時，其他作為客戶 端的海上無線網路裝置無法彼此連線的缺點。而複數個海上無 線網路裝置之間係根據無線通訊協定，例如一斯Fi通訊協 定、一 WiMAX通訊協定、一 vhF通訊協定或一 通訊協定， 進仃無線資料傳輸，其使用之傳輸頻寬係大於衛星通訊所 使用的頻寬，且成本亦低於衛星通訊。 在第4圖中’當飛行器17由位置301飛行到位置3〇2時， 其離位於位置303的第一海上載具13較遠而無線訊號收發品 質較差，而離位於位置304的第一海上載具13越近，此時交 遞控制裝置122執行交遞程序，例如登錄程序及頻道配置程序 等等，讓飛行器網路裝置12被允許透過位於位置304的海對 空通訊裝置141進行無線訊號收發，亦讓來自陸上網路系統 16的資料封包被路由（route)至位於位置104的無線通訊裝置 12 201001955 142，再傳送至飛行器網路裝置ί2。 任何未脫離本發 更’均應包括於 以上所述僅為舉例性’而非 明之精神與範疇，而對其進行之等 有。 後附之申請專利範圍中。 β :或變 【圖式簡單說明】 第1圖係、為本發明之第一實施例之方塊圖. Ϊ2圖係、為本發明之第一實施例之示意^ 以及 弟3圖係為本發明之第-普 ^ 乐一實施例之方塊圖； 第4圖係為本發明之第_ _ 弟一實％例之示意圖 【主要元件符號說明】 101 〜104、301 〜304 :位置； 11.第一海上無線網路農置； 111 :衛星通訊裝置； 112 :資料聚集裝置； 113 :衛星； 12 :飛行器網路裝置. 121 :認證裝置； 122.父遞控制裳置. 123 :資料緩衝裝置； 13 :第一海上栽具； 141 :海對空通訊裝置； 142 :無線通訊裝置； 1421 :傳送裝置； 1422 :接收裝置； 1423 :天線； 15 .陸上無線網路襄置； 16 ··陸上網路系統； 17 :飛行器； 171 :上網裝置； 38 :第一海上無線網路裝 置；以及 39 :第二海上載具。 13

Claims (1)

