[發(fā)明專利]用于水面與水下的跨域通信網(wǎng)關(guān)及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110910102.7
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113556280A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷欣;陳嘉真;王成才;李靜芳;保璞;張文澤;王春苗
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科海洋信息技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: H04L12/66
• 分類號: H04L12/66;H04B11/00;H04B13/02
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 郭棟梁

本公開提供了一種用于水面與水下的跨域通信網(wǎng)關(guān)及系統(tǒng)，該跨域通信網(wǎng)關(guān)包括主控艙，內(nèi)部設(shè)置有處理通信數(shù)據(jù)的主控板；位于所述主控艙上端的水面載荷接入艙，內(nèi)部設(shè)置有與所述主控板連接的水面載荷；位于所述主控艙下端的水下載荷接入艙，內(nèi)部設(shè)置有與所述主控板連接的水聲換能器。本公開通過嵌入式結(jié)構(gòu)，融合多種通信手段，實現(xiàn)了水面和水下的跨域通信，并且可以在水下網(wǎng)絡(luò)帶寬受限、鏈路穩(wěn)定性不足的情況下，通過將組網(wǎng)功能上移至空基層和天基層，降低水下組網(wǎng)消耗，使得水聲鏈路最大化應(yīng)用于數(shù)據(jù)傳輸。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水面與水下的跨域通信網(wǎng)關(guān)及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

從電纜傳輸介質(zhì)到光纜傳輸介質(zhì)，從模擬信號再到數(shù)字信號，陸地通信發(fā)生了巨大變化。但是在浩瀚的海洋上，由于復(fù)雜海上環(huán)境下作業(yè)會面臨無線/水聲雙模信道時空差異大、節(jié)點空間與能源嚴(yán)重受限等問題，海洋通信的發(fā)展明顯滯后于陸地通信。

目前，相關(guān)技術(shù)中傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備不具備跨域通信和水下組網(wǎng)的能力，同時難以適應(yīng)復(fù)雜的海上環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于相關(guān)技術(shù)中的上述缺陷或不足，期望提供一種用于水面與水下的跨域通信網(wǎng)關(guān)及系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水面和水下的跨域通信、水下組網(wǎng)，適應(yīng)環(huán)境能力強。

第一方面，本公開提供一種用于水面與水下的跨域通信網(wǎng)關(guān)，所述跨域通信網(wǎng)關(guān)包括：

主控艙，內(nèi)部設(shè)置有處理通信數(shù)據(jù)的主控板；

位于所述主控艙上端的水面載荷接入艙，內(nèi)部設(shè)置有與所述主控板連接的水面載荷；

位于所述主控艙下端的水下載荷接入艙，內(nèi)部設(shè)置有與所述主控板連接的水聲換能器。

可選地，在本公開一些實施例中，所述跨域通信網(wǎng)關(guān)還包括集成通信模組，所述集成通信模組與所述主控板上的插接座熱插拔連接。

可選地，在本公開一些實施例中，所述水面載荷與所述主控板通過所述主控艙內(nèi)部設(shè)置的適配器件板相連接，所述適配器件板上設(shè)置有接口。

可選地，在本公開一些實施例中，所述水面載荷包括天線和傳感器中的至少一種。

可選地，在本公開一些實施例中，所述跨域通信網(wǎng)關(guān)還包括位于所述主控艙底部一端，且與所述水面載荷接入艙連接的第一配重艙，以及位于所述主控艙底部另一端，且與所述水下載荷接入艙連接的第二配重艙，其中所述第一配重艙和所述第二配重艙內(nèi)分別設(shè)置有可調(diào)配壓載。

可選地，在本公開一些實施例中，所述跨域通信網(wǎng)關(guān)還包括位于所述主控艙底部中間的能源艙，所述能源艙內(nèi)設(shè)置有電池組和與所述電池組連接的供配電板。

第二方面，本公開提供一種用于水面與水下的跨域通信系統(tǒng)，所述跨域通信系統(tǒng)包括至少兩個第一方面中任意一項所述的跨域通信網(wǎng)關(guān)，所述跨域通信網(wǎng)關(guān)的主控板包括：

通信模塊，配置用于收發(fā)各類通信鏈路的數(shù)據(jù)報文，并進行協(xié)議轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理；

組網(wǎng)模塊，配置用于搭載跨域組網(wǎng)算法，根據(jù)所述數(shù)據(jù)報文，組建所述跨域通信網(wǎng)關(guān)對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。

可選地，在本公開一些實施例中，水聲通信鏈路的數(shù)據(jù)報文包括水下傳感節(jié)點的標(biāo)號，每個所述跨域通信網(wǎng)關(guān)的組網(wǎng)模塊還用于根據(jù)相同標(biāo)號的所述水下傳感節(jié)點在各所述跨域通信網(wǎng)關(guān)上的數(shù)據(jù)報文接收時間，確定最短路徑，以形成路由。

可選地，在本公開一些實施例中，所述組網(wǎng)模塊還用于在形成路由之前，對所述數(shù)據(jù)報文進行解析，生成包含所述水下傳感節(jié)點的標(biāo)號和所述數(shù)據(jù)報文接收時間的網(wǎng)內(nèi)節(jié)點表，并通過所述通信模塊與周圍所述跨域通信網(wǎng)關(guān)交互所述網(wǎng)內(nèi)節(jié)點表。

可選地，在本公開一些實施例中，所述水聲通信鏈路的數(shù)據(jù)報文還包括所述水下傳感節(jié)點的剩余能量值和深度值。