离岸通信装置及离岸业务数据传输方法与流程

1.本技术涉及通信领域，尤其涉及一种离岸通信装置，以及一种离岸业务数据传输方法。


背景技术：

2.离岸通信，是指海面场所与陆地场所之间的数据通信，示例性的离岸通信场景，例如，风电场、海上资源勘探等大型海上工程需要多船协作施工时，各船只均需配置通信设备，以便与陆地上的集控中心进行通信，实现海面场所与陆地场所之间的数据传输，方便相关工作人员进行远程协作。
3.为了实现离岸通信，一种通信方式是借助通信卫星来实现远距离数据传输，由于通信卫星的发射和维护成本高，流量资源有限，而各种业务数据的带宽要求又越来越高，因而导致其使用成本越来越昂贵，导致工程成本大幅提升，因而难以成为优选方案。
4.另一种实现离岸通信的方式是采用微波通信的方式，实现点对点或点对多点的数据传输，理论上可以有效降低成本。微波具有易于集聚成束、高度定向性以及直线传播的特性,可用来在无阻挡的视线自由空间传输高频信号。另一方面，微波的频率极高，波长又很短，非常容易受干扰被反射或被阻断，因而，微波通信距离相对较短，其有效通信距离一般小于50公里。
5.较为尴尬的是，海上工程所处的海面场所与陆地场所之间的距离，通常在50公里以上，使用微波通信的方式难以满足要求，而使用卫星通信的方式又无法适应业务数据膨胀的需求，因而，伴随人类文明不断驶向深海，需要探索其他能有效落地的方式来满足离岸通信需求。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于解决上述问题而提供一种一种离岸通信装置及离岸业务数据传输方法。
7.适应本技术的各个目的，采用如下技术方案：
8.一个方面，适应本技术的目的之一而提供一种离岸业务数据传输方法，包括：
9.由主基站获取来源于其所接入的自组网的通信网络中的各个基站的业务数据，所述各个基站均离岸部署，包括所述主基站及与其无线通信的从基站；
10.由所述主基站将所述业务数据有线传输至与该主基站同载具部署的离岸散射通信设备；
11.由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射。
12.可选的，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之前，包括：
13.由所述离岸散射通信设备获取岸基散射通信设备的全球定位信息；
14.由所述离岸散射通信设备根据其自身的全球定位信息与所述岸基散射通信设备的全球定位信息确定出离岸散射通信设备的天线执行定向辐射相对应的目标方向角；
15.由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，使该天线产生的波束按照所述目标方向角朝对流层方向辐射。
16.可选的，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整的步骤中，包括：
17.由所述离岸散射通信设备检测岸基散射通信设备发射的参考信号，根据该参考信号确定与所述离岸散射通信设备与所述岸基散射通信设备之间的通信链路是否达到稳定状态；
18.当所述通信链路未达到稳定状态时，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整。
19.可选的，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，包括：
20.监听获取离岸散射通信设备携带的惯性导航模块产生的方位变化信息；
21.根据所述方位变化信息与所述目标方向角计算离岸散射通信设备的机械天线的姿态调整数据；
22.驱动伺服系统执行所述机械天线的姿态调整数据相对应的姿态调整控制，使其保持对既定对流层方向的跟踪辐射。
23.可选的，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，包括：
24.监听获取离岸散射通信设备携带的惯性导航模块产生的方位变化信息；
25.根据所述方位变化信息与所述目标方向角计算离岸散射通信设备的相控阵天线的馈电相位数据；
26.根据所述馈电相位数据对所述相控阵天线进行设定，使其保持对既定对流层方向的跟踪辐射。
27.可选的，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射的步骤中，包括：
28.由所述离岸散射通信设备检测其所在的载具的位置变化速度；
29.判断所述位置变化速度是否超过预设阈值，当未超过所述预设阈值时，将所述无线信号通过离岸散射通信设备的机械天线发射，否则，将所述无线信号通过离岸散射通信设备的相控阵天线发射。
30.可选的，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之后，包括：
31.由离岸散射通信设备接收对流层方向散射的来自岸基散射通信设备的无线信号；
32.由离岸散射通信设备将所述无线信号转换为控制数据，所述控制数据包含作为接收方的终端设备的唯一性特征信息；
