智能运动型无线通信网络系统及控制方法与流程

文档序号：11234220阅读：729来源：国知局

本发明属于无线通信的技术领域，特别涉及智能的无线通信射台的网络系统。

背景技术：

从1983年第一个第一代无线移动通信网络正式商用至今，无线移动通信网络已经演进到了第四代。无论第一代还是现在的第四代，无线移动通信网络都是基于1947年美国贝尔实验室提出的蜂窝移动通信概念。蜂窝移动通信的核心就是将基站，也就是射台，模仿蜂窝的形状，分布到需要提供通信服务的区域。为了保障高速率通信，无线通信网络的发展出现了两个比较明显的趋势，其一是通信射台越来越接近用户，其二是每个通信射台服务的用户越来越少。根据行业预测，到2020年无线网络将进入第五代，为了保障随时实地的高速率服务，需要每隔几十米就设置一个射台，这从物业协调、配套建设、环保要求、成本控制等方面考虑都不现实。

随时实地的高速率通信服务需要建设大量的射台，而由于实际建设条件限制无法建设足够多的射台，从而无法提供随时随地高速率服务。产生这个矛盾的根本原因在于目前的无线网络中，射台位置是固定的，当用户离开射台一定距离后，原射台无法提供足够的服务而需要切换到另一个射台。目前射台需要安装在地面一定高度的固定物体上，而由于物业、环保、成本等问题，地面上无法提供足够多适用的固定物。同时由于地面建筑分布复杂，固定的射台与用户之间往往不能实现直线的数据传输，由此带来了额外的传输损耗以及限制了速率的提升。此外密集分布的固定射台为了满足覆盖和速率要求，又产生了相互干扰的问题，导致网络控制复杂化。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种智能运动型无线通信网络系统及控制方法，该系统及控制方法采用运动式的无线射台，脱离地面固定物的限制，转而在空中进行布局，从而解决目前制约无线网络发展的射台数量、成本、环保、干扰等困境，并且实现射台与用户之间直线通信，为无线通信技术的进一步演进至光通信、量子通信等提供了基础。

本发明的另一个目的在于提出一种智能运动型无线通信网络系统及控制方法，该系统及控制方法利用射台与用户之间直线传输，提高传输速率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种智能运动型无线通信网络系统，其特征在于该系统包括有智能云平台、射台蜂巢及射台，所述射台与蜂巢之间通过无线的方式进行通讯，且所述射台为运动型，可以自由飞行或者悬停于空中。

所述射台是指无线信号发射点。

其中，所述射台蜂巢设置在地面较高的固定物上，和智能云平台之间逻辑相连，射台蜂巢和智能云平台之间具备高速通信的能力，智能云平台可以对射台蜂巢资源进行统一调配。

进一步，所述射台蜂巢设置有无线基站和天线，能够提供广覆盖信号，用户可以接收并响应广覆盖信号，射台蜂巢利用用户的响应可以识别用户需求并定位用户，进而控制射台为用户提供服务；射台蜂巢同时具有收纳、发射射台的能力。

进一步，所述射台蜂巢内设置有智能控制中心，智能控制中心对蜂巢所辖的射台进行管理和优化设置，智能控制中心可以通过无线方式和空中飞行的射台进行高速通信。

其中，所述射台包括有飞行部分和基站部分，所述基站部分为移动式基站，固定于所述飞行部分上，所述飞行部分为无人机；由此，射台成为能够进行空中飞行的移动式基站，射台具有智能的特点，既可以接受射台蜂巢的指令进行运动，也可以跟踪用户移动而运动，射台与射台之间具备自优化功能。

进一步，所述射台对用户进行照射式覆盖。

射台蜂巢具备广覆盖能力，具备与用户进行通信的能力，可以发现用户分布、响应用户通信需求并发射相应的射台为用户服务。用户除了接入初始和射台蜂巢之间进行通信外，当用户成功接入射台后，用户主要和射台发生通信，射台将用户通信数据转发给射台蜂巢。射台蜂巢还具备为射台续航的能力。不服务用户的射台可以悬停空中，也可以返回射台蜂巢进行续航维护。

