[发明专利]基于无人船基站组网的LTE海上应急通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及海上应急通信技术领域，具体涉及到基于无人船基站组网的LTE海上应急通信的覆盖。

背景技术

海上通信关系着海上作业人员的安全、沟通和管理，不但有利于海洋经济的健康持续发展，而且当发生海难时有利于快速地搜救遇难人员。目前国内外海上通信有两种方式：一种是卫星通信系统，另一种是数字对讲机通信。卫星通信虽然覆盖面积大、通信容量大，但是高昂的卫星通信费用使其很难在市面上推广。数字对讲机只能进行点对点或者一点对多点的短距离海上语音通信，无法实现海上与岸上的自由通信。目前，移动通信基站的最远覆盖距离是160公里，超过这个距离，由于时延等原因，无法解析数据进行通信。

目前，应急通信一般是指在出现自然的或者人为的突发性紧急情况时，综合利用各种通信资源，保障紧急救援、救助和必要通信所需要的通信方式。应急通信是一种具有暂时性、为应对自然或人为紧张情况而提供的特殊通信机制。现有应急通信的组网技术主要是专网组网，本发明首次提出的无人船基站组网的LTE海上应急通信系统采用了LTE的应急通信网与卫星通信网的互联互通技术，可实现突发海上紧急状况时迅速地利用无人船来迅速地搭建海上的应急通信系统，并实现普通手机也能在海上接入网络，从而减少海上通信的成本。

发明内容

鉴以此，本发明的发明目在于提供一种基于无人船基站组网的LTE海上应急通信系统，构建面向海上环境的救援应急通信体系，解决如何使用卫星通信资源和自组织网来部署海上应急通信系统的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术手段如下：

一种基于无人船基站组网的LTE海上应急通信系统，包括无人船基站组网，岸上LTE基站和同步轨道通信卫星，所述无人船基站组网包括父节点无人船和无人船子集群，所述岸上LTE基站通过BBU设备和IPRAN边缘路由器与同步轨道通信卫星建立无线连接；所述同步轨道通信卫星为岸上LTE基站与无人船基站组网的中继站。

所述父节点无人船设有卫星通信中继、LTE基站、协调控制模块和供电模块，所述卫星通信中继用于实现所述同步轨道通信卫星与父节点无人船之间的通信；所述LTE基站用于实现无人船基站组网的互联互通，并在LTE网络小区中实现移动通信运营商的许可频率覆盖；所述协调控制模块包括网络部署单元与虚拟动力定位锚控制单元；所述供电模块设有太阳能电池板、蓄电池和燃油发电系统混合供电，并分别向所述卫星通信中继、LTE基站、协调控制模块供能。

优选地，所述网络部署单元用于向待部署应急通信网络区域分配移动通信运营商的许可频率，并使用默认的LTE协议参数；获取所述LTE基站中经过编号后的网络小区的部署信息，所述经过编号后的网络小区编号分别为第一小区、第二小区和第三小区；向应急通信网络部署区域分配相应功率。

优选地，所述获取LTE基站中经过编号后的网络小区的部署信息，包括，获取所述网络小区的中心区域和边缘区域划分情况、相邻网络小区的边缘的重叠区域大小以及全向天线角度设置的数据，所述重叠区域根据各个LTE基站上GPS反馈的实时位置信息及网络小区部署区域的半径来确定，或者根据应急通信网络中网络小区实际参考信号的接收功率或者寻呼信号强度来确定。

优选地，向应急通信网络部署区域分配相应功率，如果用户处于待部署应急通信网络区域中相邻小区的边缘重叠区域内，则所述重叠区域采用限制功率发射；如果用户处于待部署应急通信网络区域中小区的中心区域，则所述区域采用全功率发射；所述发射功率可根据实际的信噪比适当的调整。

优选地，应急通信网络部署区域中网络小区的中心区域和边缘区域划分情况是根据用户及其业务的分布、系统负载和无人船的实时位置动态调整的。

优选地，所述虚拟动力定位锚控制单元根据海流的流速和方向及相邻网络小区的重叠区域控制所述无人船子集群之间的距离；其中，当所述父节点无人船受到海流的影响发生移动时，所述的虚拟动力定位锚控制单元根据LTE基站上GPS的信息给推进器输入指令，实现所述父节点船上的LTE基站保持在指定的位置；当所述父节点船动态地维持在指定地点时，所述虚拟动力定位锚控制单元根据所述相邻网络小区的重叠区域和获取所述无人船子集群上LTE基站的GPS信息，向所述无人船子集群的虚拟动力定位锚控制单元传输移动指令，从而控制所述无人船子集群的推进器，实现控制无人船上LTE基站之间的有效距离。