Page 169 - 无线通信技术创新与应用

第四章 长江海事通信技术应用

障人类生命与财产安全，是实现海洋强国战略和海上丝绸之路的重要技术手段。
由于人类活动主要集中于陆地，陆上应急通信技术获得了较多研究与应用，
海洋应急通信技术相对较少。早在 1975 年就出现了海底防喷器应急通信声学系

统，以支持石油的安全开采；近来又出现了基于水声的应急通信技术，但都基于
单一通信方式。最近，面向 6G 的空天地一体化框架，出现了基于空天地海一体
化的海上应急通信网络，可以为海事活动提供重要的信息技术保障。由于空天地
海框架主要集中于水面及以上场景，又出现了空天地水或空天地海潜等一体化概

念，增加了对水下场景的考虑。因为紧急情况所涉及的空间范围往往由水面延伸
至水下，故需要对水下应急通信的一体化展开研究。但这方面还没有出现相关文
献资料。海洋互联网是陆地互联网在海洋环境中的延伸，覆盖水下、水面和空中，
其思想是综合利用一切可用通信资源，进行实时动态组网，并根据需要及时调整

组网方法以满足应用需求。后来，海洋物联网的概念被提出，进一步增加了感知
功能。海洋互联网能成为空天地海潜一体化系统和海洋物联网的实现平台，可以
作为海洋应急通信的基础网络。同时，海洋物联网可以提供海洋应急通信所需的
感知功能。

一、场景分析

（一）场景与需求
顾名思义，水下应急通信是指水下区域发生紧急情况下使用的通信技术和网

络。此时，一般存在一个水上或水下指挥中心，在了解现场情况后下发相关指令，
并根据最新情况进行决策；同时在水下区域存在多个通信节点，协同感知现场情
况并把相关数据发给指挥中心，同时协同完成指挥中心下发的相关任务。为简单
起见，我们称指挥中心到现场节点之间的通信为下行，节点到中心之间的通信为

上行，现场节点之间的通信为并行。根据业务情况，下行数据量一般不大，上行
数据量往往较大，故存在显著的上下行不对称。
根据紧急情况发生地点，可以分为 2 种场景：近海、远海。前者离陆地较近，
可用的通信技术和系统较多，包括：岸基通信基础设施、海底观测网、水下传感

网、水下自组网等，可以综合使用有线、无线电磁波、水下声 / 光 / 磁等通信方式；
后者远离陆地，可用的通信技术和系统较少，包括舰艇间通信网、水下自组网等，
主要采用水声 / 光等无线通信方式。此外，水上部分的通信资源也应该能够提供

·155·