本發(fā)明涉及無(wú)線通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種船舶無(wú)線中繼的通信方法。

背景技術(shù)：

船舶航行過(guò)程中，船舶和船舶的距離一直處理在動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，使得船舶通信的接入帶寬受空間環(huán)境的影響而變化。為了保證船舶無(wú)線通信保持穩(wěn)定，需要針對(duì)性地調(diào)整船舶間的通信連接方式。

例如專(zhuān)利申請(qǐng)201210397265.0公開(kāi)一種海上寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)海面移動(dòng)船只之間的寬帶無(wú)線通信，解決現(xiàn)有通信系統(tǒng)在海面船只之間使用時(shí)通信帶寬窄，通信距離短及通信鏈路不穩(wěn)定(船體晃動(dòng))等問(wèn)題。所述的海上寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)主要由一套中心站及多套移動(dòng)站組成，中心站和移動(dòng)站分別安裝在不同船只上，安裝中心站的船只可以與任一安裝移動(dòng)站的船只進(jìn)行通信。中心站和移動(dòng)站的結(jié)構(gòu)相同，均包括天線、室外單元、室內(nèi)單元及網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。為滿(mǎn)足海面特殊環(huán)境下遠(yuǎn)距離和寬帶傳輸?shù)囊?，系統(tǒng)中天線的發(fā)射頻率在430mhz～860mhz頻段內(nèi)；為抵抗海面風(fēng)浪搖擺，保證通信鏈路的穩(wěn)定性，系統(tǒng)中的天線采用收發(fā)一體的全向天線，且由兩根性能相同的天線組成v字型。該系統(tǒng)也是采用傳統(tǒng)的無(wú)線通訊方式，并不能解決基站被限定的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)中存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提供一種船舶無(wú)線中繼通信中繼距離的保證方法，該方法通過(guò)中繼船舶雙方天線伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)跟蹤，將無(wú)線中繼通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬，接收機(jī)靈敏度以及中繼帶寬等形成閉環(huán)，對(duì)發(fā)射機(jī)功率和調(diào)制帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而達(dá)到保證海面船舶無(wú)線中繼通信距離的目的。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種船舶無(wú)線中繼通信中繼距離的保證方法，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單可靠，成本低廉，能夠極大地提升船舶遠(yuǎn)程通信能力。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種船舶無(wú)線中繼通信中繼距離的保證方法，該方法判斷與動(dòng)態(tài)跟蹤中繼通信中繼點(diǎn)之間的地理位置，實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)無(wú)線中繼天線伺服系統(tǒng)天線指向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整中繼通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)功率、信道帶寬，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離船與船穩(wěn)定無(wú)線中繼。本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的方法，通過(guò)中繼船舶雙方天線伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)跟蹤，將無(wú)線中繼通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬，接收機(jī)靈敏度以及中繼帶寬等形成閉環(huán)，對(duì)發(fā)射機(jī)功率和調(diào)制帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而達(dá)到保證海面船舶無(wú)線中繼通信距離的目的，極大地提升船舶遠(yuǎn)程通信能力。

所述方法，利用船舶雙天線伺服系統(tǒng)作為無(wú)線中繼來(lái)提升船岸無(wú)線通信的距離，雙天線伺服系統(tǒng)的1副天線用于接入網(wǎng)絡(luò)，另外一副天線用于中繼。帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)船舶的位置和船舶網(wǎng)絡(luò)接入狀態(tài)來(lái)分配船舶哪副天線作為接入天線，哪副天線作為中繼天線。為有效提高船岸通信的距離，船岸無(wú)線通信采用定向通信。針對(duì)船舶航行特點(diǎn)，帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集船舶位置，計(jì)算船舶無(wú)線通信和中繼通信的距離，有效分配接入和中繼的無(wú)線通信配對(duì)設(shè)備，并通過(guò)實(shí)時(shí)采集的船舶方位信息，維持船舶無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接。

具體地說(shuō)，基于gis的船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證方法的實(shí)現(xiàn)分為三步，第一步：確定進(jìn)行無(wú)線中繼的待接入船站和船舶中繼站，為海上船舶無(wú)線中繼通信做準(zhǔn)備，第二步：對(duì)配對(duì)的待接入船站和船舶中繼站啟動(dòng)無(wú)線中繼定向連接，實(shí)現(xiàn)船舶無(wú)線中繼，第三步：監(jiān)控?zé)o線中繼的無(wú)線通信距離和網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，保證穩(wěn)定的船舶遠(yuǎn)距離通信。