一种智能运动型无线通信网络的控制方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

步骤1，射台蜂巢向用户提供广覆盖低速率通信；

步骤2，射台待机，等待用户通信请求；

步骤3，用户向射台蜂巢发射通信请求；

步骤4，判断是否进行高速率通信；否，则射台与射台蜂巢进行通信，并进行用户和射台蜂巢之间的切换，返回步骤2；是，则进行下一步；

步骤5，射台蜂巢对当前空中分布的射台进行运算，为用户指派射台进行高速通信；

步骤6，判断是否指派射台成功；否，则返回步骤3；是，则进行下一步；

步骤7，指派的射台飞抵用户上空，并与用户建立通信；否，则返回步骤5，是，则进行下一步；

步骤8，切换通信，用户切换为与射台进行通信，射台和射台蜂巢进行通信；

步骤9，用户与射台，射台与射台蜂巢进行必要的切换；

步骤10，判断高速率通信是否结束；否，则继续进行步骤9；是，则进行下一步；

步骤11，用户断开与射台之间的通信，重新建立与射台蜂巢之间的通信；

步骤12，射台蜂巢为射台指定新用户，或射台进入待机状态。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：将射台脱离地面固定物的限制，转而在空中进行布局，能够自适应地调整无线网络结构，缩短射台和无线信号接收终端之间的距离，提高无线网络的服务质量，并且实现射台与用户之间直线通信，能够提高传输速率，而且为无线通信技术的进一步演进至光通信、量子通信等提供了基础。

附图说明

图1是本发明实施的射台蜂巢设置示意图。

图2是本发明实施的射台工作方式示意图。

图3是本发明实施的射台蜂巢、射台、用户之间通信方式示意图。

图4是本发明实施的射台蜂巢、射台、用户之间通信过程控制流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示，为本发明所实现的智能运动型无线通信网络射台布置方案，主要包括以下方面：射台蜂巢设置方式，射台工作方式，射台蜂巢、射台、用户之间通信方式。下面将结合附图分别详细说明。

(1)射台蜂巢设置方式

图1所示，射台蜂巢设置在地面较高的固定物上，和智能云平台之间逻辑相连，射台蜂巢和智能云平台之间具备高速通信的能力，智能云平台可以对射台蜂巢资源进行统一调配。射台蜂巢设置有无线基站和天线，能够提供广覆盖信号，用户可以接收并响应广覆盖信号，射台蜂巢利用用户的响应可以识别用户需求并定位用户，进而控制射台为用户提供服务。射台蜂巢同时具有收纳、发射射台的能力，并能够为射台提供续航维护服务。

(2)射台工作方式

图2所示，射台初始位于射台蜂巢内，当射台蜂巢接收到用户需求并发出指令后，射台将高速飞往用户所在地上空，并为用户提供通信服务。当空中有多个射台时，射台与射台之间可以实现布局自动优化功能，用户可以在不同射台之间发生通信切换。

图中所示，每个射台可以为一个用户提供服务，射台之间具有逻辑连接，可以实现结构自优化功能，射台跟踪飞行于用户上空，为用户提供照射覆盖。

同时，射台具备为多个用户同时提供服务的能力。在用户断开服务需求之前，在合理续航时间内射台将跟踪用户移动，并持续提供服务。当射台续航时间将要结束时，射台可以向射台蜂巢申请新的射台给予替换，而续航时间将要结束的射台将自动返回射台蜂巢，并接受射台蜂巢的续航维护。当射台没有服务用户时，可以根据网络需要，悬停空中、和其他射台进行结构优化或者返回射台蜂巢。

(3)射台蜂巢、射台、用户之间通信方式

图3所示，射台蜂巢具备发射广覆盖信号的能力，用户接收广覆盖信号，并通过响应广覆盖信号向射台蜂巢提出服务需求。射台蜂巢可以识别不同的用户需求，并对射台进行指派。在用户接入射台之前，射台蜂巢可以和用户发生信令控制通信以及低速率通信。当射台到达用户上空，用户成功接入射台后，射台蜂巢通过射台和用户通信，射台直接和用户进行通信。

对于每个用户来说，射台蜂巢和射台之间是直线高速率通信，并且随着射台的移动，射台蜂巢和射台之间的通信能够持续进行。射台和用户之间是直线高速率通信，并且随着射台、用户的移动，射台和用户之间的通信能够持续进行。所述的直线高速通信可采用超宽带高速通信的方式实现。蜂巢内设置有智能控制中心，智能控制中心对蜂巢所辖的射台进行管理和优化设置，智能控制中心可以通过无线方式和空中飞行的射台进行高速通信。

而射台蜂巢与用户之间采用现有的低速率广覆盖无线通信，提升射台蜂巢的覆盖效率。

图4所示，射台蜂巢、射台、用户之间通信过程控制流程为：