[发明专利]一种利用岸基基站和船舶位置信息的动态天线调整和通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及船舶岸基无线网络通信，具体是一种利用岸基基站和船舶位置信息的动态天线调整和通信的方法。

背景技术

船舶岸基无线网络是海洋互联网中的一个重要组成部分，其主要负责将陆上高品质高带宽的因特网无线延伸至离岸5公里-30公里的近岸航道上的船舶。

目前船舶岸基无线网络尚处于研究起步阶段，船舶岸基无线网络之所以研究地比较晚，主要原因是，远洋船舶上工作以及生活的人们已经习惯了航海过程中枯燥乏味的生活，当遇到特殊情况，例如，遇到海盗，撞船事故以及不可抗拒的自然灾难之后，才会勉强使用卫星通信的方法与岸上指挥人员进行联系，众所周知卫星通信不仅带宽极其有限，而且价格非常昂贵，不是一般个人以及小型公司所能承受的。

在经济全球化如此深入，远洋运输的货物量占到国际间货物运输量的80％的今天，人们对廉价高品质的海上无线接入的需求越来越高，人们期待在远洋航行过程中也能像在陆地上一样，可以以能够承受的代价接入因特网，享受各种因特网服务，为海上枯燥乏味的生活带来一些乐趣，同时也能为自己的人生安全带来一份保障。

以上原因致使越来越多的人们展开对海洋上网络的研究。

通过查看全球船舶自动识别系统(Automatic Identification System，简称AIS)船舶实时信息，我们发现海洋上的船舶虽然很多，但是有将近70％是沿着近岸航道航行，只有少部分是在深海中航行，如果我们可以为近岸航道上的船舶提供可靠的因特网接入服务，那么就将我们的研究迈进了一大步，由此可见岸基无线网络在海洋互联网研究中的重要性非常高。

Shengming Jiang在“On the Marine Internet and Its Potential Applications for Underwater Inter-networking”WUWNet'13Proceedings of the Eighth ACM International Conference on Underwater Networks and Systems,NY,USA,2013一文中构建了一个叫做海洋互联网的系统，该系统可以将海洋上航行的船舶以较低的价格较大的带宽接入因特网，船舶岸基无线网络是该系统的一个重要组成部分，该文章从整体上阐述了海洋互联网系统这一构想，不足的是，文章对船舶岸基无线网络没有一个相对详细的实施方案。

Young-Bae Ko在“Medium Access Control Protocols Using Directional Antennas in Ad Hoc Network”IEEE INFOCOM,vol.1,2000.pp.13-21一文中，通过假定收发终端进行通信时，发方天线定向传输数据，收方天线全向接收数据，从而在保证带宽的同时延长传输距离，然而这种方式虽然能够在一定程度上提高传输性能，但还不能够充分利用定向天线空间复用的优势，同时定向传输全向接收也会引起天线增益的不对称。

Emad Shihab在“A Distributed Asynchronous Directional-to-Directional MAC Protocol for Wireless Ad Hoc Networks”IEEE Transactions on Vehicular Technology,vol.58,2009.pp.5124-5134一文中，通过改进过去天线定向发送全向接收的方法，使用了定向发送定向接收的方法，在很大程度上延长了传送距离也解决了增益匹配问题，但是文章描述得太过笼统，重点放在了多媒体接入控制层的协议的设计上，对天线系统如何调整天线没有一个详细的描述，而且文章也没有一个具体的使用场景。

综上所述，现有的通信方法如果直接应用到船舶岸基无线网络中，会存在诸多局限，在通信天线的选取上都是采用全向天线；或是采用定向发送全向接收的模式，即使采用定向发送定向接收的模式，也没有对如何对天线进行调整有一个详细的描述，同时也没有一个具体的使用场景。

发明内容