應急通信技術精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇應急通信技術，期待它們能激發您的靈感。

篇1

近年來，隨著通信技術、計算機技術、微電子技術的發展和大型自然災害產生的巨大影響，對應急通信的需求更顯迫切，所以對應急通信的研究成為研究的熱點之一。本文介紹了應急通信的概念、特點和主要方式，并對地震現場應急通信的特點和需求進行了專門闡述，希望為地震應急通信深入研究提供有益的參考。

關鍵詞：

應急通信；地震應急；地震現場通信

我國幅員遼闊，地理、氣候條件復雜，是全球遭受自然災害最嚴重的國家之一，災害種類多、發生頻率高、損失嚴重[1]，特別是地震這種自然災害。由于我國位于世界兩大地震帶――環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶十分活躍，具有地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣等特點[2]，近年來汶川8.0級、玉樹7.1級、雅安7.0級、魯甸6.5級等破壞性地震相繼發生，對通信基礎設施造成了嚴重的破壞，給搶險救災工作帶來了很大的困難。應急通信是突發性緊急事件時通信需求的基礎保障，建立并完善先進的應急通信系統是面對地震等突發性緊急事件時搶險救災的重要工作內容，因此，對應急通信的研究具有極其重要的意義。

一、應急通信概述

現代意義的應急通信一般是指為應對自然或人為突發性緊急情況時，綜合利用各種通信資源，保障信息傳遞、緊急救助或指揮調度等工作順利開展所需的一種通信手段，它是一種暫時性、快速響應的特殊通信機制。應急通信除了需要滿足時間突發性、地點不確定性、業務緊急性和信息多樣性等要求外，還須具備部署快速、易于安裝、健壯性好、擴展性強、成本合理等特點[1]，并提供可靠的信息傳輸服務。應急通信不是一種通信方式，而是一組支持不同應急需求、具有不同屬性的通信方式，其功能結構圖如圖1所示。從應急通信功能結構圖可以看出，應急通信根據通信需求不同可分為多種應急通信系統，如：（1）支持國家重大突發事件監視和預測的通信系統；（2）支持地方發現和處理突發事件的通信系統；（3）支持災區最高指揮員實施現場指揮的通信系統；（4）支持現場搶救的通信系統；（5）現場電視轉播系統；（6）災區現場應急通信技術支持系統；（7）災區群眾自救和呼救應急通信；（8）災區群眾對外通信等。

二、應急通信主要方式

目前，應急通信主要采用的通信方式基本為兩種，即有線和無線。

2.1有線通信。有線通信分為公用通信網和專用通信網。公用通信網最常見的是互聯網，特點是覆蓋的范圍廣，通信的容量大，承載的業務種類繁多，其性能也穩定，費用還低廉，是遭受一般自然災害情況下應急通信最基本的信息傳遞手段，但其經受大災害的沖擊能力有限，緊急事態下在優先權方面的能力也很不足。因此，公用通信網抗大災的能力有待繼續提高[3]，目前國內外對基于公用通信網的應急通信研究也很少。專用通信網是專業部門使用的專用網絡，如各國政府部門、軍隊等的專用網絡。當緊急事態下對公用通信網實施強制管制時，專用通信網是保障消息傳遞、上下級命令、應急指揮等的一種重要通信手段，但專用通信網在覆蓋能力、互通性及寬帶業務提供能力方面存在很大的不足，難以滿足如地震等重大災害通信的需求[4]。

2.2無線通信。無線通信是利用電磁波信號可在自由空間中傳播的特性進行信息交換的一種通信方式，不需要專門布線，不受“線”的制約，在其信號所覆蓋的范圍內可方便接入，并可以實現在移動中的通信。因此，相較于有線通信，無線通信具有抗毀能力強、組網簡單、靈活快速等特點，是處置各種緊急突發事件時最常用的通信方式。無線通信主要有：短波通信、超短波通信、微波通信、集群通信、無線局域網和衛星通信。

2.2.1短波通信。短波通信是一種依靠電離層反射進行傳播的無線電通信技術，其波長在100米～10米之間，頻率范圍為3～30MHz。短波通信其通信距離較遠，是遠程通信的主要手段，并具有組網靈活、抗毀性和自主通信能力強、運行成本低廉等優點[5]，但由于短波傳播所依賴的電離層高度和密度易受地形、地物、晝夜、季節、氣候等因素影響，所以短波通信的穩定性較差，噪聲較大。隨著數字信號處理技術、擴頻技術、差錯控制技術及自適應技術的進步，以及超大規模集成電路技術和微處理器的出現與廣泛應用，短波通信的發展及使用進入了一個新的階段。短波通信最常見的是短波電臺，目前，短波電臺已實現數字化和小型化，具有體積小、重量輕等特點，特別是車載短波電臺機動靈活，可隨時隨地架設，是應對緊急突發事件一種行之有效的應急通信手段。

