海上船舶远距离多跳自组网通信：什么是无人机通信中继？为什么选择用无人机通信中继？

百科 2024-10-15 13:30 北京

随着“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”战略的推动，海上无线通讯高速发展，现目前，海上多种通讯系统并存，最常见的有VHF通信和海上卫星通信。VHF通信受多种因素影响，传输过程损耗大，业务数据带宽较小，常用于传递定位数据；船队进行协同作业时，需要传输大量的音视频数据信息,海上卫星通信虽早已普及，但不能满足高带宽的业务需求，且费用花费较高。因此，寻找一种高带宽的通讯系统迫在眉睫，多跳自组网系统很好的解决了这一问题。

多跳无线自组网系统构成的网状网络拓扑，经过多跳后还能保持高带宽，传输过程损耗小，契合了船队之间任意变形的作业方式。各船只之间可以自由组网，当某个船只位置超出连接范围重新进入时，也可自动建立连接。

利用多跳无线自组网系统，只要两端架设足够高的天线，都能进行数据传输。以油轮为例，10万吨级油轮空载时传输能达到50km，满载时传输能达到38km，在传输范围内，油轮之间可以自由进行组网。

实际上，海上数据传输受地球曲率的影响，传输距离会受到限制。当超视距传输时，可以利用多跳自组网系统携带的无人机协助作业，如下图所示。

AB两船相距60km左右，分别在A船B船上布设多跳自组网基站设备，架设足够高的天线，搭配携带多跳自组网空中基站的无人机分别位于AB两船上方。当B船需要传输数据时，基站设备与无人机二号空中基站相连，再由无人机二号与无人机一号相连将数据传至A船。两船之间就能进行实时的通信，为海上作业提供了极大的便利。多跳自组网系统极大地解决了海上远距离通讯难的问题，为海洋运输、油气勘探开采、海洋环境监测和海洋科考等领域，提供了相对可靠、及时和安全的通信基础设施。

一、什么是无人机通信中继？

无人机通信中继：是一种利用无人机作为空中平台，搭载通信设备（如高增益天线、信号处理器等），以转发或增强无线信号的方式，扩大通信网络的覆盖范围、增强信号强度或提供应急通信支持的技术手段。无人机通信中继通过其灵活的部署能力、高空作业的优势以及强大的通信处理能力，能够克服地理环境的限制，如山区、海洋或城市复杂环境等，确保信息在不同地点之间的可靠传输。

二、为什么选择用无人机通信中继？

1.扩展通信范围：无人机作为空中平台，可以飞至较高或较远的区域，从而作为通信中继站，将信号从一个地点转发到另一个原本因距离过远或地形障碍而无法直接通信的地点。这种能力对于偏远地区、山区、海洋等环境下的通信至关重要，能够显著提升通信网络的覆盖范围和可靠性。

2.增强信号强度：无人机中继站可以携带高性能的通信设备，包括高增益天线和先进的信号处理技术，从而增强信号的传输功率和接收灵敏度。这有助于在复杂环境中（如城市峡谷、森林等）克服信号衰减和干扰，确保通信链路的稳定性和质量。

3.提供应急通信支持：在自然灾害、突发事件等紧急情况下，地面通信设施可能受损或瘫痪。此时，无人机通信中继可以迅速部署到灾区上空，为救援队伍提供临时的通信链路，确保指挥调度、信息传递等关键通信需求得到满足。

4.支持多任务协同：在军事、搜救、环境监测等需要多任务协同的场景中，无人机通信中继可以构建灵活的通信网络，实现不同任务单元之间的信息共享和协同作业。这有助于提高任务执行效率，增强整体作战或作业能力。

5.降低部署成本：相比传统的地面通信基站或卫星通信系统，无人机通信中继具有部署灵活、成本较低的优势。它们可以快速响应需求，在短时间内完成部署和撤收，降低了通信网络的建设和维护成本。

6.促进技术创新：例如，在无人机平台上集成更先进的通信技术和算法，可以进一步提升通信性能；同时，无人机通信中继的应用也促进了无人机自主导航、智能控制等技术的发展。

综上所述，无人机通信中继在扩展通信范围、增强信号强度、提供应急通信支持、支持多任务协同、降低部署成本以及促进技术创新等方面发挥着重要作用。随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，无人机通信中继的作用将会更加凸显。

来源：全球无人机网、无人机探索者等。

雨飞工作室

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