这部分介绍了两种空中网络技术,高空通信平台(HAP)和航空自组网(AANET),以及一些基于MEO/LEO卫星的全球互联网部署计划。
谷歌的Loon项目采用气球,试图为世界上每个人提供免费的全球互联网接入。它在2013年进行了初步测试 [89] ,2021年1月该项目被关闭,同年9月被软银收购 [90] 。同样,尽最大努力连接任何具有通信能力节点的海洋互联网也采用HAP扩大岸基网络的覆盖范围 [4] ,其策略如下:(1)当用户数量超出预期时,HAP作为对现有通信设施的临时补充;(2)HAP作为在没有其他通信设施情况下的短期解决方案;(3)HAP作为通信网络的一种基础设施。类似地,在BLUECOM+项目中,氦气气球被用来增加天线高度,以克服地球曲度对远程通信的影响。海上试验结果显示可实现超过50km的现场视频会议,实时数据上传速率超过1Mbit/s。
空中单元,如气球、无人机、直升机和飞机,往往配备通信设备,在同一空域中的这些单元可以形成AANET,用于实现相互通信和与其他网络连接 [91] 。它们能满足日益增长的飞机客舱用户对互联网接入的需求。目前这些服务通常由卫星和空对地网络提供,前者服务费用昂贵,端到端时延较长;后者覆盖范围和容量有限。AANET可以整合卫星和地面网络,提供更高速度、低时延和低成本的空中互联网接入。
文献[92]讨论了AANET体系结构以及相关场景、需求和挑战。该网络的一个重要组成部分是地面站,它以比卫星更高的数据速率和更低的成本来中继陆基互联网和AANET之间的通信。但是这些地面站不可能在任何地方都存在,特别是在无人区,如海洋。当这些地方有许多飞行器时,AANET可以用于解决这个问题 [93] 。在低空,无人机和直升机也可以形成AANET,充当水面船舶与岸基基站之间的中继点,以提高海洋互联网的连接性 [94] 。
文献[33]提出了一种海洋移动卫星网络,可以提供可靠、安全和性价比高的服务。该网络旨在支持需要相互通信的船舶、船舶交通服务系统(VTS)、港口和海岸控制中心的自主操作和远程控制,以确保船舶通信的连续性。
小型卫星制造技术和可重复使用火箭技术(特别是一箭多星技术)的进步使得卫星的发射成本降低。因此,人们研究在基于GEO的物联网中,如何利用LEO收集数据 [95] ,以及在数据存储中心把数据与陆基互联网完全隔离 [96] 。此外,一些基于大规模MEO/LEO卫星部署的计划正在启动或正在进行中,旨在为世界各地提供互联网服务 [1] 。