[发明专利]一种可升降的通信中继系统及方法

权利要求书

1.一种可升降的通信中继系统，该系统用于完成水下用户与地面控制中心之间的信息交互，所述系统包含：

用于完成水下用户与地面控制中心之间的信息收发的天线舱；

用于控制天线舱在水下上浮或下潜及管理水下和地面用户的中继控制舱；和

用于具体实施天线舱升降动作的升降装置；

其中，

所述天线舱包含第一水声调制解调器和天线舱顶部的卫星通信终端，所述第一调制解调器与位于水下的中继控制舱进行双向无线水声通信，所述卫星通信终端通过无线的方式与地面控制中心之间进行数据或指令的交互；

所述升降装置在所述中继控制舱的控制下实现天线舱在水下的上浮或下潜；

所述中继控制舱通过水声无线通信监控天线舱的深度和姿态数据，并依据天线舱的深度和姿态数据控制升降装置的工作和停止，进而改变天线舱在水中所处的位置；此外该模块还用于管理水下用户和地面用户进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的可升降的通信中继系统，其特征在于，所述天线舱进一步包含：水密电子仓、电池组件、卫星通信终端、第一水声调制解调器和天线主控模块；

所述卫星通信终端设置于天线舱的顶部且与所述天线主控模块相连接；所述第一水声调制解调器与天线主控模块通过串行接口相连；

所述天线主控模块包含数据传输模块，控制天线舱与地面用户之间指令和数据的发送、接收、解码和存储，以及天线舱与中继控制舱之间的无线水声数据传输。

此外，所述天线主控模块还包含：供电控制模块和状态监测模块；

所述供电控制模块用于天线舱所有设备的电源管理，当天线舱到达水面，需要与地面用户进行数据通信时，供电控制模块控制卫星通信终端和第一水声调制解调器上电；当天线舱潜入水下后，天线舱进入省电模式，关断卫星通信终端和第一水声调制解调器的电源；

所述状态监测模块用于天线舱工作状态参数的采集和监测，保证天线舱工作正常稳定。

3.根据权利要求2所述的可升降的通信中继系统，其特征在于，所述中继控制舱进一步包含：水密电子仓、中继主控模块、电池组件、第二水声调制解调器和第三水声调制解调器；

所述第二水声调制解调器和第三水声调制解调器分别与所述中继主控模块通过串行接口相连接；所述升降装置包含的电机结构与所述中继主控模块通过电缆连接。

4.根据权利要求3所述的可升降的通信中继系统，其特征在于，所述升降装置进一步包含：电机机构、绞盘、绳索和大浮球；

所述大浮球和天线舱分别系于绳索的两端，所述电机机构与绞盘联动，所述中继控制舱通过中继控制水密电子仓内部的中继主控模块控制电机机构和绞盘收放绳索，驱动天线舱进行上浮或下潜。

5.根据权利要求4所述的可升降的通信中继系统，其特征在于，所述中继主控模块进一步包含：

用户管理模块，用于管理水下和地面的用户终端；

数据传输模块，用于管理水下用户终端与地面用户终端之间形成上下行通信链路，传输数据或者指令信息；和

时间表管理和执行模块，用于管理和执行时间任务，定时控制天线舱的上浮和下潜，并定时与水下用户和地面用户进行数据传输；

升降控制模块，该升降控制模块能够驱动升降装置实现天线舱在海中的下潜与上浮；

其中，所述升降控制模块进一步包含：

监测子模块，用于实时监测天线舱在水下的深度，并将该深度值输出；

判断子模块，用于判断监测子模块的输出深度信息，依据预先设定的门限深度值决定天线舱的下潜或者上浮；和

驱动子模块，用于当天线舱需要下潜或上浮时，通过控制电机机构的驱动电流来驱动绞盘的正向或反向转动，放出或收紧与大浮球相连的绳索，最终实现天线舱的下潜和上浮。