33.由离岸散射通信设备将所述控制数据经所述主基站广播到整个通信网络，以根据该控制数据对该通信网络中所述唯一性特征信息所指向的终端设备实施相应控制。
34.可选的，由主基站获取来源于其所接入的自组网的通信网络中的各个基站的业务数据的步骤之前，包括：
35.将多个载具上对应分布的基站之一设置为主基站，其他基站作为从基站与所述主基站组网组成通信网络，所述通信网络中的所有基站均相连接，且其中每个基站均至少与
其他两个基站相连接。
36.可选的，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之后，包括：
37.由岸基散射通信设备接收经对流层散射送达的所述无线信号；
38.将所述无线信号转换为业务数据传输至岸基控制设备；
39.由所述岸基控制设备对所述业务数据进行解码并输出显示。
40.可选的，由岸基散射通信设备接收经对流层散射送达的所述无线信号，包括：
41.由岸基散射通信设备的天线接收所述无线信号的多个分信号；
42.采用预设的分集算法将所述多个分信号转换为同一无线信号，所述分集算法为频率分集算法、空间分集算法、角度分集算法中任意一种。
43.另一方面，适应本技术的目的之一而提供一种离岸通信装置，包括同载具装配的离岸散射通信设备和主基站，所述主基站用于与其他载具上的多个从基站共同组成通信网络，其中，所述主基站接收各个从基站产生的业务数据并汇集传输至离岸散射通信设备，所述离岸散射通信设备用于将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射。
44.可选的，所述载具为船只甲板、船只驾驶舱顶部、海上风电场的塔杆、设置于多个所述的塔杆围成的海面上的浮台/建筑物中任意之一。
45.相对于现有技术，本技术具有多方面优势，包括但不限于：
46.首先，本技术在离岸条件下，利用多个基站构建自组网的通信网络，使其中之一成为主基站以有线传输的方式与离岸散射通信设备建立连接，由此，将各个基站所覆盖的终端设备所产生的业务数据汇集到主基站之后，由主基站以有线传输的方式提交给离岸散射通信设备,由离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号后向对流层辐射，以便由岸基散射通信设备接收所述无线信息，实现海陆之间的远程通信，获得有效的离岸通信解决方案。
47.其次，由于对流层散射通信具有远距离传输且方便部署的优势，因而，海上作业所获得的业务数据，可以突破微波通信的距离限制，同时维持较低的实施成本，经实测，在空间直线距离为50公里至150公里的范围内，本技术可以获得高达50mbps的大带宽通信速率，一举克服微波通信和卫星通信各自的不足，取得距离与带宽两全其美的效果。
48.此外，本技术适用于多种海上工程场景，对于海上风电场及其施工现场、海上油井勘探、乃至海岛开发现场等场景，均可适用，对移动通信网络无法到达的区域的网络覆盖和数据传输来说，能够有效补足短板，可以在民用通信领域广泛部署，对海洋开发来说具有深远的意义。
附图说明
49.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
50.图1为本技术的远程通信系统的原理示意图；
51.图2为本技术的离岸通信系统的原理示意图；
52.图3为本技术的离岸业务数据传输方法的一种实施例的流程示意图；
53.图4为本技术的通信网络的网络架构示意图；
54.图5为本技术实施例根据全球定位信息执行方向角调整的流程示意图；
55.图6为本技术实施例中确定目标方向角的数学原理示意图；
56.图7为本技术实施例中调整机械天线对准目标方向角的流程示意图；
57.图8为本技术实施例中调整相控阵天线对准目标方向角的流程示意图；
58.图9为本技术实施例中根据岸基散射通信设备的无线信号控制离岸通信系统中终端设备的流程示意图；
59.图10为本技术实施例中岸基散射通信设备处理离岸散射通信设备传输的业务数据的流程示意图。
具体实施方式
60.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
61.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
62.本技术领域技术人员可以理解，这里所使用的“终端设备”既包括无线信号接收器的设备，其仅具备无发射能力的无线信号接收器的设备，又包括接收和发射硬件的设备，其具有能够在双向通信链路上，进行双向通信的接收和发射硬件的设备。这种设备可以包括个人计算机、平板电脑、监控摄像装置、智能电视、智能手机之类的通信设备，其具备处理视频、语音、数据等信息相对应的通信能力。
63.本领域技术人员对此应当知晓：本技术的各种方法，虽然基于相同的概念而进行描述而使其彼此间呈现共通性，但是，除非特别说明，否则这些方法都是可以独立执行的。同理，对于本技术所揭示的各个实施例而言，均基于同一发明构思而提出，因此，对于相同表述的概念，以及尽管概念表述不同但仅是为了方便而适当变换的概念，应被等同理解。
