面向海上船舶的移动通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可为海洋船舶上的移动用户提供无线通信支持的移动通信系统。该系统由蜂窝移动通信网、海上移动自组织网、和卫星移动通信网通过船上卫星网关、船上蜂窝网关、陆上网关组合而成。该系统为海上移动用户和岸上用户提供了多种通信方法。海上移动用户和岸上用户通过本发明专利技术公开的无线网络选择方法可以选择合适无线通信网络来建立通信连接。通过本发明专利技术的装置和方法，可以降低通信网络的部署费用和移动用户的通信费用、扩展所支持的移动终端类型、并且可以为海上移动用户提供更丰富的业务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信
，特别涉及面向海上船舶的移动通信系统的构建方法、通信方式及相关装置。
技术介绍
随着我国远洋捕捞和远洋运输的发展，海上船舶移动用户需要在任意海区得到便利有效的通信和业务支持。目前海上船舶(如渔船、货船等)使用的通信设备有单边带短波电台、甚高频无线电话、超短波对讲机、蜂窝手机以及卫星电话。单边带短波电台通过在大气电离层发射短波来实现传输通话，距离远、费用较卫星电话低、终端设备维修便利。其缺点在于短波传输存在覆盖盲区，易收到干扰，受天气影响大，保密性不强。甚高频无线电话通信距离约20海里，主要用于船岸和船舶间近距离话音通信。超短波对讲机主要用于船舶间近距离(通常的有效传输距离8海里)的话音通信。蜂窝手机(如具有全球定位系统 GPS的CDMA手机)价格较低、通信资费便宜；其缺点是蜂窝基站信号覆盖距离有限，通常在近海几十海里以内。卫星移动通信(如Inmarsat海事卫星系统)可以适合远洋公海船舶， 但终端设备购置费用、维护更新费用，和通信资费较高。海上移动用户(如渔民)常无足够资金为船舶配备必要的通信导航设备。如上所述，如何保证海上船舶移动用户在任意海区都有便利有效的通信质量，并且可以获得安全作业和生产所需的各种业务已成为目前需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了面向海上船舶的移动通信系统的构建方法、通信方式及相关装置。本专利技术所述的面向海上船舶的移动通信系统以下称为海洋融合移动通信系统。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统由蜂窝移动通信网、海上移动自组织网、和卫星移动通信网通过船上卫星网关、船上蜂窝网关、陆上网关组合而成。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统的系统组成图如图1所示。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统的系统示意图如图 2所示。图2的示意图是为了方便对所提出的系统得到形象化的认识，图中并没有包括所有可能涉及到的网元。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统用来提供船舶之间以及船岸之间的无线通信。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统结合海洋融合业务系统对海上移动用户提供各种业务。本专利技术所述的海洋融合业务系统为海上移动用户提供如定位、导航、遇险报警、语音通信、气象，渔讯，娱乐等的业务支持。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统与海洋融合业务系统的系统组成图如图3所示。本专利技术所述的海上移动自组织网用来提供船与船之间的无线通信。所述的海上移动自组织网的一个实施例是通过无线网状网(Wireless Mesh Network)实现。具体的无线网状网技术可以是基于IEEE802.1ls的系统，也可以是基于IEEE802. 16的 mesh模式的系统，或者基于非标准化的无线网状网技术。在该实施例中，利用无线网状网的具体构建方法如下每个船上架设一个无线网状网接入点(Mesh AP)。船舶之间的无线通信可通过 Mesh AP所构成的无线多跳网络来实现。这样，多个Mesh AP构成了无线网状网的骨干网。为实现一个船队内船舶之间的通信，Mesh AP的发射功率应可相应调整使邻近船舶之间的无线传输成为可能。Mesh AP的天线可采用高增益天线以扩大传输距离。本专利技术所述的海上移动自组织网的另一个实施例是整个船队由一个无线接入点 (如一个较大功率的WiFi接入点)覆盖。这种WiFi接入点可以采用工作在电视未使用的 “空白频段”的超级W1-Fi技术建立。就用户通信终端而言，双模手机(如蜂窝通信和WiFi接口)和其它具有无线网状网接口的设备(如支持WiFi的手提电脑等)可作为无线网状网客户端(Mesh Client)接入mesh网。然后，通过船舶之间的Mesh AP来和其它船上的用户终端通信。该系统的Mesh AP与无线网状网客户端和其它Mesh AP的无线接口可以是不同的，例如Mesh AP与无线网状网客户端可以是WiFi接口，而Mesh AP与其它Mesh AP的无线接口可以基于无线网状网技术。另外，支持高精度GPS接收器的手机和其它通信终端可集成电子海图显示与信息系统(ECDIS)，以辅助航海人员设计航线、进行航路监视，并可显示与航海相关的其他信息。本专利技术所述的船上蜂窝网关是部署在船上用来实现移动自组织网和蜂窝移动通信网的接口。