進(jìn)一步，確定無(wú)線中繼的待接入船站和船舶中繼站的配對(duì)的流程如下：

101、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集船站的位置信息，并通過(guò)監(jiān)測(cè)船站的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)識(shí)別未接入網(wǎng)絡(luò)的船站和識(shí)別可用的中繼船站；

102、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)識(shí)別未接入網(wǎng)絡(luò)的船站和可用的中繼船站；

103、計(jì)算待接入船站和中繼船站的距離；

104、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)將待接入船站和中繼站的通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬、接收機(jī)靈敏度等無(wú)線設(shè)備參數(shù)和計(jì)算的中繼無(wú)線通信的距離進(jìn)行綜合分析；

105、確定待接入船站和中繼船站的配對(duì)；

106、啟動(dòng)船舶中繼定向連接。

進(jìn)一步，啟動(dòng)配對(duì)的待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼定向連接的實(shí)現(xiàn)步驟如下:

201、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)確認(rèn)進(jìn)行中繼的待接入船站和中繼船站后，根據(jù)該配對(duì)船站周?chē)臒o(wú)線通信的頻點(diǎn)和帶寬，確定待接入船站和中繼船站的通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬。

202、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)確定的通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬編制無(wú)線設(shè)備控制指令，并通過(guò)帶外網(wǎng)絡(luò)同步發(fā)送給配對(duì)的待接入船站和中繼船站。

203、待接入船站和中繼船站接收到帶外網(wǎng)管發(fā)送的無(wú)線設(shè)備控制指令后，驅(qū)動(dòng)各自的控制器調(diào)整無(wú)線設(shè)備通信頻點(diǎn)和調(diào)制帶寬，并重新進(jìn)行無(wú)線中繼通信連接。

204、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)確定通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬的參數(shù)后，同步計(jì)算配對(duì)的待接入船站和中繼船站的天線指向。

205、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算的天線指向，分別編制待接入船站和中繼船站的天線指向指令，并通過(guò)帶外網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給待接入船站和中繼船站。

206、待接入船站和中繼船站接收到天線指向指令后，驅(qū)動(dòng)各自的伺服系統(tǒng)將天線指向指令的方向，建立船舶的無(wú)線中繼通信。

207、網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)出天線指向指令后，開(kāi)始監(jiān)控配對(duì)待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)連接情況。

更進(jìn)一步，船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)步驟如下：

301、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控中繼的連接狀態(tài)，

302、實(shí)時(shí)采集船舶無(wú)線中繼通信中的船站的位置，并實(shí)時(shí)計(jì)算船舶無(wú)線中繼的通信距離，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的中繼網(wǎng)絡(luò)通信帶寬；

對(duì)于通信距離的計(jì)算，采用帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)傳輸距離的自由空間損耗的公式：

[lfs](db)＝32.44+20lgd(km)+20lgf(mhz)

式中，lfs為傳輸損耗，d為傳輸距離，f為頻率，頻率的單位以mhz計(jì)算。

303、判斷無(wú)線中繼的通信距離是否能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量；

如果當(dāng)前船舶無(wú)線中繼通信能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，則繼續(xù)監(jiān)控中繼網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。

304、如果帶外網(wǎng)管系統(tǒng)識(shí)別到當(dāng)前船舶無(wú)線中繼通信不能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，則確定調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率是否能保證無(wú)線通信中繼距離。

305、如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率能夠保證無(wú)線通信中繼距離，則確定調(diào)整發(fā)射功率的數(shù)值，編制中繼連接控制指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)線設(shè)備控制器調(diào)整無(wú)線通信參數(shù)，重新建立無(wú)線連接。

306、如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率不能保證無(wú)線通信中繼距離，則確定是否需要調(diào)整無(wú)線設(shè)備的調(diào)制帶寬能否保證無(wú)線通信中繼距離。

307、如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備調(diào)制帶寬能夠保證無(wú)線中繼距離，則確定需要調(diào)整無(wú)線設(shè)備調(diào)制帶寬的數(shù)值，