64.本技术即将揭示的各个实施例，除非明文指出彼此之间的相互排斥关系，否则，各个实施例所涉的相关技术特征可以交叉结合而灵活构造出新的实施例，只要这种结合不背离本技术的创造精神且可满足现有技术中的需求或解决现有技术中的某方面的不足即可。对此变通，本领域技术人员应当知晓。
65.请参阅图1，其给出本技术的一种远程通信系统的原理示意图，可以看出，本技术的远程通信系统由岸基部分20和离岸部分40共两部分组成，其中每一部分产生的无线信号，均被定向发射到地球上方的对流层10，再由对流层10散射至地球表面，被另一部分接收，从而实现远距离高带宽速率的远程通信效果。岸基部分20与离岸部分40可以实现为具备双工通信能力，从而方便进行高效的双向通信。
66.请参阅图2，图2示出的是本技术的一种离岸通信系统，所述离岸通信系统包括分散部署在多个载具上的多个基站，通常每个载具可以部署一个或多个基站，各个基站之间可以组成通信网络50，每个基站相应负责一个区域的信号覆盖，在其所覆盖的区域的范围
内的终端设备(未图示)可以通过交换机(未图示)经由该基站负责转发业务数据，最终经由其中一个主基站将业务数据交由离岸散射通信设备实现与岸基部分20的远程通信。
67.具体而言，本技术的一种离岸通信装置，包括同载具装配的离岸散射通信设备410和主基站415，所述主基站415用于与其他载具上的多个从基站共同组成通信网络50，其中，所述主基站415接收各个从基站51产生的业务数据并汇集传输至离岸散射通信设备410，所述离岸散射通信设备410用于将所述业务数据转换为无线信号向对流层10方向定向辐射。
68.一个实施例中，所述通信网络50为基于mesh组网方案构建的通信网络50，也即根据mesh组网方案赋予各个基站自建网能力，使各个基站之间均建立连接，并且每个基站均至少与其他两个基站相连接。在所述通信网络50中，将其中的一个基站预先设置为主基站415，其他基站便自动以从基站51的身份与主基站415组建成该通信网络50。
69.每个基站可以借助交换机接入多台终端设备，所述的终端设备可以是监控摄像装置或者其他计算机设备、传感设备等，各个终端设备所采集可以封装为业务数据，经该基站进行封装后转发到主基站415，或者由主基站415转发到离岸散射通信设备410。
70.在所述的通信网络50中，所述业务数据可以按照通信网络50内部采用的第一通信协议进行封装，例如，所述第一通信协议可以是wifi协议；在所述主基站415与所述离岸散射通信设备410之间，所述业务数据可以采用第二通信协议进行封装，例如第二通信协议可以是tcp/ip协议；而在所述离岸散射通信设备410与岸基部分20的岸基散射通信设备之间，所述业务数据可以采用第三通信协议进行封装，例如所述第三通信协议可以是各种版本的移动通信协议。
71.所述主基站415与所述离岸散射通信设备410通常一同部署在同一载具中，并且，为了起到更可靠的数据传输效果，一个实施例中，所述主基站415与所述离岸散射通信设备410可以采用有线连接的方式进行业务数据的传输。因而，在同一载具中相互连接的主基站415和离岸散射通信设备410，构成一个离岸通信装置，方便实现一站式部署。
72.所述的载具，根据具体应用场景的不同，可以是不同的实物。例如，一种实施例中，在风电场施工现场，所述载具可以是船只，具体可以是例如船只甲板或者船只驾驶舱顶部，多艘船只散布在海面作业时，其中一艘船只部署本技术的离岸通信装置，即部署本技术的离岸散射通信设备410及所述通信网络50中的主基站415，相应的，其他船只可以部署本技术的从基站51，每艘船只均可装配各种监控摄像装置、计算机设备、传感设备等，用于实现对施工现场的各方面数据的采集，从而获得相应的业务数据，经由本技术的离岸通信系统进行传输。不难理解，船只是移动的实物，由于本技术的通信网络50具有自组网的能力，因而，可以非常方便快速地接入更多的船只，只要相应的船只上配备所述的从基站51即可，同理，个别携带从基站51的船只驶离施工现场时，本技术的通信网络50依然可以正常工作。
73.另一实施例中，在风电场施工完毕之后，风电场的每个塔杆均可作为载具使用，而在其上部署本技术的通信网络50的基站，其中一个为主基站415并且配备所述离岸散射通信设备410，其余基站可作为从基站51，由此也可在风电场中组建出本技术的所述通信网络50达到相同目的。将基站部署在塔杆上，基于风能发电提供电源，可使本技术的离岸通信装置的取电更为便利。
74.再一实施例中，可以在风电场的多个地理位置相邻的塔杆所围成的海面区域设置浮台或者建筑物，然后在这样的浮台或建筑物上部署本技术的通信网络50的从基站51或离
岸通信装置，通过多个相邻的浮台或建筑物上的基站组成本技术的通信网络50。
75.当然，风电场只是本技术的应用场景之一，类似石油勘探、可燃冰开采、多船只移动渔场等施工场景也可按照本技术在风电场的应用示例而部署本技术的离岸通信系统，可以起到前述示例性的风电场应用场景相同的效果。
76.一个实施例中，任意一个从基站51均可相应预备一个所述的离岸散射通信设备410，以便在所述主基站415所在的离岸通信装置出现通信故障时，可以将该从基站51与其预备的离岸散射通信设备410快速配置为替代的离岸通信装置，迅速恢复与本技术的岸基散射通信设备的远程通信，使本技术的离岸通信系统的运行更为强健。
