快速部署应急通信系统
2017-05-02 12:24:54

快速部署应急通信系统

1. 单频自组⽹技术简介:
随着现代科技⾼速发展,电信⽹络日益发达普及,⽆线调度通信⽹开始向极端应急、防爆、抗毁发展,通信覆盖要求日益极端化,除了城市需要覆盖外,室内需要覆盖,荒⼭野林也需要覆盖,地震、洪⽔通信设施瘫痪了更加需要应急通信覆盖。单频自组⽹快速部署系统就是为了实现上述应急通信需要的新⼀代应急调度通信⽹。
1.1. 传统中继技术的变⾰:
窄带专用通信有史以来采用双频半双⼯通信,需要两个频率点组合成⼀对中继频率,这种技术模式已经沿用了近半个世纪,此技术模式在模拟通信时代是别⽆选择的。但是在世界性的模拟通信转数字通信的过程中,国外这个⾏业的创新⼒度严重不⾜,维德公司以⼆⼗多年的技术沉淀创新研发了单频中继技术,利用数字单频中继的优点,继⽽研发了多级中继的多跳技术,再研发了多基站多跳的自组⽹技术,英⽂:Adhoc。维德单频自组⽹技术是世界唯⼀的窄带通信Adhoc 自组⽹。
1.2. 单频自组⽹新技术概念:
单频自组⽹⼀个通话信道只需要⼀个单频点,基站之间同频率中继转发(时分中继TDMA ⼯作模式),可以连续转发四次,自动寻址,以组成⼀个单频自组⽹应急通信⽆线调度⽹(Adhoc)。
按照传统的技术理念来描述:传统的转信台用双频半双⼯收发,⽽现在的转信台是用⼀个单频点数字TDMA 转发中继,传统的转信台单台⼯作覆盖没有问题,两台以上扩⼤覆盖就必须用不同的频率,然后再用有线链路连接成⽹,⽽现在的转信台⽆论多少台扩⼤覆盖只需要⼀个单频点,这个单频点同时将所有的转信台连成⼤覆盖⽹。移动终端只要接通任意⼀个转信台,就可以通全⽹覆盖区内任意电台。
系统设备配套分为⾼架中继(与传统技术雷同;25 瓦功率)、车载/便携移动中继(新中继应用模式;25 瓦功率)、⼿持电台终端(不参与中继;1 或4瓦功率),由于移动中继向通信现场前移,⼿持终端的功率可以⼤幅度降低,反⽽通信质量⼤幅提⾼。与传统通信模式不同的是,多个⾼架中继之间已经自动完成联⽹组⽹,不需要再采用有线资源包括光纤、IP 等链路条件以及中⼼交换机设备,这种自动⽆线组⽹的技术彻底改变了复杂的通信系统⽹络结构,用复杂的软件技术取代了⼤量的物理实体结构设备,形成了及其简化的新型⽆线通信⽹,其优点是⼯程简化、维护⼯作量下降、可靠性提⾼、抗毁容灾能⼒强。
车载中继和便携中继本身既可视为通信终端,可直接参与通话,同时又提供中继服务,实现了快速投放、快速部署性质的应急通信⽹络,彻底解决了最后⼀公里难题,将应急⽆线覆盖任意的延伸⾄地下、隧道、深⼭荒野郊外。
1.3. 单频自组⽹组⽹模式:(Adhoc)
单频自组⽹是采用⼀个窄带频率同频TDMA 中继技术组⽹。⼀台单频自组 ⽹基站相当于传统通信模式的⼀个转信台,多台单频自组⽹基站建立多个⾼架基站后,完成对各自区域的覆盖,同时各个基站之间将自动⽆线连⽹,等同于⼀台基站在中继,在各个覆盖服务区的移动终端,只守候并选取⼀个频点的四分之⼀时隙通信,不再有越区漫游的概念。
1.3.1. 单台单频自组⽹⼯作模式:
AK833 背负单频自组⽹电台承担中继作用,同时自身也可以参与通话。A台讲话时,因为环境距离远,不能与B 台直接通信,则通过AK833 单频中继⾄B 台和C 台。B 台讲话时则⼀⽅面直接将信号发送⾄C 台(通信路径是以最捷径为优先),同时通过AK833 中继⾄A 电台。如果C 台讲话也是同理。