308、編制中繼連接控制指令，并同步發(fā)送中繼連接控制指令；

309、無(wú)線設(shè)備接收控制指令，調(diào)整無(wú)線通信參數(shù)，重新建立無(wú)線連接。

進(jìn)一步，如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率和調(diào)制帶寬都無(wú)法保證無(wú)線中繼的通信距離，則對(duì)待接入船舶尋找新的無(wú)線中繼船站進(jìn)行船舶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中繼通信。

本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的方法，通過(guò)中繼船舶雙方天線伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)跟蹤，將無(wú)線中繼通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬，接收機(jī)靈敏度以及中繼帶寬等形成閉環(huán)，對(duì)發(fā)射機(jī)功率和調(diào)制帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而達(dá)到保證海面船舶無(wú)線中繼通信距離的目的，極大地提升船舶遠(yuǎn)程通信能力。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證方法原理圖。

圖2是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)確定船舶無(wú)線中繼配對(duì)程序流程圖。

圖3是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)配對(duì)的待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼定向連接流程圖。

圖4是本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證監(jiān)控流程圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地表述本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的船舶無(wú)線中繼通信中繼距離的保證方法，該方法判斷與動(dòng)態(tài)跟蹤中繼通信中繼點(diǎn)之間的地理位置，實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)無(wú)線中繼天線伺服系統(tǒng)天線指向，動(dòng)態(tài)地調(diào)整中繼通信設(shè)備的發(fā)射機(jī)功率、信道帶寬，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離船與船穩(wěn)定無(wú)線中繼。

圖1中所示，本發(fā)明利用船舶雙天線伺服系統(tǒng)作為無(wú)線中繼來(lái)提升船岸無(wú)線通信的距離。雙天線伺服系統(tǒng)的1副天線用于接入網(wǎng)絡(luò)，另外一副天線用于中繼。帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)船舶的位置和船舶網(wǎng)絡(luò)接入狀態(tài)來(lái)分配船舶哪副天線作為接入天線，哪副天線作為中繼天線。為有效提高船岸通信的距離，船岸無(wú)線通信采用定向通信。針對(duì)船舶航行特點(diǎn)，帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集船舶位置，計(jì)算船舶無(wú)線通信和中繼通信的距離，有效分配接入和中繼的無(wú)線通信配對(duì)設(shè)備，并通過(guò)實(shí)時(shí)采集的船舶方位信息，維持船舶無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接。本方法實(shí)時(shí)監(jiān)控船舶無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，將無(wú)線中繼通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬、接收機(jī)靈敏度以及中繼帶寬形成閉環(huán)，對(duì)發(fā)射機(jī)功率和調(diào)制帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，來(lái)維護(hù)海面船舶無(wú)線通信在保證距離遠(yuǎn)的情況下仍保證高帶寬的網(wǎng)絡(luò)連接。

具體地說(shuō)，基于gis的船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證方法的實(shí)現(xiàn)分為三步，第一步：確定進(jìn)行無(wú)線中繼的待接入船站和船舶中繼站，為海上船舶無(wú)線中繼通信做準(zhǔn)備，第二步：對(duì)配對(duì)的待接入船站和船舶中繼站啟動(dòng)無(wú)線中繼定向連接，實(shí)現(xiàn)船舶無(wú)線中繼，第三步：監(jiān)控?zé)o線中繼的無(wú)線通信距離和網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，保證穩(wěn)定的船舶遠(yuǎn)距離通信。

確定無(wú)線中繼的待接入船站和船舶中繼站的配對(duì)實(shí)現(xiàn)流程圖如圖2所示。

確定船舶無(wú)線中繼配對(duì)實(shí)現(xiàn)步驟如下：

1、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集船站的位置信息，并通過(guò)監(jiān)測(cè)船站的網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)識(shí)別未接入網(wǎng)絡(luò)的船站和識(shí)別可用的中繼船站。

2、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)計(jì)算未接入網(wǎng)絡(luò)的船站和可用的中繼船站之間的距離。

3、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)將待接入船站和中繼站的通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬、接收機(jī)靈敏度等無(wú)線設(shè)備參數(shù)和計(jì)算的中繼無(wú)線通信的距離進(jìn)行綜合分析，確定配對(duì)的待接入船站和中繼船站。

啟動(dòng)配對(duì)的待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼定向連接的實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

配對(duì)的待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼定向連接的實(shí)現(xiàn)步驟如下:

1、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)確認(rèn)進(jìn)行中繼的待接入船站和中繼船站后，根據(jù)該配對(duì)船站周?chē)臒o(wú)線通信的頻點(diǎn)和帶寬，確定待接入船站和中繼船站的通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬。

2、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)確定的通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬編制無(wú)線設(shè)備控制指令，并通過(guò)帶外網(wǎng)絡(luò)同步發(fā)送給配對(duì)的待接入船站和中繼船站。

3、待接入船站和中繼船站接收到帶外網(wǎng)管發(fā)送的無(wú)線設(shè)備控制指令后，驅(qū)動(dòng)各自的控制器調(diào)整無(wú)線設(shè)備通信頻點(diǎn)和調(diào)制帶寬，并重新進(jìn)行無(wú)線中繼通信連接。

4、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)確定通信頻點(diǎn)和通信調(diào)制帶寬的參數(shù)后，同步計(jì)算配對(duì)的待接入船站和中繼船站的天線指向。

5、帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算的天線指向，分別編制待接入船站和中繼船站的天線指向指令，并通過(guò)帶外網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給待接入船站和中繼船站。

6、待接入船站和中繼船站接收到天線指向指令后，驅(qū)動(dòng)各自的伺服系統(tǒng)將天線指向指令的方向，建立船舶的無(wú)線中繼通信。

7、網(wǎng)管系統(tǒng)發(fā)出天線指向指令后，開(kāi)始監(jiān)控配對(duì)待接入船站和中繼船站的無(wú)線中繼網(wǎng)絡(luò)連接情況。

船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證監(jiān)控流程圖如圖4所示。

船舶無(wú)線中繼通信中繼距離保證的監(jiān)控實(shí)現(xiàn)步驟如下：

帶外網(wǎng)管系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集船舶無(wú)線中繼通信中的船站的位置，并實(shí)時(shí)計(jì)算船舶無(wú)線中繼的通信距離和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的中繼網(wǎng)絡(luò)通信帶寬。

通信距離的計(jì)算，通過(guò)帶外網(wǎng)管系統(tǒng)根據(jù)傳輸距離的自由空間損耗的公式：

[lfs](db)＝32.44+20lgd(km)+20lgf(mhz)

式中，lfs為傳輸損耗，d為傳輸距離，f為頻率，頻率的單位以mhz計(jì)算。

確定無(wú)線中繼的通信距離是否能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量。如果當(dāng)前船舶無(wú)線中繼通信能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，則繼續(xù)監(jiān)控中繼網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。

如果帶外網(wǎng)管系統(tǒng)識(shí)別到當(dāng)前船舶無(wú)線中繼通信不能夠保證無(wú)線通信的網(wǎng)絡(luò)連接質(zhì)量，則確定調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率是否能保證無(wú)線通信中繼距離。

如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率能夠保證無(wú)線通信中繼距離，則確定調(diào)整發(fā)射功率的數(shù)值，編制中繼連接控制指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)線設(shè)備控制器調(diào)整無(wú)線通信參數(shù)，重新建立無(wú)線連接。

如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率不能保證無(wú)線通信中繼距離，則確定是否需要調(diào)整無(wú)線設(shè)備的調(diào)制帶寬能否保證無(wú)線通信中繼距離。

如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備調(diào)制帶寬能夠保證無(wú)線中繼距離，則確定需要調(diào)整無(wú)線設(shè)備調(diào)制帶寬的數(shù)值，編制中繼連接控制指令，驅(qū)動(dòng)無(wú)線設(shè)備控制器調(diào)整無(wú)線通信參數(shù)。

如果調(diào)整無(wú)線設(shè)備的發(fā)射功率和調(diào)制帶寬都無(wú)法保證無(wú)線中繼的通信距離，則對(duì)待接入船舶尋找新的無(wú)線中繼船站進(jìn)行船舶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中繼通信。

本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的方法，通過(guò)中繼船舶雙方天線伺服系統(tǒng)準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)跟蹤，將無(wú)線中繼通信設(shè)備的頻點(diǎn)、發(fā)射機(jī)功率、調(diào)制帶寬，接收機(jī)靈敏度以及中繼帶寬等形成閉環(huán)，對(duì)發(fā)射機(jī)功率和調(diào)制帶寬進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而達(dá)到保證海面船舶無(wú)線中繼通信距離的目的，極大地提升船舶遠(yuǎn)程通信能力。

以上公開(kāi)的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。