77.一个实施例中，岸基散射通信设备与载具上的离岸散射通信设备410均可以采用分集发射和分集接收技术进行无线信息的收、发，所采用的分集算法，可以是频率分集算法、空间分集算法或者角度分集算法。适应所述频率分集算法，发射端以多个频率分别经同一天线发射同一无线信号的分信号，接收端对应接收多个频率的分信号之后提取出同一无线信号。适应所述空间分集算法，发射端通过分布的多个天线发射同一无线信号的分信号，接收端对应接收所述多个分信号后提取出同一无线信号。适应所述角度分集算法，发射端以多个波束发射同一无线信号的分信号，接收端对应接收所述多个分信号提取出同一无线信号。通过分集技术可以提升所述无线信号传输的可靠性。
78.根据本技术所实现的远程通信系统在以船只为载具的风电场施工场景中进行测试时，获得较为理想的测试数据，在测试场景中，在五艘船只其中之一装备本技术的离岸通信装置，即包含离岸散射通信设备410及通信网络50中的主基站415，而在其他船只中装备单个从基站51，每艘船只均配备5个摄像头用于采集现场音视频流，5个摄像头均通过交换机接入相应的从基站51，各个从基站51再将从其所在船只采集的音视频流作为业务数据转发到主基站415，由主基站415将业务数据通过离岸散射通信设备410转换为无线信号发射到对流层10，通过对流层10散射所述无线信号后被岸基散射通信设备接收，由此确定实测数据。
79.实测时，岸基部分20部署在广东省揭阳大南海石化工业区的临时实验高地，在实验高地20米处装设岸基散射通信设备的天线，离岸部分40通过多艘船只临时移动部署，分别在离该实验高地约80公里、100公里、120公里、150公里的海面上进行测试，中间无遮挡。根据实测显示，每艘船只中每个摄像头数据传输带宽达到2mbps，每艘船只占用10mbps的传输带宽，散射通信的离岸部分40和岸基部分20的传输带宽高达50mbps，但仍可取得理想的效果，其中通过适当应用数据压缩技术，部分摄像头分辨率为1080p的视频流在被岸基散射通信设备接收进入岸基控制设备解码显示之后，仍然可以确保达到24帧/秒以上的流畅帧率，显示效果清晰。
80.本技术的远程通信系统，可以通过执行本技术的一种离岸业务数据传输方法来实施远程通信，该方法主要由本技术的离岸通信装置负责执行其主要步骤，由此起到实现整个远程通信系统的通信传输过程的枢纽作用，请参阅图3，本技术的离岸业务数据传输方法在其一种实施例中，包括如下步骤：
81.步骤s1100、由主基站获取来源于其所接入的自组网的通信网络中的各个基站的业务数据，所述各个基站均离岸部署，包括所述主基站及与其无线通信的从基站；
82.本技术的离岸通信系统适于离岸部署在海面上，其所构建的通信网络50中，主基
站415与离岸通信散射设备部署在同一载具例如海面船只上以构成本技术的离岸通信装置，与各个从基站51相互通信，主基站415起到汇集各个从基站51所提交的业务数据的作用。
83.在所述的通信网络50的各个基站可以配置为工作于第一通信协议，从而，各个从基站51，将其信号所覆盖的范围内的终端设备所采集的业务数据，统一转发到主基站415，主基站415自身也为其所在的载具上的终端设备服务因而也可获得这些终端设备的业务数据，因而，主基站415可实现汇集整个通信网络50中产生的业务数据，然后再传输给与该主基站415有线连接的离岸散射通信设备410。
84.所述通信网络50中，各个基站之间，采用mesh自组网技术，组建为无线mesh网络。如图4所示，无线mesh网络属于无线局域网类型。与传统wlan不同的是，无线mesh网络中的ap可以采用无线连接的方式进行互连，并且ap间可以建立多跳的无线链路。各个载具上的基站之间以mesh自组网技术建立相互连接，最终通过其中的主基站415汇集全部业务数据，便可以集中与岸基部分20进行远程通信。
85.每个终端设备所采集的需要传输到岸基部分20的业务数据，可以包括任意类型的数据，例如控制数据、音视频流数据、文本数据、图像数据等等，根据具体业务而定，不受局限。
86.步骤s1200、由所述主基站将所述业务数据有线传输至与该主基站同载具部署的离岸散射通信设备；
87.所述主基站415接收各个从基站51转发的业务数据以及其自身所覆盖的范围内的终端设备产生的业务数据后，将所述业务数据以有线传输的方式，提交给与其同载具装配且相连接的离岸散射通信设备410。
88.一种实施例中，主基站415与离岸散射通信设备410之间基于第二通信协议建立数据通信，因而，在两者彼此发送数据时，例如所述的业务数据，可以封装为第二通信协议相对应的报文进行传输。
89.主基站415与离岸散射通信设备410之间，采用有线连接的方式进行连接，例如采用光纤、同轴电缆、网线任意一种数据传输介质进行通信，以使彼此之间的通信链路更为稳健。
90.步骤s1300、由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射。
91.离岸散射通信设备410获得相应的报文后，解析获得其中的业务数据，然后，将所述业务数据转换为无线信号，通过其配备的天线，将所述无线信号定向辐射到对流层10方向，再经对流层10将所述无线信号散射到岸基部分20，被岸基散射通信设备上的天线所接收，以便获取所述无线信号中的业务数据，传输到岸基控制设备进行输出处理。
