基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，包括云计算中心、陆地通信边缘计算中心以及部署在浮标、灯船等航标设施、海上钻井平台、岛礁上的海上边缘服务平台和海上通信接入点；陆地通信边缘计算中心通过接入链路将需要发送的信息先传送给海上边缘服务平台上搭载的通信基站，并在海上边缘服务平台上进行信息交换，再由海上边缘服务平台通过无线回传链路将信息发送给海上中继基站，再由该中继站通过中继链路将信息传送给网络覆盖海域的用户通用终端。本系统实现了具有边缘计算能力的海陆一体化的无线宽带通信网络，将陆地宽带通信网络向海上有效延伸，通过边缘计算提高了网络反馈速度，减少了网络传输数据量。

Marine-Land Integrated Wireless Broadband Communication System Based on Edge Computing

【技术实现步骤摘要】
基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统。
技术介绍
航标是助航标志的简称，指标示航道方向、界限与碍航物的标志。是帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与表示警告的人工标志。浮标是指浮于水面的一种航标，是锚定在指定位置，用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。灯船是指形状如船、能发光的一种特殊浮标。一般锚碇于重要而宽广的江河人口处或重要航段，以引导船舶进出港或转向。发光设备装于甲板高处；灯具一般安装在平衡架上,使船体摆动时仍水平发光；灯光射程较远。有的装有音响或雾号设备。海上钻井平台主要用于钻探井的海上结构物。上装钻井、动力、通讯、导航等设备，以及安全救生和人员生活设施。利用浮标、灯船等航标、海上钻井平台以及岛礁布设无线宽带网络设备，可以将陆上无线网络延伸至海洋。与传统海上通信系统相比较，海陆一体化无线宽带网络系统通信成本更低、带宽更宽、延迟可控且使用寿命长。利用浮标、灯船等航标、海上钻井平台等已有基础设施和岛礁部署无线宽带网络可以大大降低海上网络部署成本，可以用更少的资源实现高密度和大区域覆盖，具有费用低、容量大、部署快、布网灵活、回收方便等特点，尤其部署在航运繁忙海域通信具有显著的优势。目前，海上通信方式主要包括移动卫星通讯(INMARSAT)，单边短波电台(SSB)和甚高频电台通信(VHF)。以上通信方式各有缺点，海上卫星通信花费很高，SSB通信信道时变，衰落严重不稳定，VHF属于视距传播，传输距离较短等均不能为用户提供高速、廉价以及无缝的服务，无法实现终端设备的便携化、小型化和手持化等。
技术实现思路
根据现有技术存在的问题，本专利技术公开了一种基于边缘计算的海上无线宽带通信系统，包括云计算中心、陆地通信边缘计算中心、海上边缘服务平台和海上通信接入点。所述云数据中心用于接收陆地通信边缘计算中心传送的数据信息并将该信息存储，同时将经过云处理后的数据传送至陆地通信边缘计算中心；所述陆地通信边缘计算中心接收海上边缘服务平台传送的数据信息并将接收到的信息传送至云数据中心；所述海上边缘服务平台接收、暂存并处理用户终端和海上通信接入点传送的数据，并将该数据传送至陆地通信边缘计算中心；所述海上通信接入点接收用户终端传送的数据并传送至海上边缘服务平台，同时将海上边缘服务平台传送的数据发送到用户终端。进一步的，所述云数据中心通过光缆与陆地通信边缘计算中心进行信息交换、信息存储和信息云加工。进一步的，所述陆地通信边缘计算中心包括通信基站、边缘计算设备和边缘存储设备；所述陆地通信边缘计算中心采用接入链路将通信信息通过通信基站与海上边缘服务平台进行数据通信，所述边缘存储设备对陆地通信边缘计算中心接收到的信息进行实时存储，所述边缘计算设备对通信数据进行加工、将加工结果通过通信基站发送至海上边缘服务平台和云计算中心。进一步的，所述海上边缘服务平台包括海上中继基站、海上边缘存储设备和海上边缘计算设备；所述海上边缘服务平台通过无线回传链路将信息发送给海上中继基站，所述海上中继基站通过中继链路将信息传送给网络覆盖海域用户终端和海上通信接入点。进一步的，所述海上通信接入点包括中继基站，所述中继基站将网络拓展到海上边缘服务平台不能覆盖的区域。进一步的，将现有的包括浮标、灯船等航标、钻井平台设施以及岛礁作为海上边缘服务平台和海上通信接入点的候选部署站址。由于采用了上述技术方案，本专利技术提供的基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，实现了近海海域覆盖的无线通信蜂窝网络，将陆地无线通信网络向近海船舶密集海域有效延伸，消除无线通信网络在海上的覆盖盲点，增加了网络覆盖范围，更好地满足了海上用户的通信需求。因为浮标、灯船等航标和岛礁上搭载的是通用通信中继基站，可以方便快捷地与陆地网络衔接，同时通过多跳技术扩大了网络覆盖范围。