船上蜂窝网关主要为不具有蜂窝通信接口的设备(如手提电脑)提供蜂窝无线业务的支持。船上蜂窝网关需要完成移动自组织网和蜂窝移动通信网的通信协议以及数据格式的转换。本专利技术所述的船上蜂窝网关是本专利技术所述的海洋融合移动通信系统中的逻辑实体。根据其具体的实现方式，本专利技术所述的船上蜂窝网关可以分为三种类型。第一种类型的船上蜂窝网关是提供蜂窝通信终端和海上移动自组织网的无线接入点接口的设备，通过有线接·口分别与蜂窝通信终端和海上移动自组织网的无线接入点相连。第二种类型的船上蜂窝网关集成了蜂窝通信终端通信模块并通过有线与移动自组织网的无线接入点相连。第三种类型的船上蜂窝网关直接与蜂窝通信终端通信模块和海上移动自组织网的无线接入点集成为一个设备。本专利技术所述的船上卫星网关是部署在船上用来实现海上移动自组织网和卫星移动通信网的接口。船上卫星网关为海上移动用户在不具有蜂窝通信条件下(如远海区)提供无线通信的支持。船上卫星网关需要完成海上移动自组织网和卫星移动通信网的通信协议以及数据格式的转换。本专利技术所述的船上卫星网关是本专利技术所述的海洋融合移动通信系统中的逻辑实体。根据具体的实现方式，本专利技术所述的船上卫星网关可以分为三种类型。第一种类型的船上卫星网关是提供卫星通信终端和海上移动自组织网的无线接入点接口的设备，通过有线接口分别与卫星通信终端和海上移动自组织网的无线接入点相连。第二种类型的船上卫星网关集成了卫星通信终端的通信模块并通过有线和海上移动自组织网的无线接入点相连。第三种类型的船上卫星网关直接与卫星通信终端的通信模块和海上移动自组织网的无线接入点集成为一个设备。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统可在第一种类型的船上蜂窝网关、第二种类型的船上蜂窝网关和第三种类型的船上蜂窝网关中选择一种在船舶上部署。部署在船队中所述的船上蜂窝网关的数量可以是零个、一个、和一个以上。当部署的船上蜂窝网关是零个时，所提出的系统不支持不具有蜂窝通信接口的设备接入蜂窝移动通信网。部署船上蜂窝网关的船舶也应部署海上移动自组织网的无线接入点并且和船上蜂窝网关建立连接。本专利技术所述的海洋融合移动通信系统可在第一种类型的船上卫星网关、第二种类型的船上卫星网关和第三种类型的船上卫星网关选择一种在船舶上部署。部署在船队中所述的船上卫星网关的数量可以是零个、一个、和一个以上。当部署的船上卫星网关是零个时，所提出的系统不支持不具有卫星通信接口的设备接入卫星通信网。部署船上卫星网关的船舶也应部署海上移动自组织网的无线接入点并且和船上卫星网关建立连接。本专利技术所述的陆上网关是用来实现蜂窝移动通信网和卫星移动通信网的接口。本专利技术所述的陆上网关是本专利技术所述的海洋融合移动通信系统中的逻辑实体。卫星移动通信网和第三代蜂窝移动通信系统互联已经有标准化组织的定义。 S-UMTS(Satellite component of the Universal Mobile Telecommunication System) 是卫星移动通信网和基于WCDMA的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可为海洋船舶上的移动用户提供无线通信支持的移动通信系统，其特征在于该系统由蜂窝移动通信网、海上移动自组织网、和卫星移动通信网通过船上卫星网关、船上蜂窝网关、陆上网关组合而成。

【技术特征摘要】
1.一种可为海洋船舶上的移动用户提供无线通信支持的移动通信系统，其特征在于该系统由蜂窝移动通信网、海上移动自组织网、和卫星移动通信网通过船上卫星网关、船上蜂窝网关、陆上网关组合而成。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的海上移动自组织网可提供船与船之间的无线通信。3.如权利要求2所述的海上移动自组织网的一个实施例是通过无线网状网(WirelessMesh Network) IEEE802.1ls 系统实现。4.如权利要求3所述的海上移动自组织网的实施例的实现方法是船队的每个船上架设一个无线网状网接入点(Mesh AP)，整个船队之间的无线通信可通过Mesh AP所构成的无线多跳网络来实现。5.如权利要求4所述的海上移动自组织网的实施例的实现方法中MeshAP的发射功率可以调整使邻近船舶之间的无线传输成为可能。6.如权利要求2所述的海上移动自组织网的一个实施例是通过IEEE802.16的Mesh模式实现。7.如权利要求2所述的海上移动自组织网的一个实施例是整个船队通过超级WiFi无线接入点实现。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述海上船上卫星网关是部署在船上用来实现海上移动自组织网和卫星移动通信网的接口。9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述船上蜂窝网关是部署在船上用来实现移动自组织网和蜂窝移动通信网的接口。10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，部署在船队中所述的船上蜂窝网关的数量可以是零个、一个、和一个以上。11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述船上卫星网关部署...

【专利技术属性】
技术研发人员：白勇，杜文才，
申请(专利权)人：海南大学，
类型：发明
国别省市：