[發(fā)明專利]基于平流層平臺及船載中繼站的海地一體化通信系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610995992.5
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106788667B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林彬;趙天歌;張凌
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W16/18
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

本發(fā)明公開了一種基于平流層平臺及船載中繼站的海地一體化通信系統(tǒng)，包括平流層平臺、地面基站和船載中繼站；地面4G基站通過接入鏈路將需要發(fā)送的信息先傳送給平流層平臺上搭載的4G基站，并在平流層平臺上進行信息交換，再由平流層平臺通過無線回傳鏈路將信息發(fā)送給船載中繼站，再由該船載中繼站通過中繼鏈路將信息傳送給船上用戶4G LTE終端。本系統(tǒng)實現(xiàn)了海地一體化的4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，將陸地4G網(wǎng)絡(luò)向海上有效延伸，消除4G網(wǎng)絡(luò)在海上的覆蓋盲點，增加了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，更好地滿足了海上用戶的通信需求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于平流層平臺及船載中繼站的海地一體化通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

平流層平臺的定義由1997年的世界無線電通信大會(WRC)中無線電規(guī)則(RR)第S1.66A款中給出，其具體定義為：一個滯留在20—50km高度的臨近空間內(nèi)，相對于地球特定位置靜止的平臺，具體為運行于平流層的飛艇、氣球、無人機或有人機等。

平流層通信系統(tǒng)綜合了衛(wèi)星通信與地基通信兩大傳統(tǒng)通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點，被認為是無線通信領(lǐng)域的又一重大突破。與衛(wèi)星通信相比，平流層通信成本更低、延遲更小、部署方便、升級容易、使用壽命長且綠色環(huán)保。與地基通信系統(tǒng)相比，平流層通信信號衰落更小，天線覆蓋面積較大，可以用更少的資源實現(xiàn)高密度和大區(qū)域覆蓋，具有費用低、容量大、部署快、布網(wǎng)靈活、回收方便等特點，在遠洋、陸上偏遠地區(qū)通信具有顯著的優(yōu)勢。

目前的海上通信方式主要包括移動衛(wèi)星通訊(INMARSAT)，全球海上遇險與安全系統(tǒng)(GMDSS)，無線電話通信(Radio Telephony)，以及無線電報通信(Radio Telegraphy)等。這些通信方式各有缺點：成本高，可靠性差，易受環(huán)境影響，時延長，不能為用戶提供高速、廉價以及無縫的服務(wù)，無法實現(xiàn)終端設(shè)備的便攜化、小型化和手持化等。而本發(fā)明通過將地面蜂窩網(wǎng)，平流層平臺與船載中繼站相結(jié)合的方式，實現(xiàn)陸地4G網(wǎng)絡(luò)向海上的有效延伸，構(gòu)成海地一體化通信系統(tǒng)，能夠更好地滿足海上用戶的通信需求。

3GPP Release10中提出將Relay技術(shù)作為LTE標準，其原理是在原有服務(wù)基站的基礎(chǔ)上，通過增加一些新的Relay Node(RN,或稱中繼節(jié)點、中繼站)，加大站點和天線的分布密度，拉近天線和終端用戶的距離，改善終端的鏈路質(zhì)量，從而提高系統(tǒng)的頻譜效率和用戶數(shù)據(jù)率。還可以在LTE Relay中引入基帶信號處理，不僅能夠放大信號，抵抗移動信道的大尺度衰落，還能夠抑制干擾。因中繼設(shè)備的復雜度遠低于基站，按照3GPP的定義，Relay的成本僅為傳統(tǒng)宏基站的十分之一，因此選用LTE Relay對船舶進行覆蓋有利于降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，同時能夠減小無線鏈路的空間損耗，增大信噪比，進而提高用戶信道容量。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明公開了一種基于平流層平臺及船載中繼站的海地一體化通信系統(tǒng)，包括平流層平臺、地面基站和船載中繼站；

地面4G基站通過接入鏈路將需要發(fā)送的信息先傳送給平流層平臺上搭載的4G基站，并在平流層平臺上進行信息交換，再由平流層平臺通過無線回傳鏈路將信息發(fā)送給船載中繼站，再由該船載中繼站通過中繼鏈路將信息傳送給船上用戶4G LTE終端；

所述平流層平臺上搭載LTE標準中的4G基站；

地面基站也為LTE標準中的4G基站；

船載中繼站采用LTE標準中的中繼站。

所述搭載LTE標準中的4G基站的平流層平臺距地面高度D＝20km。

平流層平臺上搭載LTE標準中的4G基站，為保證其信號強度，設(shè)其信號傳播距離S＝25km，載波頻率f＝2.4GHZ。

搭載4G基站的平流層平臺其信號覆蓋區(qū)域半徑R＝15km，覆蓋面積可達700平方公里以上，其覆蓋區(qū)域典型的仰角范圍是53.1°-90°。