92.所述离岸散射通信设备410与所述岸基散射通信设备之间，可以采用第三通信协议传输所述双方的往来数据，包括所述的业务数据和控制信令等。
93.离岸散射通信设备410与岸基散射通信设备各自所配备的天线，既可以是相控阵天线，也可以是机械扫描天线，后者简称机械天线，一种实施例中，在岸基部分20和离岸部分40中的任意一个部分，可以采用两种天线任意之一，在远程通信过程中根据预设算法及时跟踪调整所述天线的波束的朝向，使其始终向既定的对流层10方向辐射所述无线信号，
确保该无线信号可以通过对流层10正确散射到另一部分所在的地理范围，被该另一部分的天线所接收。一般而言，岸基部分20的设备位置相对固定，而海面上的浮台、船只等载具上的天线则容易出现位置不固定的情况，因而，可以主要在离岸散射通信设备410中对其天线应用所述的预设算法，来确保其与岸基散射通信设备之间的稳定通信。
94.所述相控阵天线可以通过改变输入至其中各个辐射单元的所述无线信号的相位，来改变其辐射面所形成的波束的方向角，包括该波束的倾仰角和方位角，起到调节所述波束的发射朝向的效果，从而，使其始终对准既定的对流层10方向进行无线信号的传输，以便确保岸基部分20和离岸部分40能够稳定通信。
95.所述机械扫描天线包括有伺服系统，可以通过其伺服系统控制整个天线的转动和倾仰，从而相应改变该天线的波束的方位角和倾仰角，实现对波束的辐射朝向的调整。通过预置相应的算法，根据载具上所述机械扫描天线的实时位置变动信息，便可计算出天线的转动数据，根据所述转动数据，驱动所述伺服系统相应转动机械扫描天线，便可达到调节其辐射方向角的目的。
96.由此可见，无论离岸散射通信设备410配备的是机械扫描天线还是相控阵天线，均可预设的跟踪算法，及时调节其天线的辐射面的朝向，使经过所述天线发射的无线信号，始终朝向既定的对流层10方向，从而实现所述无线信号的定向辐射，确保岸基部分20与离岸部分40的稳定通信。
97.一种实施例中，离岸散射通信设备410可以同时配备机械扫描天线和相控阵天线，然后，根据载具的行进速度，该行进速度可以通过离岸散射通信设备410所携带的北斗接收机或gps接收机所产生的全球定位信息来计算确定，判断所述行进速度是否高于预设阈值，当高于预设阈值时，切换为通过所述相控阵天线发射所述的无线信号，否则，切换为通过所述的机械扫描天线发射所述的无线信号。本实施例主要考虑到机械扫描天线能够适用于大部分的场景，但在载具行进速度过高时，相控阵天线能够对运动变化体现出更高的灵敏度，因而，同时配备两类天线，既可起到兼容全部场景提供稳定通信能力的效果，而且也能起到系统性容灾的作用。
98.根据以上实施例可以看出，本技术具有多方面优势，包括但不限于：
99.首先，本技术在离岸条件下，利用多个基站构建自组网的通信网络50，使其中之一成为主基站415以有线传输的方式与离岸散射通信设备410建立连接，由此，将各个基站所覆盖的终端设备所产生的业务数据汇集到主基站415之后，由主基站415以有线传输的方式提交给离岸散射通信设备410,由离岸散射通信设备410将所述业务数据转换为无线信号后向对流层10辐射，以便由岸基散射通信设备接收所述无线信息，实现海陆之间的远程通信，获得有效的离岸通信解决方案。
100.其次，由于对流层10散射通信具有远距离传输且方便部署的优势，因而，海上作业所获得的业务数据，可以突破微波通信的距离限制，同时维持较低的实施成本，经实测，在空间直线距离为50公里至150公里的范围内，本技术可以获得高达50mbps的大带宽通信速率，一举克服微波通信和卫星通信各自的不足，取得距离与带宽两全其美的效果。
101.此外，本技术适用于多种海上工程场景，对于海上风电场及其施工现场、海上油井勘探、乃至海岛开发现场等场景，均可适用，对移动通信网络50无法到达的区域的网络覆盖和数据传输来说，能够有效补足短板，可以在民用通信领域广泛部署，对海洋开发来说具有
深远的意义。
102.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之前，请参阅图5，包括：
103.步骤s2100、由所述离岸散射通信设备获取岸基散射通信设备的全球定位信息；
104.所述离岸散射通信设备410可以安装适于获取全球定位信息的接收机，例如compass(北斗)、gps等全球定位系统相对应的接收机，以便实时获取由这些接收机所产生的全球定位信息，即经纬度信息，通过经纬度信息表示出当前离岸散射通信设备410随载具所在的具体地理位置。
105.步骤s2200、由所述离岸散射通信设备根据其自身的全球定位信息与所述岸基散射通信设备的全球定位信息确定出离岸散射通信设备的天线执行定向辐射相对应的目标方向角；
106.不难理解，当离岸散射通信设备410的地理位置发生变化时，如果其天线依然按照原来的方向角向对流层10发射无线信号，可能导致该无线信号无法有效散射到岸基部分20所在的地理范围，导致通信链路中断，因而，一旦离岸散射通信设备410所处的地理位置发生变动，应当适应性地调整其所携带的天线调整其波束朝向，以便确保其发射的无线信号能够准确散射到所述岸基散射通信设备所在的范围被准确接收。