2.2.2超短波通信。超短波通信也是利用電離層進行傳播的一種無線電通信技術，其波長在10米～1米間，頻率范圍為30～300MHz(或擴展到1000MHz)，常用的有70MHz、150MHz、4MHz、9MHz等。超短波電離層傳播有散射傳播和透射傳播兩種主要形式，由于地面吸收較大和電離層不能反射，因此其主要特點是視距直線傳播，同時有一定的繞射能力，工作頻帶較寬。超短波通信的缺點是頻段頻率資源緊張，并且傳輸距離短，一般只用于近距離戰術通信，比如美國的“辛嘎斯”（SINCGARS)分組無線網和挪威的“戰術數字通信”(TADKOM)系統[6]。超短波通信最常見的是超短波電臺，與短波電臺相比，具有通信頻帶寬、容量大、信號穩定等優點，是近距離無線電通信廣泛使用的主要裝備。

2.2.3微波通信。微波通信是使用微波進行傳播的一種無線電通信，其波長在1毫米～1米間，頻率從1GHz到30GHz，采用直線傳播，反射能力強，不被電離層反射，可通達各種距離，中繼距離一般50公里左右，可在各種艱難的環境中快速部署開通，具有通信容量大，通信質量穩定，受外界干擾小，抗毀能力強，小范圍部署速度快等優點，能夠提供電話、電報、傳真、數據、圖像等多種業務[4]，所以非常適合于應急通信。但由于微波的頻率高，波長短，在空中傳播特性與光波相近，基本就是直線前進，遇到阻擋會被反射或阻斷，因此微波通信的主要方式是視距通信，超過視距以后需要中繼轉發。

2.2.4集群通信。集群通信是指利用信道共用和動態分配等技術實現多用戶共享多信道的無線電移動通信，其最大特點是通信采用PTT(PushToTalk)方式，以一按即通的方式接續，被叫不需摘機即可接聽，且呼叫接續速度快，并支持群組呼叫功能；同時，由于采用了信道共用和動態分配技術，用戶具有不同優先級和特殊功能，可實現通信時一呼百應。因此，集群通信具有組網快捷、靈活，指揮調度功能強，支持優先級控制等功能，特別適合作為一種指揮中心到現場及突發事件現場應急指揮專網的應急處置通信手段，其主要缺點是網絡的覆蓋范圍有限。目前，主要的集群通信技術標準有：歐洲的Tetra、美國的iDEN、中國的GT800和GOTA。

2.2.5衛星通信。衛星通信是指利用人造地球衛星作中繼站來轉發無線電波，在兩個或多個地球站之間進行通信，實際上是微波接力通信的一種特殊形式[7]，具有覆蓋范圍廣且無縫隙覆蓋、通信距離遠、抗毀能力強、機動能力強、建立通信鏈路快、容易部署等優勢[6]。因此，衛星通信既可用于平常的地面固定線路傳輸備份線路，又能夠在緊急情況下快速建立廣域網的通信鏈路，所以非常適合地震等突發事件緊急情況下對應急通信廣度的需求。衛星通信的缺點是傳輸時延大，資源稀缺，存在盲區，容量有限，易受天氣等因素干擾，且使用成本很高。

2.2.6無線局域網通信。無線局域網通信主要是利用射頻技術使用電磁波在空中進行通信連接，實現發送和接收數據，具有組網靈活、易擴展、安裝便捷、移動性好，配置簡單、成本低等優點。IEEE802.11WLAN標準工作小組已經推出了802.11a/b/g/n等標準協議，理論最高傳輸速率可達600Mbps，正在研究中的802.11ac協議是一個新的802.11無線局域網通信標準，將通過5GHz頻帶進行通信，可實現1Gbps多站式無線局域網通信或最大理論傳輸速率2.34Gbps。無線局域網通信所能覆蓋的范圍從室內幾十米到室外幾百米，有效傳輸距離可達20km以上。目前隨著對無線局域網關鍵技術和無線組網方式的研究越來越深入，基于無線局域網的應急通信研究也越來越多，典型的是基于無線自組網技術應用，主要有ADHOC網、無線傳感器網和無線Mesh網。