可见,单频自组⽹中继基站覆盖区内移动终端之间通信,当电台之间可以相互通信时,即可以通过中继基站,也可以不通过中继基站⽽直接互通,选择的依据是以信号的强弱为准,目的就是保障最佳的通信传输通道和通信质量。在复杂的移动通信组⽹中,当中继基站不存在,电台之间继续自动维持可⽆线通信的直通模式。
1.3.2. 两台单频自组⽹⼯作模式:
由两台AK833 背负单频自组⽹基站承担中继⼯作,可以增加⼀倍的覆盖效果,承担中继台同时也可以参与通信。中继台、⼿持电台位置移动变化过程中,各种通信逻辑如下图通信线路,由单频自组⽹基站、⼿持电台本身全自动寻址重新组合,不需要⼈⼯⼲预。
⼿持电台B 和C 之间可以直接通信时,会自动直接通信⽽不经过AK833中继,但是同时也发信号给AK833 完成中继给其它中继设备或者直接中继给⼿持电台。
1.3.3. 三台单频自组⽹⼯作模式:
由三台单频自组⽹基站承担接⼒中继作用,可以实现长条型、或更⼤范围覆盖,在市内复杂通信环境实现五⾄⼗公里覆盖,在⾼速公路车载单频中继电台可以实现覆盖⼤约⼗五⾄三⼗公里区域。
单频自组⽹可以实现四跳连⽹,上图逻辑上已经用完四跳,从任何⼀个电台数到最远⼀端的电台连接数字是四跳。可见,单频自组⽹四跳实际上⾼架或车载或便携中继基站,事实上就是中间的三个中继,经过三个中继后,再加上两端的电台,总共耗费四跳。
1.3.4. 多台单频自组⽹基站平面组⽹:
上述三台单频自组⽹基站形成的条形通信⽹,总共使用了四次跳接,可见条形组⽹⼀共可以用三台单频自组⽹基站连⽹,超过三台不可以⼯作了。⽽平面组⽹不受三台制约,只要跳接的级数不超过四级,中继的基站就不受制约。
由三台以上单频自组⽹基站平面组⽹中继,快速现场区域布⽹,不同环境条件下车载单频自组⽹基站⽆线联⽹距离在五⾄⼗公里。三⾄四台通信车组⽹覆盖面积在⼏⼗⾄上百公里平⽅公里(⾼度越⾼,组⽹覆盖面积越⼤)。
平面组⽹模式用于应急现场多台单频自组⽹基站临时组⽹,关键优势在于组⽹速度非常快。只要配备有单频自组⽹车载基站AK830 的多台车辆抵达现场,现场的覆盖⽹就形成了。也可以采用便携基站AK832,用⼈⼯布置的⼿段,放置在需要覆盖地⽅即可。
1.3.5. ⼤城市区域覆盖⽹:
在单基站组⽹、多基站组⽹技术基础上,⼀个城市建设N 个⾼架中继基站后,可以组合成为多种应用模式的⼤面积覆盖的应急、抗灾、防爆通信⽹,可以配置⼤功率总台(定位调度台),可以多级延伸覆盖⾄隧道、地下车库直接覆盖通信。
我们可以将⾼架的单频自组⽹基站视作链路“卫星”, 所有现场组⽹通信的各个基站通过链路“卫星”基站形成⼀体化联⽹。⾼点中继对地面AK830 车载基站⽽⾔,⼀百米⾼度可靠通信半径可以达到20 ⾄30 公里,⽽现场的通信电台对车载基站是近距离通信,因此整体⽹络通信质量和效果良好。
1.3.6. 省级覆盖范围的通信⽹:
更⼤范围的省级应急抗毁通信⽹,可以由多个⾼架基站、⾼⼭基站组成,⼀个省只需要⼗⼏个制⾼点即可完成全省覆盖,再继续组合各种区域应用、移动应用、⾼速公路应用⽹。
同样的道理,⼀个省建设多点⾼⼭基站,也就类同于发射⼀系列同步“通信卫星”,不同的是,这些卫星不需要地面站连⽹,⽽是直接相互之间自动连⽹,⾼⼭基站之间的可靠⽆线连⽹距离⼀般在100 公里⾄⼏百公里。

关键词:系统
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