[发明专利]在海洋通信中对用户进行覆盖的设备和方法

说明书

本发明提供了一种在海洋通信中用于为用户提供通信服务的设备和方法。其中，该方法包括以下步骤：估计船上所有用户总的通信速率需求；根据船上所有用户总的通信速率需求计算利用分布式天线服务时对船只的覆盖概率；根据所计算的覆盖概率判断为达到船只的通信服务需求所需要的天线数。与现有技术相比，本发明可以根据用户的通信需求选择服务用户的天线，有效提高了海洋通信网络对海洋用户的覆盖，同时不需要增加额外的基础设施建设且不需要特制的用户收发设备，从而降低了海洋通信的代价。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种在海洋通信中对用户进行覆盖的设备和方法。

背景技术

相较于陆地通信，海洋通信的通信速率低、成本高，而且海洋用户通常与提供通信的基础设备距离远，需要通信基础设施的覆盖距离远大于陆地网络。目前为海洋通信用户提供服务的网络如卫星网络、自组织网络、船舶自动认证系统(Automatic identificationSystem,AIS)网络的发展遇到以下几个方面的问题：一是卫星通信网络的高成本和低通信速率无法满足海洋通信的需求。二是海洋无线自组织网络虽可灵活组网，但安全性能低、通信距离短且通信质量低。虽然相关的研究试图将传统的自组织网络应用于海洋通信并提高其通信性能，但由于自组织网络存在着通信的距离短、可靠性差、信息传输速率低等特性，无法支持高质量的海上用户通信。三是基于AIS的岸基网络主要支持低速率的数据传输，并且针对特殊的应用，如船舶定位，且需要特殊的收发装置。

目前随着智能手机、平板电脑等移动设备的大量普及，携带这些设备的海上用户依然想获得在陆地上时的高质量通信服务，而现有的海洋通信技术无法满足这些需求。另一方面，陆地通信发展更加迅速，随着第五代移动通信技术的发展，陆地移动蜂窝网的通信质量及覆盖能力都远非目前的海洋通信所能匹及。尤其是大规模分布式天线技术的引入，使得移动蜂窝网对边缘用户的覆盖能力提高，为陆地用户提供无缝通信服务。因此，将移动通信网络应用到海洋通信中以提高通信质量并降低成本，有着广阔的前景和应用价值。近年来一些学者也试图将不同的移动通信技术(wimax，wifi，LTE等)引入到海洋通信中来。

然而，由于通信场景的不同，将陆地的通信方案引入到海洋通信中面临着许多挑战，其主要的区别有以下三个方面：(1)用户和服务设备的分布是不同的。用户聚集在船上，而这些船分布在航线上。由于环境恶劣，海洋上的基站建设艰难，基站无法像陆地一样环绕用户；(2)船舶密度较低，而在一个小面积内(船)的用户密度高；(3)通信链路的距离远大于地面网络，但用户的服务质量需求不变。

因此，如何根据海洋通信场景的特殊性及通信需求设计为海洋用户提供良好覆盖且不需要特殊的用户设备或付出较高的通信代价是需要解决的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种在海洋通信中对用户进行通信服务的设备和方法。

根据本发明的一个方面，公开了一种在海洋通信中用于为用户提供通信服务的方法，该方法包括以下步骤：

(1)估计船上所有用户总的通信速率需求R_i；

(2)根据船上所有用户总的通信速率需求计算K根分布式天线服务时对船只的覆盖概率；

(3)根据所计算的覆盖概率判断为达到船只的通信服务需求所需要的天线数。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在海洋通信网络中用于在多天线与海洋用户设备之间转发、传递信息的设备，该设备包括：

(1)信息接收和发送装置，用于接收基站天线或用户发送的信息，并发送信息给用户或天线；

(2)覆盖概率估计装置，用于根据通信速率需求估计当前用户群的覆盖概率；

(3)确定装置，用于根据当前的覆盖概率确定服务天线及服务天线个数。

附图说明