基于海事卫星的无线集群组网技术研究- 应急无线通信系统的体系结

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1、基于海事卫星的无线集群组网技术研究王太军1,2毛玉明1何华锋2（1.电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都610054；2.四川省军区通信处，四川成都610041）【摘要】在应对突发事件和自然灾害救援行动中，无线集群技术以其占用频率少、组内通话和按键通话的优势，成为应急现场组织、指挥的重要通信手段，但是，无线集群系统的覆盖范围受限，难于实现大范围和不同应急现场之间的通信，更无法提供远程指挥通信能力。本文为克服无线集群通信存在的不足，提出了将无线集群与海事卫星通信系统集成的思路，通过海事卫星建立不同地域无线集群网络的传输干线，能够有效拓展无线集群的应急指挥通信能力，同时，在系统

2、的应急适用性、便捷性和经济性上都获得了很好的效果。【关键词】无线集群海事卫星IP技术组网应用4自然灾害通常以突发事件的形式发生并给人民生命和国家财产造成巨大的破坏，这种破坏有时甚至是毁灭性的[1]。从我国应急管理实践经验看，在应对自然灾害和处置突发事件中，有效的通信保障是应急响应和救援工作成败的关键，其中应急救援现场的通信保障又直接关系着救援措施的最终落实，是应急通信中运用最广泛的重要基础环节。应急现场指挥通信要适应环境特殊、事多、人杂和突发情况难于预测的复杂局面，就必然要求应急通信设备具备开设快速、使用简单、方便携带、一呼百应等特点，无线集群通信系统以其特有按键讲话（PPT）

3、通话体制和设备简单、易操作、易维护，能够快速建立、部署、组网应用而成为应急现场指挥通信的首要选择和必备手段。但是，无线集群系统工作在超短波频段（VHF/UHF），发射功率小（一般手持机发射功率<5W,车载台发射功率<20W）,覆盖范围有限，无法达成远程通信能力[2]。本文首先对应急通信中无线集群系统的应急适应性与局限性进行了分析，然后简要介绍了第四代海事卫星宽带数据业务，并在此基础上提出了以海事卫星通信系统为网间中继链路，将无线集群通信与海事卫星标准IP业务有效融合，从而实现不同无线集群网络之间的直接按键讲话功能，达成快速建立跨地域便捷应急指挥通信网络平台之目的。1.无线集群通

4、信系统的应急适应性与局限性分析应急通信强调的是在所有通信基础设施被毁、常规通信能力全部丧失的情况下，建立的一种应急性的、临时的、稳定的、可靠的通信方式。应急通信系统应具有移动性、低功耗、大范围覆盖、适应复杂地理环境和恶劣天气的特点[1]。无线集群通信系统以不依赖于既设通信基础设施和具备特有的调度功能、组呼功能以及快速呼叫建立的特性，在应急通信系统（特别是现场指挥、调度通信）中具有重要作用。在理论上，无线集群通信系统是以信道共享技术为基础的组呼模式，同一组内人员无论数量多少，都只占用一对信道，能够极大地节约无线信道资源，与应急救援行动中力量多元、通信电磁环境复杂和无线频谱资源紧张

5、的情况相适应，能够有效提升频谱资源的利用效率；其二，无线集群通信系统呼叫建立迅速（呼叫建立时间≤600ms,端到端信道延迟≤1000ms）和按键讲话等功能，与应急救援行动中通信便捷，使用简单，一呼百应的的要求一致4，能够有效保证应急通信的及时性；其三，无线集群通信系统具备良好的环境适应能力，不仅个人通信终端小巧便携，而且与之配套的可以是大型固定式基站，也可以是便携式的移动车载台、背负移动台等，既支持联网工作模式，也可以实现端到端的脱网应用，因而，非常适宜在各种通信环境下使用；其四，无线集群通信系统具有良好的节能性，可以通过小型发电机、太阳能蓄电池及备用电池等手段保障系统用电，可

6、有效解决应急现场电力供应不健全，完全需要依靠电池供电的困境。虽然无论从无线集群通信方式的特点，还是设备的便携性、使用的简便性和维护的容易程度上分析，无线集群通信系统都具有良好的应急适应能力，但是就技术体制和设备实现而言，无线集群通信系统也存在一定的局限性[3]。例如：①为保持移动终端便携和节能，设备的发射功率就受到限制（一般≤5W）,其有效的覆盖范围就比较小，脱网模式的通信距离小于5公里，联网工作模式的通信距离也难于大于10公里；②是其话音质量不高，接收信号的音频噪音较大；③是其业务支持能力相对单一，由于信道带宽（25Khz）限制，只能支持话音和短信通信，难于满足宽带应用的要求

7、。本文以第四代海事卫星通信系统标准IP业务为基础，主要解决无线集群通信系统中覆盖范围有限，难于实现异地组网和远程通信应用的问题。2.第四代海事卫星移动通信系统简介[4]目前，Inmarsat共经营着11颗卫星,其中,海事卫星第二代星3颗,第三代星5颗,第四代星3颗。第四代移动通信卫星系统的每颗卫星具有1个全球波束、19个宽点波束、228窄点波束，转发器功率14kW（是第三代星的60倍），EIRP值67dBW，采用L频段用户链路，C频段馈线链路，每个信道带宽200KHz，信道总数630个，并且