因为海上中继基站使用的是通用Relay，有利于以较低的成本拓展网络，同时因浮标和灯船等航标的载重量较高，可以配置更多载频的通用Relay，有利于提高无线链路性能及网络容量，增强资源利用率；同时网络覆盖海域的用户采用通用终端即可接入网络，无需更换其他设备；因边缘服务节点可同时与多个海上中继基站进行通信，故便于集中式控制和调度，在一定程度上减少了海上中继基站与边缘服务点之间切换的开销；因边缘服务节点将某些服务或功能卸载到海上中继基站网络上去执行，减轻了边缘服务节点自身的业务负载和功率负担，同时减少了边缘服务器的载荷负担。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术的基于边缘计算的海上无线宽带通信系统信号流程示意图。图2是本专利技术的基于边缘计算的海上无线宽带通信系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚完整的描述：如图1所示的基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，包括云数据中心1、陆地通信边缘计算中心2、海上边缘服务平台3和海上通信接入点4。系统设有一个云数据中心1用来接收、存储陆地通信边缘计算中心2传送的通信数据，并将其进行云处理，同时将用户所需数据通过陆地通信边缘计算中心2转发；所述陆地通信边缘计算中心2接收、存储和快速处理海上边缘服务平台3转发的数据、并上传给云数据中心1。所述海上边缘服务平台3接收、暂存并快速加工用户终端和海上通信接入点4传送的数据，并上传给陆地通信边缘计算中心2，同时将用户所需处理结果和接收的陆上通信边缘计算中心2传送用户数据发送给用户终端或者相关海上通信接入点4。所述海上通信接入点4接收用户终端传送的数据并上传给海上边缘服务平台3，同时将海上边缘服务平台3传送的数据发送到用户终端。进一步的，所述云数据中心1通过光缆与陆地通信边缘计算中心2进行信息交换，存储信息，对信息进行云加工。所述陆地通信边缘计算中心2包括通信基站21、边缘计算设备22和边缘存储设备23，陆地通信边缘计算中心2通过接入链路将通信信息通过该通信基站21与海上边缘服务平台3进行数据通信，该边缘存储设备23对通信基站21接收到的数据进行存储，边缘计算设备22对通信数据进行加工后将结果通过通信基站21发送给海上通信边缘服务平台3和云计算中心4。所述海上边缘服务平台3包括：海上中继基站31、海上边缘存储设备32及海上边缘计算设备33，海上边缘服务平台3通过无线回传链路将信息发送给海上中继基站31，再由海上中继基站31通过中继链路将信息传送给网络覆盖海域用户终端和海上通信接入点4。所述海上通信接入点4仅包括一个中继基站41，将网络拓展到海上边缘服务平台不能覆盖的区域，将其范围内用户终端接入到网络中。进一步的，利用现有的浮标、灯船等航标、钻井平台等海上已有基础设施和岛礁作为海上边缘服务平台3和海上通信接入点4的候选部署站址；根据其供电类型和位置不同，可选择部署不同类型海上通信网络节点。海上边缘服务平台3搭载海上中继基站31、海上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，其特征在于：包括云数据中心(1)、陆地通信边缘计算中心(2)、海上边缘服务平台(3)和海上通信接入点(4)；所述云数据中心(1)用于接收陆地通信边缘计算中心(2)传送的数据信息并将该信息存储，同时将经过云处理后的数据传送至陆地通信边缘计算中心(2)；所述陆地通信边缘计算中心(2)接收海上边缘服务平台(3)传送的数据信息并将接收到的信息传送至云数据中心(1)；所述海上边缘服务平台(3)接收、暂存并处理用户终端和海上通信接入点(4)传送的数据，并将该数据传送至陆地通信边缘计算中心(2)；所述海上通信接入点(4)接收用户终端传送的数据并传送至海上边缘服务平台(3)，同时将海上边缘服务平台(3)传送的数据发送到用户终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，其特征在于：包括云数据中心(1)、陆地通信边缘计算中心(2)、海上边缘服务平台(3)和海上通信接入点(4)；所述云数据中心(1)用于接收陆地通信边缘计算中心(2)传送的数据信息并将该信息存储，同时将经过云处理后的数据传送至陆地通信边缘计算中心(2)；所述陆地通信边缘计算中心(2)接收海上边缘服务平台(3)传送的数据信息并将接收到的信息传送至云数据中心(1)；所述海上边缘服务平台(3)接收、暂存并处理用户终端和海上通信接入点(4)传送的数据，并将该数据传送至陆地通信边缘计算中心(2)；所述海上通信接入点(4)接收用户终端传送的数据并传送至海上边缘服务平台(3)，同时将海上边缘服务平台(3)传送的数据发送到用户终端。2.根据权利要求1所述的基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，其特征在于，所述云数据中心(1)通过光缆与陆地通信边缘计算中心(2)进行信息交换、信息存储和信息云加工。3.根据权利要求1所述的基于边缘计算的海陆一体化无线宽带通信系统，其特征在于；所述陆地通信边缘计算中心(2)包括通信基站(21)、边缘计算设备(22)和边缘存储设备(23)；所述陆地...

【专利技术属性】
技术研发人员：林彬，段建丽，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21