[發明專利]在海洋通信中對用戶進行覆蓋的設備和方法

有效

• 申請號: 201710017379.0
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106792756B
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 徐艷麗;姜勝明;劉鋒
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明提供了一種在海洋通信中用于為用戶提供通信服務的設備和方法。其中，該方法包括以下步驟：估計船上所有用戶總的通信速率需求；根據船上所有用戶總的通信速率需求計算利用分布式天線服務時對船只的覆蓋概率；根據所計算的覆蓋概率判斷為達到船只的通信服務需求所需要的天線數。與現有技術相比，本發明可以根據用戶的通信需求選擇服務用戶的天線，有效提高了海洋通信網絡對海洋用戶的覆蓋，同時不需要增加額外的基礎設施建設且不需要特制的用戶收發設備，從而降低了海洋通信的代價。

技術領域

本發明涉及無線通信領域，尤其涉及一種在海洋通信中對用戶進行覆蓋的設備和方法。

背景技術

相較于陸地通信，海洋通信的通信速率低、成本高，而且海洋用戶通常與提供通信的基礎設備距離遠，需要通信基礎設施的覆蓋距離遠大于陸地網絡。目前為海洋通信用戶提供服務的網絡如衛星網絡、自組織網絡、船舶自動認證系統(Automatic identificationSystem,AIS)網絡的發展遇到以下幾個方面的問題：一是衛星通信網絡的高成本和低通信速率無法滿足海洋通信的需求。二是海洋無線自組織網絡雖可靈活組網，但安全性能低、通信距離短且通信質量低。雖然相關的研究試圖將傳統的自組織網絡應用于海洋通信并提高其通信性能，但由于自組織網絡存在著通信的距離短、可靠性差、信息傳輸速率低等特性，無法支持高質量的海上用戶通信。三是基于AIS的岸基網絡主要支持低速率的數據傳輸，并且針對特殊的應用，如船舶定位，且需要特殊的收發裝置。

目前隨著智能手機、平板電腦等移動設備的大量普及，攜帶這些設備的海上用戶依然想獲得在陸地上時的高質量通信服務，而現有的海洋通信技術無法滿足這些需求。另一方面，陸地通信發展更加迅速，隨著第五代移動通信技術的發展，陸地移動蜂窩網的通信質量及覆蓋能力都遠非目前的海洋通信所能匹及。尤其是大規模分布式天線技術的引入，使得移動蜂窩網對邊緣用戶的覆蓋能力提高，為陸地用戶提供無縫通信服務。因此，將移動通信網絡應用到海洋通信中以提高通信質量并降低成本，有著廣闊的前景和應用價值。近年來一些學者也試圖將不同的移動通信技術(wimax，wifi，LTE等)引入到海洋通信中來。

然而，由于通信場景的不同，將陸地的通信方案引入到海洋通信中面臨著許多挑戰，其主要的區別有以下三個方面：(1)用戶和服務設備的分布是不同的。用戶聚集在船上，而這些船分布在航線上。由于環境惡劣，海洋上的基站建設艱難，基站無法像陸地一樣環繞用戶；(2)船舶密度較低，而在一個小面積內(船)的用戶密度高；(3)通信鏈路的距離遠大于地面網絡，但用戶的服務質量需求不變。

因此，如何根據海洋通信場景的特殊性及通信需求設計為海洋用戶提供良好覆蓋且不需要特殊的用戶設備或付出較高的通信代價是需要解決的問題。

發明內容

本發明目的是提供一種在海洋通信中對用戶進行通信服務的設備和方法。

根據本發明的一個方面，公開了一種在海洋通信中用于為用戶提供通信服務的方法，該方法包括以下步驟：

(1)估計船上所有用戶總的通信速率需求R_i；

(2)根據船上所有用戶總的通信速率需求計算K根分布式天線服務時對船只的覆蓋概率；

(3)根據所計算的覆蓋概率判斷為達到船只的通信服務需求所需要的天線數。

根據本發明的另一個方面，提供了一種在海洋通信網絡中用于在多天線與海洋用戶設備之間轉發、傳遞信息的設備，該設備包括：

(1)信息接收和發送裝置，用于接收基站天線或用戶發送的信息，并發送信息給用戶或天線；

(2)覆蓋概率估計裝置，用于根據通信速率需求估計當前用戶群的覆蓋概率；

(3)確定裝置，用于根據當前的覆蓋概率確定服務天線及服務天線個數。

附圖說明