107.考虑到岸基部分20一般的设备一般较为固定，故主要可通过调节离岸部分40的天线的波束的朝向来达成定向跟踪辐射的目的。为此，可重新计算出离岸散射通信设备410的天线的执行定向辐射相对应的目标方向角。
108.如图6所示，岸基散射通信设备的全球定位信息确定地球表面的第一个点a，离岸散射通信设备410的全球定位信息确定地球表面的第二个点b，设两个点之间的直线距离为sd，设对流层10的高度为sh，于是可以利用三角函数公式方便地计算出离岸散射通信设备410的波束的目标方向角θ，具体参考如下公式：
109.tanθ＝2sh/sd110.根据该公式便可计算出目标方向角θ的具体数值，该目标方向角指示根据离岸散射通信设备410所在的地理位置，设其天线稳定在海平面上，其波束向对流层10定向辐射所应设置的角度。
111.步骤s2300、由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，使该天线产生的波束按照所述目标方向角朝对流层方向辐射。
112.当确定所述的目标方向角之后，离岸散射通信设备410在发射无线信号时，便可以目标方向角为准，对天线进行控制，使其所辐射的波束以该目标方向角为准朝向对流层10方向定向辐射。具体而言，在不考虑任何外部抖动导致所述天线发生物理倾斜或者转向的情况下，可以该目标方向角为准，对天线的波束朝向进行设定，按照该目标方向角重新设定，可以确保该波束能经对流层10散射后准确辐射到岸基部分20并被岸基散射通信设备的天线顺利接收。
113.一种实施例中，所述天线为机械扫描天线，设定机械扫描天线的目标方向角时，需要通过其伺服系统来执行对天线的转向角度和倾仰角度的控制。另一实施例中，所述天线为相控阵天线，设定相控阵天线的目标方向角时，则通过计算出相应目标方向角相对应的馈电相位角进行设定即可。
114.根据以上实施例，不难看出，通过实时根据离岸散射通信设备410的全球定位信息确定其所处地理位置，通过参考该地理位置与岸基部分20所处的地理位置，可以重新确定离岸散射通信设备410的新的目标方向角，根据该目标方向角对天线的波束朝向进行及时的调整，可以确保离岸散射通信设备410的天线准确朝向既定对流层10方向，顺利将无线信号经对流层10散射到岸基部分20，同理，也能准确地接收岸基部分20经对流层10发射过来的信号，确保通信链路的稳健连通。
115.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整的步骤中，包括：
116.步骤s2311、由所述离岸散射通信设备检测岸基散射通信设备发射的参考信号，根据该参考信号确定与所述离岸散射通信设备与所述岸基散射通信设备之间的通信链路是否达到稳定状态；
117.稳定的通信链路是进行正确数据传输的基础，因而，可以由离岸散射通信设备410检测通信链路是否处于稳定状态，以便在处于稳定状态时才进行信号传输，否则，如果未达到稳定状态，则做相应的方向角调整处理。
118.岸基部分20由于一般位置较为固定，因而，可以由岸基部分20的岸基散射通信设备持续向对流层10广播发射一个参考信号。离岸散射通信设备410经其天线接收对流层10散射的各种信号，然后对其进行检测，根据所接收的参考信号的信号强度或者信噪比是否达到预设的门限值来判定所述通信链路是否稳定。一种实施例中，可以在连续的多个时刻判断所述参考信号的信号强度或信噪比均高于所述门限值，才确定所述通信链路已经达到稳定状态，否则视为该通信链路尚未达到稳定状态。
119.步骤s2312、当所述通信链路未达到稳定状态时，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整。
120.不难理解，当所述通信链路未达到稳定状态时，通常是因为离岸散射通信设备410的天线未能准确对准对流层10散射过来的岸基部分20的无线信号所致，因而，可以由所述离岸散射通信设备410控制其天线执行方向角调整，使其根据最新的目标方向角进行调整。
121.根据以上实施例可以看出，离岸散射通信设备410可以自适应检测岸基部分20的参考信号，根据参考信号判决通信链路是否稳定，在通信链路欠稳定时及时调整其天线的目标方向角，确保通常链路稳定连通以便实现远程通信。
122.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，请参阅图7，包括：
123.步骤s2321、监听获取离岸散射通信设备携带的惯性导航模块产生的方位变化信息；
124.离岸散射通信设备410还携带惯性导航模块，可以安装在机械扫描天线中，例如加速度传感器或陀螺仪等，惯性导航模块可以采集天线在运动过程中产生方位变化信息，包括三轴加速度、三轴角速度和姿态信息等。
125.步骤s2322、根据所述方位变化信息与所述目标方向角计算离岸散射通信设备的机械天线的姿态调整数据；
126.天线所携带的控制单元根据惯性导航模块获得的方位变化信息进行载体姿态解算，根据载体姿态解算结果和所接收的岸基部分20的无线信号的强度信息，可以计算出与