1. 201001955 十、申請專利範圍： 1. -種海上倾與飛行器的無線通訊系統，其包括： 複數個第-海上無線網料置，係分麟置於不同 的f一海上載具上，各該第-海上無線網路裝置分別由 抖l?Hf^置及-無線通訊裂置所組成，其中該海 訊裝置朝向天空進行無線訊號的傳送及接收，而 ^’、’、、小通Ifl裝置與該海對空通訊裝置連線，並無線連接 至V 4固1¾上無線網路裝置，且透過該陸上無線網路 裝^一陸ΐ網路系統連線；以及 "哭⑯行11網路裝置’係、設在該飛行器上，並與該飛 1丁 1之至；一上網裴置建立連線，且該飛行器網路裝置 :海面的傳送無線訊號’該等上網裝置與各該第一海 線網路裝置間’透賴飛行ϋ網路裝置傳送及接收 無線訊號。 2 ·= t 第1項所述的無線通訊系統，其中該飛 #111更包括-認證裝置，係檢查該飛行器網路 裝置之為5登賣料，以確認該飛行器網路裝置是否可使用 鮮裝置所提供之服務。 3·如申4專利範m第1項所述的無線通訊系統，其中該無 線通訊裝置更包括—傳送裝置、一接收裝置及一天線， 該傳送裝置係用以建立一上傳頻道，以傳送資料至該陸 上無線網路裴置，而該接收裝置係建立一下載頻道，以 接收來自該陸上無線網路裝置之資料，而該天線係傳送 及接收無線訊號。 4.如申請專利範圍第丨項所述的無線通訊系統，其中該海 14 201001955 對空通§fl裝置更包括一傳送裝置、一接收裝置及一天 線，該傳送裝置係用以建立一上傳頻道，以傳送資料至 β亥飛行器網路裝置，而該接收裝置係建立一下載頻道， 以接收來自該飛行器網路裝置之資料，而該天線係傳送 及接收無線訊號。 5·如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系統，其中該第 一海上無線網路裝置更包括一衛星通訊裝置。 6.如申請專利範圍第1項所述的無線通訊系、統，其中該海 對空通訊裝置更包括一資料聚集裝置，用以將該無線通訊 裝置所接收之資料聚集，而再將該聚集之資料串流傳送 至該飛行器網路裝置。 > t明專範圍第1項所述的無線通訊系統，其中該飛 :器周路I置更包括—交遞（handover)控制裝置’用以 =理該飛行器網路裝置與不_第—海上無線網路裝 置之間的交遞程序。 〜^專她圍帛1項所述的無線通訊系統，其中該飛 :置更包括一資料緩衝装置’當該飛行器網路 日#，士 亥第—海上無線網路裝置無法接收無線訊銳 哭η亥貝料緩衝裝置係暫存欲傳送之資料，直到該飛行 it ^路，置重新確認該第一海上無線網路裝置可以接 所Μ ί l虎時’该飛行器網路S置係將該資料緩衝裝置 9.—藉子之資料傳送至該第-海上無線網路裝置。 、海上載具與飛行器的無線通訊系統，其包括： 的第個帛》每上無線網路裝置’係分別設置於不同 上載具上，各该第一海上無線網路裝置分別由 15 201001955 海對二通λ裝置及—無線通訊裝置所組成，其中該海 對空通訊裝肖天⑼行麟_的舰及接收，而 該無線通訊裝置與該海對空通訊裝置連線； 複數個第—海上無線網路裝置，分別設置於不同的 海上载八上，且分別與該第一海上無線網路裝置之 〜無線通訊裝置進行無線訊號傳送，並無線連接到至少 個陸上無線網路裝置，且透過該陸上無線裝置與 上網路系統連線；以及 _ 、 "取且，你設在該飛行器上，並與該飛 Γ"态之至；一上網裝置建立連線，且該飛行器網路裝署 t海面傳送無線喊，而料上喊置與各該第 無線=路_，__網_傳送及接吹 述的無線通訊系統，其中該飛 裝置之姆資證裝置，係檢查該飛行器網路 該第-海上敗飛行器網路裂置是否可使用 “，、線網路裝置所提供之服務。 .線通:裝線通訊系統’其'^無 該傳送裝置係用^=料置一接收裝置及—天線， 二海上上傳頻道，則㈣資料至該第 道，以接收來自H’而該接收裝置係建立一下裁頻 天線係傳适及接收無線訊號。 两》亥 I2.如申請專利筋圖给。 對空通訊裝置項所述的無線通訊系統，其中該海 匕括一傳送裝置、一接收裝置及〜天 16 201001955 線’該傳送裴置係用以建立一上傳頻道，以傳送資料至 該飛行器網路裝置，而該接收裝置係建立一下載頻道， 以接收來自該飛行器網路裝置之資料，而該天線係傳送 及接收無線訊號。 13.如申請專利範圍第9項所述的無線通訊系統，其中該第 一海上無線網路裝置更包括一衛星通訊裝置。 U.如申請專利範圍第9項所述的無線通訊系統，其中該海 對空通訊裝置更包括一資料聚集裝置，用以將該無線通訊 裝置所接收之資料聚集，而再將該聚集之資料串流傳送 至該飛行器網路裝置。 處理該飛行器網路裝置與不同的第 置之間的交遞裎序。 15· ^請專利範圍第9項所述的無線通訊系統，其中該飛 了器肩路裝置更包括—交遞（hand〇ver )控制裝置，用以 —海上無線網路襞 如申請專利範圍第9 項所述的無線摘勃金Μ . 4 A 5

   海上載具的無線通訊系統， 統，包杠：

   17 201001955 複數個第一無線通訊裝置，各該第一無線通訊裝置 分別設在各該第一海上載具，且該等第一海上載具上的 第一無線通訊裝置與各該第一海對空通訊裝置連線相 互連線，藉以組成一第一海上無線網路裝置，而各該第 一無線通訊裝置彼此相互連接，形成一海上網路，又至 少其中一個第一無線通訊裝置，無線連接到至少一個陸 上無線網路裝置，透過該陸上無線網路裝置與一陸上網 路系統連線。 18. 如申請專利範圍第17項所述的無線通訊系統，其中該 第一海對空通訊裝置更包括一資料聚集裝置，用以將該第 一無線通訊裝置所接收之資料聚集，而再將該聚集之資 料串流向天空進行無線訊號的傳送。 19. 一種海上載具的無線通訊系統，包括： 複數個第一海上無線網路裝置；以及 至少一個第二海上無線網路裝置； 其中各該第一海上無線網路裝置分別設置在一第 一海上載具上，該等第一海上無線網路裝置分別包括： 一第一海對空通訊裝置，係朝向天空進行無線訊號 的傳送及接收；以及 一第一無線通訊裝置，係與該第一海對空通訊裝置 連線相互連線，藉以組成該第一海上無線網路裝置，而 各該第一無線通訊裝置彼此相互連接； 該等第二海上無線網路裝置，分別設有一第二無線 通訊裝置，該等第二無線通訊裝置連接其中一個第一無 線通訊裝置，形成一海上網路，又至少其中一個第二無 18 201001955 線通訊裝置，無線連接到至少一個陸上無線網路裝置， 透過該陸上無線網路裝置與一陸上網路系統連線。 20.如申請專利範圍第19項所述的無線通訊系統，其中該 第一海對空通訊裝置更包括一資料聚集裝置，用以將該第 - 一無線通訊裝置所接收之資料聚集，而再將該聚集之資 料串流向天空進行無線訊號的傳送。 19