三、地震現場應急通信

破壞性地震往往會對通信基礎設施造成破壞，甚至損毀，使受災地區對外通信中斷，成為完完全全的信息孤島[2]，給救災組織、指揮調度、人員搜救、次生災害預防等工作造成重大困難。因此，地震現場要利用各種通信資源，快速有效地實現災情信息的傳遞上報，為救災組織、輔助決策、指揮調度等提供支持。

3.1地震現場應急通信需求。地震現場應急通信需求主要分為以下六類：1）災區指揮長實施指揮的通信需求，主要是要以現場指揮部為中心，配置覆蓋整個災區的通信網絡，從而指揮部可以實現對災區所有參與現場搶救的群體指揮調度。2）支持現場搶救的通信需求，用來實現現場搶救群體的領導者與群體成員之間協調。3）災區現場應急通信技術支持系統需求，主要是用來實現災區現場各種通信技術及系統之間互通，并延長傳輸距離。4）震情監測通信需求，主要用來實現流動監測等專業設備業務數據的傳輸。5）災區民眾自救和呼救的通信需求，主要用來實現災區群眾自救和呼救。6）現場轉播通信需求，用來實現對災區現場狀況轉播，方便后方掌握更多災區信息。3.2地震現場應急通信功能。地震現場應急通信需要實現的主要功能有：1）現場指揮部能夠實現與后方指揮部音視頻、數據、圖片等的傳輸。2）現場指揮部能夠實現對災區各救援群體的語音、數據通信功能。3）各救援群體間能夠實現相互的語音、視頻、圖片傳輸等功能。4）能夠實現現場的快速通信組網。

四、結語

我國目前正進入經濟社會發展的關鍵階段，應急通信對我國的國民經濟發展和社會的穩定具有重要意義，特別是自2008年汶川、玉樹等大地震后，我國對建立應急通信網絡體系的重視程度大大提高，已經把建立應急通信網絡體系作為事關國家安危的重要課題來抓，因此，加強對應急通信的研究具有極其重要的現實意義。

參考文獻

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[4]丁銳.專用通信網在應急通信中的地位[J].中國無線電,2012,3:31.

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[6]王海濤.短波自組網及其軍事應用[J].現代軍事,2007,1:39-41.

篇2

[關鍵詞]短波應急通信網；協作通信技術；應用

中圖分類號：X14.5 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）02-0035-02

當發生緊急情況或戰爭的時候，短波通信可以借助較高的自主通信能力和抗毀能力來實現信息的有效傳輸。與其他波長電波對比可以發現，短波以其獨特的繞射能力和傳播特性，可以有效的進行遠距離通信。將協作通信技術引入到短波應急通信網中，不僅方便了維護工作的開展，而且還能有效的節約成本，并且具有較強的實用性。因此，需要根據短波應急通信網的優缺點，來對其進行全面的分析，以更好的提高短波應急通信網基本性能。

1.短波應急通信網概述

1.1 短波應急通信網定義

隨著科學技術的不斷發展，當發生緊急情況或戰爭的時候，大部分通信設備是無法進行信息傳播的。此時，借助短波應急通信網可以有效的解決上述問題。雖然移動通信網絡與資源無法進行有效的共享，但是所研發的短波應急通信網能夠有效的貫穿于黨政軍民警，能夠有效的實現部隊與地方分用、分建的短波資源，從而保證生產工作的順利進行。通過對短波應急通信網的有效構建，不僅能夠有效的應對突發事件，而且還能推動各部門之間的有效協作，為處理突發事件奠定了良好的基礎，同時還推動了我國國家和國防安全的建設。

1.2 短波應急通信網設計模型

通常情況下，短波應急通信網設計模型由上級指揮調度中心和前線應急現場兩部分構成，上級指揮調度中心又包括計算機終端、大功率短波電臺和語音終端構成。而前線應急現場包含有若干便攜式背負式小功率短波電臺，并且每一臺短波電臺都借助短波信道進行有效的鏈接。同時，前線應急現場能夠對現場的實際情況給予全方面的了解和掌握，并將所獲取的信息及時的上傳至上級指揮調度中心，從而為搶險救災和指揮調度等重大決策提供全方位的信息。圖1描述的短波應急通信網設計模型。