对应于所述目标方向角的姿态调整数据，通常所述姿态调整数据包括机械扫描天线的倾仰角和方位角相对应的姿态调整数据。
127.步骤s2323、驱动伺服系统执行所述机械天线的姿态调整数据相对应的姿态调整控制，使其保持对既定对流层方向的跟踪辐射。
128.如前所述，机械扫描天线配备有相应的伺服系统用于实现对该天线的姿态调整控制，具体可根据所述姿态调整数据中的倾仰角和方位角相对应的具体数据，控制所述机械天线沿圆周方向转动一定的角度，和/或沿垂直方向调整其倾仰角度，实现将所述机械天线的波束辐射面按照所述目标方向角对准对流层10辐射信号。
129.根据以上实施例，不难理解，对于机械扫描天线而言，在惯性导航模块提供的方位变化信息的帮助下，可以及时确定因载具运动所导致的天线的波束辐射面的变化程度，然后参考所述目标方向角，由伺服系统应用姿态调整数据对机械天线做相应的姿态调整控制，使机械天线综合载具的地理位置变化和方位变化信息，正确调节其辐射面的朝向，确保与岸基部分20的通信链路的稳定。
130.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备控制其天线执行方向角调整，请参阅图8，包括：
131.步骤s2331、监听获取离岸散射通信设备携带的惯性导航模块产生的方位变化信息；
132.与前一实施例同理，对于离岸散射通信设备410的相控阵天线来说，也需要确保其天线辐射面按照正确的目标方向角辐射信号，为此也需要结合载具的运动来及时调节其馈电相位。因而，同理可在所述的相控阵天线中携带惯性导航模块，用于获取方位变化信息。
133.步骤s2332、根据所述方位变化信息与所述目标方向角计算离岸散射通信设备的相控阵天线的馈电相位数据；
134.与前一实施例不同的是，对于相控阵天线来说，其原理是通过改变馈电相位来达成改变天线波束的朝向的目的，因而，可以根据所述方位变化信息与所述目标方向角计算出相控阵天线对应所述目标方向角所应设置的馈电相位数据。
135.步骤s2333、根据所述馈电相位数据对所述相控阵天线进行设定，使其保持对既定对流层方向的跟踪辐射。
136.最后，以所述馈电相位数据对所述相控阵天线进行设置，即可确保相控阵天线所辐射的天线波束按照所述目标方向角对准既定对流层10方向辐射，同时实现对对流层10散射过来的信号的跟踪。
137.根据以上实施例可以看出，对于相控阵天线而言，可以更加方便快速地根据惯性导航模块提供的方位变化信息计算出其馈电相位数据，然后根据馈电相位数据设定相控阵天线的波束的目标方向角，这样的设置过程是在电子数据层面执行的，非常高效快速，可以适应载具速度和方位迅速变化的情况而确保通信链路的稳定。
138.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射的步骤中，包括：
139.步骤s1310、由所述离岸散射通信设备检测其所在的载具的位置变化速度；
140.如前所述，离岸散射通信设备410可以获取全球定位信息，因而，根据不同时刻的全球定位信息所确定的地理位置之间的距离，可以确定出载具的位置变化速度，具体可以
反映为其行驶速度。
141.步骤s1320、判断所述位置变化速度是否超过预设阈值，当未超过所述预设阈值时，将所述无线信号通过离岸散射通信设备的机械天线发射，否则，将所述无线信号通过离岸散射通信设备的相控阵天线发射。
142.对应载具的位置变化速度可以预设一个阈值，即速度阈值，用于判断载具是否处于相对的高速运动状态。当载具的位置变化速度未超过所述速度阈值时，表明其处于低速运动状态，此时可启用所述的机械天线发射用于发射和接收无线信号，而停用所述相控阵天线。当载具的位置变化速度超过所述速度阈值时，表明载具处于高速运动状态，此时可启用所述相控阵天线而停用所述机械扫描天线用于发射和接收无线信号。
143.根据以上实施例可知，根据载具的运动速度来灵活选用机械扫描天线或相控阵天线，在低速和高速不同状态下匹配不同的天线，可以善用不同天线的优势，从而确保通信链路的稳定。
144.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之后，请参阅图9，包括：
145.步骤s3100、由离岸散射通信设备接收对流层方向散射的来自岸基散射通信设备的无线信号；
146.不难理解，离岸散射通信设备410的天线在发射无线信号的同时，也可接收岸基散射通信设备的无线信号，岸基散射通信设备的无线信号当然也是通过所述对流层10散射过来的。
147.步骤s3200、由离岸散射通信设备将所述无线信号转换为控制数据，所述控制数据包含作为接收方的终端设备的唯一性特征信息；
148.岸基散射通信设备由于通常作为集控中心，因而，可以通过其岸基控制设备下达控制指令，从而产生控制数据，并通过岸基散射通信设备将所述的控制数据以无线信号的形式辐射到对流层10，经对流层10散射后由离岸散射通信设备410接收，然后，由离岸散射通信设备410将该无线信号转换为控制数据即可。
