[發明專利]一種海洋互聯網系統及其方法

有效

• 申請號: 201310296258.6
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN104283935B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 姜勝明;周亮;王曉峰
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04W84/18
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙)31230
• 代理人: 陳偉勇

技術領域

本發明是關于一種互聯網系統，更具體地說，是一種海洋互聯網系統及其實現方法。

背景技術

海洋互聯網是指能在諸如海洋這樣遼闊的水域，包括水面和水下,提供互聯網服務的網絡系統。由于海洋獨特的地理環境、氣象條件以及用戶分布狀況等因素的制約，海洋互聯網仍然是個尚需開發的領域。特別是隨著經濟和社會的發展，海洋互聯網的需求越來越旺盛，如出海的船員和漁民、守島的軍民、海上石油開采、海洋勘探和海洋環境監測等。目前海洋互聯網服務主要靠衛星系統來提供,不但速度低,成本高,而且通信費昂貴，不是普通用戶所能承擔得起的。所以，人們迫切希望能有一種廉價實用和方便的接海洋互聯網服務。

除衛星系統外,近來，研究人員提出一些其它方法來將互聯網服務擴展海面上，如水面無線自組織網絡。這種網絡是由船舶、浮標、燈塔、氣象觀測臺等具有無線通信功能的設施所組成的無線自組織網絡。但這種網絡覆蓋范圍小,且性能不穩定，網絡可靠性無法得到保障,不能滿足海洋互聯網的要求；尤其是在緊急情況，順暢的通信是保障救援工作能否展開的先決條件。

所以本發明提出一種由下列網絡系統聯合所組成的混合協作網絡，以及相應的接入網的選擇方法來為海洋互聯網用戶提供互聯網接入服務。這些網絡包括岸基無線網絡、水面無線自組織網絡、水下無線自組織網絡、飛行器無線機會網絡、高空平臺通信系統和衛星通信系統。其中岸基無線網絡是本發明針對海洋互聯網而提出，由部署在海岸線上和其附近水域或島嶼上的固定無線基站接入點以及岸上的移動式無線基站接入點聯合組成；水下無線自組織網絡主要是由水下無線傳感器和執行器所組成的網絡；飛行器無線機會網絡是由空中的飛機、氣球等飛行器組成的無線自組織網絡；高空平臺通信系統是由位于離地面約17公里到22公里距的平流層中的無線通信系統所組成；衛星通信系統是由太空中的人造通信衛星和地面站所組成。

發明內容

本發明是關于一種海洋互聯網系統及其實現方法。海洋互聯網系統是指在海洋環境中提供互聯網服務的系統,該系統能為在水面和水下的互聯網用戶提供服務。本發明的海洋互聯網系統是由岸基無線網絡、水面無線自組織網絡、水下無線自組織網絡、飛行器無線機會網絡、高空平臺通信系統以及衛星通信系統聯合組成的混合協作的大型網絡系統。基于上述海洋互聯網系統，本發明進一步給出了可根據用戶的位置、應用的特點和要求來選擇適當的海洋互聯網接入的方法，為海洋互聯網用戶提供低成本和普及的海洋互聯網服務。

附圖說明

圖1為本發明的海洋互聯網的系統架構圖。

圖2為岸基網絡圖。

圖3為水面無線自組織網絡。

圖4為飛行器無線機會網絡。

圖5為高空通信平臺通信系統。

圖6為衛星通信系統。

圖7為水下無線自組織網絡。

圖8為海洋互聯網用戶接入網選擇流程。

具體實施方式

參考圖1，本發明的海洋互聯網系統由岸基無線網絡(1)、水面無線自組織網絡(2)、水下無線自組織網絡(3)、飛行器無線機會網絡(4)、高空平臺通信系統(5)以及衛星通信系統(6)聯合組成。圖中(7)為陸地互聯網，以上各部分通過岸基無線網絡、高空平臺通信系統以及衛星通信系統連接到陸地互聯網。岸基無線網絡(1)的覆蓋范圍為靠近岸基約100公里的近海，具體大小取決于岸基無線發射設備的功率及實際所需的覆蓋范圍；在這范圍內的船舶可以與岸基通信基站直接相連，也可以通過近海的航標、燈塔、觀潮臺和氣象觀察站以及任何其它設置上的無線設備與岸基無線基站接入點進行連接。

在圖2中，船舶(2)通過無線連接到地面基站(1)，地面基站(1)采用定向天線，通過有線網絡連接到陸地互聯網。岸基無線網絡是由部署在海岸線上和其附近水域和島嶼上的無線基站接入點組成，所述無線基站接入點有以下特點：

a.采用定向天線裝置，集中向其附近的水域提供無線信號覆蓋；

b.能按照覆蓋范圍的大小,調整天線的高度、方向和發射功率的強度；

c.能自動跟蹤移動目標進行定點覆蓋；

d.與地面互聯網相連接，將地面互聯網擴展到所覆蓋的水域。

在圖3中，船舶(3)通過無線連接到船舶(2)，船舶(2)再連接到地面基站，然后連接到陸地互聯網。船舶之間、船舶與航標等其它任何有無線通信功能的設施之間組成水面無線自組織網絡。