1.3 短波應急通信網拓撲結構

短波應急通信網的拓撲結構將會對網絡延時、系統性能、經濟性等指標產生一定的影響，其主要是借助傳輸媒介把各種設備的物理布局有效的銜接在一起。通常情況下，短波應急通信網拓撲結構選擇了分層分布式的多星狀拓撲結構，其不僅能夠避免由于局部故障而誘發的全網癱瘓現象，而且還具有較高的傳輸率和可靠性。短波應急通信網拓撲結構一般是由短波業務管理層、網絡管理層和移動終端用戶層等構成，其中短波業務管理層和網絡管理層借助光纖介質來進行數據的傳輸，移動終端用戶層包括車載模式電臺和手持模式電臺，其能夠保持用戶之間的人機通信，一旦發生緊急情況可以在較短的時間內實現盲區通信。短波業務管理層的主要工作是做好短波資源的管理，并為移動短波用戶提供分布抗毀、隨遇入網等業務的交換與控制功能，從而更好的實現用戶數據的移動性管理和安全性管理，為短波應急通信網提供身份尋址和識別功能。同時，短波業務管理層選用了分布式布置的方式來進行各區域中心站的布置，具有成本低、安裝位置靈活、抗毀性強、覆蓋能力強等優勢。將負荷分擔機制引入到中心站間不僅能夠提高其處理能力，而且還可以對用戶的數據進行有效備份，從而提高了接入網的服務質量和可靠性；此外，還可以根據網絡負荷狀態和實時通信質量，來優選出最佳頻率的短波資源動態，這樣一來就可以創建出具有較強生存能力的短波應急通信防御網絡。

在短波應急通信網中，高級別網管需要做好整個網絡頻率的調整和分配工作，并借助分層、分級的方式進行管理，其能夠對所有短波通信資源進行系統的指揮和規劃，從而保持同層之間相互補充，各層之間權責明確。短波應急通信網選擇軍民平時分管分用的方式來進行短波資源的管理，并實施了戰時統管統用制度，從而有效的打破了應急救援中各自為戰的現象。同時，短波應急通信網能夠準確的為接入用戶提供音頻、視頻、文字等災情信息，能夠實現對數據資源的有效備份和恢復，避免業務量過大或某設備通信故障而引起系統無法正常工作。

1.4 短波應急通信的常用手段

在重大自然災害、戰爭等突發事件發生后，借助各種通信資源來確保緊急救援工作的順利開展，并為其提供非常規的通信手段，即所謂的短波應急通信，其具有操作簡單、組網快、性能穩定等特點。而廣播電視網、移動通信網等常規通信網絡組網非常復雜，而且在遇到突發災害時其性能波動比較大，無法更好的完成應急通信。目前，短波應急通信一般選擇無線方式，常用的短波應急通信手段有數字集群移動通信網、衛星通信網、短波通信網、微波接力通信網等四大類，他們均具有通信設備開通巡視、機動性好、抗毀能力較強等優勢，現對其進行一一介紹。

（1）數字集群移動通信網。其具有快速響應、調度、安全保密等特點，選擇了半雙工通信方式來實現語音的有效傳輸，并且支持用戶優先、群呼和組呼等功能，但是其所能覆蓋的范圍有限。

（2）衛星通信應急網。其具有傳輸環節少，覆蓋面大，不受地物、地形和夂虻紉蛩氐鬧圃跡通信距離遠等特點，能夠實現無縫隙覆蓋信息網，但是對于衛星的控制與發射技術相對比較復雜，而且通信和造價資費比較高。

（3）微波接力通信網。其一般是借助微波地面視距傳播的方式來實現接力站轉接信號，從而更好的進行數據信息的遠距離傳輸，其具有通信可靠性高、傳輸容量大等優勢，可以更好的滿足各種電信業務，有效地克服自然條件所帶來的通信不便。但是微波接力通信繞射能力相對比較差，而且傳輸時容易受到外界的干擾，超過視距須中繼才能完成轉發，因此傳輸損耗比較大。

（4）短波通信網。其一般是借助天線向高空進行發射，當傳播的過程中遇到電離層后就會發生發射作用并順利的射回地面，并從地面反射回電離層，該過程中不需要構建中繼樞紐就可以順利的進行遠程通信。短波傳統通信方式具有機動性強、遠距離通信、使用靈活等特點，因此在自然災害和戰爭抗毀性強等領域得到了廣泛的應用。但是其通信容量小，可供使用頻帶窄，而且容易受到多徑效應、路徑衰耗、電離層衰落等因素的影響，具有較差的通信效果和通信穩定性。