149.所述的控制数据，可以包括相应的控制指令以及其所作用的终端设备的唯一性特征信息，以便相应的终端设备可以根据该唯一性特征信息接收该控制数据中的控制指令的控制。
150.步骤s3300、由离岸散射通信设备将所述控制数据经所述主基站广播到整个通信网络，以根据该控制数据对该通信网络中所述唯一性特征信息所指向的终端设备实施相应控制。
151.离岸散射通信设备410获得所述控制数据后，便将其传输至主基站415，主基站415继而采用广播机制，将所述控制数据在整个通信网络50中进行广播，由此，每个基站均能获得所述的控制数据，并且通过其交换机直接广播给与该交换机连接的各个终端设备，每个终端设备获得所述的控制数据后，检测控制数据中的唯一性特征信息是否属于自身，若是，则响应其中的控制指令而接受并实施相应的控制，若不是，则将该控制数据丢弃即可。
152.根据以上实施例可见，岸基散射通信设备可以接收岸基控制设备的控制数据，然后通过对流层10将该控制数据发送到离岸通信系统的整个通信网络50中，最终经由相应的基站送到目标终端设备，对终端设备实施有效的控制，从而方便实现在陆上远程操作离岸
终端设备。示例性的应用中，可以按照本实施例的方式，远程调节一个作为终端设备的监控摄像模块调整其云台的角度，从而获取不同角度的视频图像，可以看出，这样的操作可以大幅提升远程通信的便利度，能提升信息获取效率。
153.在本技术任意实施例的基础上，由主基站获取来源于其所接入的自组网的通信网络中的各个基站的业务数据的步骤之前，包括：
154.步骤s1000、将多个载具上对应分布的基站之一设置为主基站，其他基站作为从基站与所述主基站组网组成通信网络，所述通信网络中的所有基站均相连接，且其中每个基站均至少与其他两个基站相连接。
155.通过预先配置可以将任意一个载具上的基站设置为通信网络50中的主基站415，当被配置的基站启动时，便可自动将自身设置为主基站415，其他载具上的其他基站启动后，侦测到主基站415的存在，便自动将自身设定为从基站51，基于mesh组网技术，与所述主基站415自组网构成所述的通信网络50。
156.由此可见，应用mesh自组网技术构建海面上的通信网络50的过程非常便利高效，方便实施。
157.在本技术任意实施例的基础上，由所述离岸散射通信设备将所述业务数据转换为无线信号向对流层方向定向辐射之后，请参阅图10，包括：
158.步骤s1400、由岸基散射通信设备接收经对流层散射送达的所述无线信号；
159.在岸基部分20，其由岸基散射通信设备的天线负责接收离岸散射通信设备410向对流层10发射后散射到达的无线信号。如前所述，所述无线信号也可以通过分集技术进行获得。
160.步骤s1500、将所述无线信号转换为业务数据传输至岸基控制设备；
161.对于所述无线信号，将其转换为相应业务数据之后，便可传输至与所述岸基散射通信设备相连接的岸基控制设备，所述的岸基控制设备可以是计算机设备，或者类似的集控中心。
162.步骤s1600、由所述岸基控制设备对所述业务数据进行解码并输出显示。
163.所述的业务数据，一种实施例中，是音视频流数据，针对其中的音视频流，直接对其中的各路音视频流进行相应的解码后，渲染至计算机设备的图形用户界面中显示，便可实现在陆地上获取海面的监控录像。
164.根据以上实施例不难理解，岸基控制设备可以通过本技术的远程通信系统来实现对海面上的通信网络50中的终端设备的业务数据的获取，从而服务于远程监控之类的应用目的，使本技术的远程通信系统更具实用价值。
165.在本技术任意实施例的基础上，由岸基散射通信设备接收经对流散射送达的所述无线信号，包括：
166.步骤s1410、由岸基散射通信设备的天线接收所述无线信号的多个分信号；
167.如前所述，岸基散射通信设备与离岸散射通信设备410之间可以采用一种或多种分集技术来实现信号传输，在这种情况下，岸基散射通信设备可以通过其天线接收到多个以分集技术分解传输的分信号。
168.步骤s1420、采用预设的分集算法将所述多个分信号转换为同一无线信号，所述分集算法为频率分集算法、空间分集算法、角度分集算法中任意一种。
169.对应所述多个分信号，可以根据其相对应的分集技术，采用相应的分集算法，对各个分信号进行计算转换，从而获得同一无线信号，所述无线信号便是承载所述业务数据的有效信号，可以在此基础上获得离岸散射通信设备410所传输的所述业务数据。
170.不难理解，根据所采用的分集技术不同，所述的分集算法可以是频率分集算法、空间分集算法、角度分集算法中任意一种。
171.根据以上实施例可以知晓，本技术的远程通信系统可以进一步借助分集技术取得更好的信号收发效果，从而确保岸基部分20与离岸部分40的稳定通信。
172.本领域普通技术人员可以理解实现本技术上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)等计算机可读存储介质，或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
173.综上所述，本技术提供了海面上的通信网络中的业务数据到岸基的传输相对应的解决方案，能实现海上与岸上的超远距离高带宽通信，具有宽广的应用价值。