[发明专利]具有超节点气球之间的自由空间光通信和超节点与子节点气球之间的RF通信的气球网络

说明书

背景技术

除非本文另外指出，否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。

诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。这样，对于经由因特网、蜂窝数据网络和其他这种网络的数据连通性的需求正在增长。然而，在世界的许多地区中，数据连通性仍是不可得的，或者如果可得，也是不可靠的和/或成本高昂的。因此，希望有额外的网络基础设施。

发明内容

在第一方面中，一种示范性网络系统可包括：(a)被配置为气球网络中的超节点的多个超节点气球，其中每个超节点气球包括可操作用于与一个或多个其他超节点气球的数据通信的自由空间光通信系统；以及(b)被配置为气球网络中的子节点的多个子节点气球，其中每个子节点气球包括可操作用于数据通信的射频(RF)通信系统；其中，至少一个超节点气球还包括可操作来向至少一个子节点气球发送数据的RF通信系统，其中至少一个子节点气球的RF通信系统可操作来接收由至少一个超节点气球发送的数据并将接收到的数据发送到至少一个陆基台站。

在另一方面中，一种示范性网络系统可包括：共同作为层次化气球网络操作的多个气球，其中多个气球至少包括(a)多个第一气球和(b)多个第二气球；其中，每个第一气球包括可操作用于与一个或多个其他第一气球的分组数据通信的自由空间光通信系统；其中，每个第二气球包括可操作用于数据通信的射频(RF)通信系统；并且其中，至少一个第一气球还包括可操作来向至少一个第二气球发送数据的RF通信系统，其中至少一个第二气球的RF通信系统可操作来接收由至少一个第一气球发送的数据并且将接收到的数据发送到至少一个陆基台站。

本领域普通技术人员通过阅读以下详细描述并在适当时参考附图，将清楚这些以及其他方面、优点和替换方案。

附图说明

图1是根据示范性实施例图示出气球网络的简化框图。

图2是根据示范性实施例图示出气球网络控制系统的框图。

图3根据示范性实施例示出了高空气球。

图4是根据示范性实施例图示出包括超节点和子节点的气球网络的简化框图。

图5A和5B根据示范性实施例示出了被气球网络的一部分覆盖的区域。

图6A根据示范性实施例示出了跨越数个限定的地理区域的示范性气球网络的覆盖范围。

图6B是根据示范性实施例的气球集群的简化图示。

图6C根据示范性实施例示出了跨越与图6A所示相同的地理区域的相同气球网络。

具体实施方式

本文描述了示范性方法和系统。应当理解，本文中使用“示范性”一词来指“充当示例、实例或例示”。本文描述为“示范性”的任何实施例或特征不一定要被理解为比其他实施例或特征更优选或有利。本文描述的示范性实施例不欲进行限定。容易理解，所公开的系统和方法的某些方面可按许多种不同的配置来布置和组合，所有这些在这里都已被设想到。

I.概述

示范性实施例帮助提供了包括多个气球(balloon)的数据网络；例如，由部署在平流层(stratosphere)中的高空气球(high-altitude balloon)形成的网格网络(mesh network)。由于平流层中的风可以以差动的方式影响气球的位置，所以示范性网络中的每个气球可被配置为通过调整其垂直位置(即，高度)来改变其水平位置。例如，通过调整其高度，气球可能够找到将把它水平地(例如在纬度上和/或经度上)运载到期望的水平位置的风。

另外，在示范性气球网络中，气球可利用自由空间光通信来与彼此通信。例如，气球可被配置用于使用超亮LED(也可称为“高功率”或“高输出”LED)的光通信。在一些场合中，取代LED或者除了LED之外可以使用激光，虽然关于激光通信的规章可能限制激光使用。此外，气球可利用射频(radio-frequency，RF)通信与(一个或多个)陆基台站(ground-based station)通信。