[發(fā)明專利]一種面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010539944.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111628820B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王飛;樊闖;張偉;廖濤;張永清;郭成林;李雄財
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科蓉威電子技術(shù)有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B7/0426;H04W4/02;H04W4/029;H04W4/24;H04W16/18;H04W24/02
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 錢成岑

1.一種面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，包括岸基平臺和船載遠端站；所述岸基平臺包括運營管理平臺和岸基基站；所述船載遠端站包括北斗雙模船載一體機、船載骨干遠端站、本地?zé)o線覆蓋模塊、船載扇區(qū)遠端站和船載全向遠端站；

所述運營管理平臺，用于采集系統(tǒng)內(nèi)船只位置及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃，以及完成用戶管理、平臺運營和流量計費；

所述岸基基站與運營管理平臺連接，用于實現(xiàn)系統(tǒng)與地面網(wǎng)絡(luò)接入，并按照網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃要求，完成指定海域的方向性波束覆蓋，使岸基基站與船載骨干遠端站形成骨干鏈路；

所述北斗雙模船載一體機，用于實現(xiàn)載體船只的精確定位，并將位置和通信狀態(tài)周期性地上報到運營管理平臺，以及接收運營管理平臺下發(fā)的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃信息及指令信息，并通過串口提供給船載遠端站；

所述船載骨干遠端站配置具有伺服系統(tǒng)的天線單元，通過采用慣導(dǎo)+GNSS+RSSI+規(guī)劃參數(shù)的跟蹤機制的跟蹤軟件，實現(xiàn)天線單元波束與岸基基站方向性波束的跟蹤；

所述船載扇區(qū)遠端站與船載骨干遠端站上部署在同一只骨干船只上，通過扇區(qū)天線實現(xiàn)周圍無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域覆蓋；

所述船載全向遠端站，用于與船載扇區(qū)遠端站的扇區(qū)天線形成收發(fā)互通；

所述本地?zé)o線覆蓋模塊與船載骨干遠端站和船載扇區(qū)遠端站對接，實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和協(xié)議處理，并通過WiFi和/或網(wǎng)線接口完成本地上網(wǎng)功能；

所述跟蹤軟件實現(xiàn)天線單元波束與岸基基站方向性波束的跟蹤的流程如下：

1)系統(tǒng)開機進行初始化：初始化船載骨干遠端站的天線單元，使天線單元波束指向最低點；

2)獲取天線單元姿態(tài)信息、岸基基站方向性波束參數(shù)和網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃參數(shù)、以及載體船只的GNSS位置、速度變化信息和角度變化值，同時開啟三軸穩(wěn)定控制，主控系統(tǒng)通過姿態(tài)解算計算出天線單元在載體船只坐標系下的初始對準角度，然后通過主控系統(tǒng)控制伺服系統(tǒng)驅(qū)動天線單元波束指向該初始對準角度，以進行動態(tài)下的粗對準；

3)粗對準完成后，開始進行圓錐掃描，通過改變圓錐掃描的搜索半徑進行精對準，完成精對準后鎖定該位置，即可完成動態(tài)下的初始對準；

4)隨后進入自動跟蹤狀態(tài)；在自動跟蹤狀態(tài)下，天線單元內(nèi)的載波檢測模塊對接收信號強度進行不間斷的監(jiān)控，根據(jù)信號強弱決定進行圓錐掃描，以補償角度誤差；

5)當圓錐掃描無法跟蹤信號，啟動盲掃，重新捕獲信號；

6)停止跟蹤后，系統(tǒng)進入停機狀態(tài)，斷電關(guān)閉系統(tǒng)；

所述運營管理平臺包括北斗指揮機和嵌入式軟件；其中，通過北斗指揮機采集系統(tǒng)內(nèi)船只位置及網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息，通過嵌入式軟件實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃，以及完成用戶管理、平臺運營和流量計費；

所述岸基基站包括室內(nèi)單元IDU和室外單元ODU和智能波束賦形天線；其中，

所述室內(nèi)單元IDU用于實現(xiàn)系統(tǒng)與地面網(wǎng)絡(luò)接入；

所述室外單元ODU完成專網(wǎng)隔離、專網(wǎng)信號生成、收發(fā)處理和智能波束賦形天線控制；

所述智能波束賦形天線用于按照網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃要求，完成指定海域的方向性波束覆蓋，使智能波束賦形天線與船載骨干遠端站形成骨干鏈路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述骨干鏈路為定向高增益通信鏈路，通信頻段選擇在4.9GHz～6GHz的許可頻段或免除許可頻段。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述天線單元波束與岸基基站方向性波束的跟蹤精度優(yōu)于1/4半功率波束寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述船載扇區(qū)遠端站通過4組90°的高增益扇區(qū)天線實現(xiàn)周圍無線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域覆蓋。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向作業(yè)船隊的中遠程寬帶無線接入系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)的工作流程如下：

1)骨干船只上的船載骨干遠端站通過北斗雙模一體機將自身位置和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)上報到運營管理平臺；

2)運營管理平臺根據(jù)各骨干船只上報的位置和網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)完成網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃，并將相關(guān)數(shù)據(jù)下發(fā)到岸基基站，由岸基基站的智能波束賦形天線形成面向骨干船只的方向性波束覆蓋；

3)骨干船只上的船載骨干遠端站的天線單元在伺服系統(tǒng)控制下，結(jié)合接收到的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)規(guī)劃參數(shù)，對岸基基站的方向性波束進行自動跟蹤，以此建立并自動維持骨干鏈路；

4)骨干鏈路連接后開啟本地?zé)o線覆蓋模塊，實現(xiàn)骨干船只連接互聯(lián)網(wǎng)功能，同時通過船載扇區(qū)遠端站完成周圍無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋功能；

5)其余船只作為船載全向遠端站，通過高增益全向天線與船載扇區(qū)遠端站收發(fā)互通，實現(xiàn)本船上網(wǎng)功能。