2.協作通信技術概述

2.1 協作通信技術定義

通常情況下，在無線信道中包含了多種移動通信形式，其會在一定程度上降低通信過程中信息傳遞速度，對數據傳遞的效率和質量產生一定的影響。同時，無線網絡用戶所涉及到的節點逐漸增多，但是寬帶有限，從而增加了無線網絡的業務量，因此對通信質量和信息傳輸效率提出了較高的要求，在一定程度上影響了無線通信技術的發展。然而，隨著科學技術的不斷發展，選擇空域資源的多通信技術，可以有效的提升信息傳遞速率，以確保在實際的應用中新型無線通信技術更好的發揮其優勢。而協作通信技術一般是以目的節點、源節點及中繼節點等為基本的構成要素，并且中繼信道的三個節點得以順利工作的重要基礎，在整個通信領域中得到了廣泛的應用。在中繼信道中，源節點負責發送系統中的信號，并且在系統運行過程中，中繼節點不但要對系統源節點中的信號與信息給予發送，而且還需要對自身的信號與信息進行發送，并且在具體運行過程中，能夠實現彼此天線的共享，從而有效的節省了信號發送所需要的資源，實現了系統間的協作性。

2.2 協作通信技術方案

協作通信技術主要是以中繼為基礎，現實生活中常見的技術方案有以下幾個方面：（1）放大-轉發方式（AF）：其一般需要先放大中繼節點并接收到伙伴發送的信號，然后在將信號轉發給接收端。（2）解碼-轉發方式（DF）：借助中繼節點對伙伴發送的信號進行譯碼，然后重新進行信道編碼調制并對其進行轉發。（3）編碼協作方式（CC）：其通常是把協作分集和信道編碼有效的結合在一起，借助協作的方式來實現不同節點負責發送不同的編碼碼字，從而實現編碼和分集的增益。

2.3 協作分集技術

在進行無線通信過程中，由于系統會遭受多徑傳輸的影響，從而引起接收信號的強度發生隨機變化，即所謂的深衰落，其會使通信質量出現明顯的下降。雖然上述現象可以通過增大天線尺寸、發信功率等方法給予有效的改善，但是在實際應用過程中缺乏可行性。而協作分集技術可以有效的改善衰落過程中所造成的影響，其能夠在不同的支路上接收承載相關性很小的信號，并借助合并技術將各支路信號進行處理后輸出信噪比最佳、幅度較大的信號，有效的改善了系統的性能，降低了接收端深度衰落的概率，在協作通信系統中，常見的協作分集技術有：（1）頻率分集：其能夠實現在不同頻率上發送同一信號來實現頻率分集，在發送過程中要求其發送頻率間隔適當的超過信道相干帶寬，這樣一來可以有效的確保傳輸信號衰落過程中獨立不相關。但是具有較低的帶寬利用率。（2）時間分集：在不同時隙上進行同一信號發送時能夠完成時間分集。但是其具有較低的頻譜利用率。（3）空間分集：又被稱之為天線分集，其通常是把多個天線分別安置在發射端和接收端，以更好的實現相同信號的收發。由于空間分集能夠有效的降低帶寬利用率，因此對于推動高速無線通信的發展具有十分重要的意義。為了盡可能的提高發射信號的獨立性，可以選擇全向天線以更好的確保天線間距足夠遠。根據接收端和發射端天線數目，可以分為單輸入多輸出系統、單輸入單輸出系統、多輸入多輸出系統、多輸入單輸出系統。

與時間分集和頻率分集相比，空間分集可以有效的提高其分集增益，從而達到改善系統傳輸性能，有效的對抗無線信道衰落，降低傳輸誤碼率，提高系統容量。

3.短波應急通信網中協作通信技術的應用

3.1 協作系統模型的構建

在進行短波信息傳遞過程中，將協作模式信息通信技術引入到了便攜式的天線和電臺中，其可以更好的實現彼此互享天線和電臺，不僅可以提升系統對信息的存儲容量，而且還可以提高信息傳遞和傳輸的安全性和高效性。而在短波應急通信網中，需要做好協作系統模型的構建工作，本文⒒岫MISO型協作模型進行分析，在該模型中協作便攜式形式的信息的車載電臺與傳遞電臺可以使用同一根天線，以更好的實現對信息的有效傳遞。假設兩個電臺是中繼選擇的主要協作對象，在協作傳輸信號過程中，便攜式電臺 A、B能夠被有效的

破譯出來。設x2=（x1x2x3…xn）、z2=（z1z2z3…zn）分別屬于便攜式電臺 A、B進行發送的數據，并且其下腳標i個分組，hi=（h1ih2ih3i…hni）（i=1，2）代表了發射天線i到車載式電臺接收天線這段距離上的信道特征。nj=（n1jn2jn3j…nnj）（j=1，2），代表了接受天線j在不同時間段內所能接收到的不同噪聲分量。同時，如果在特定的時間內各子中信道特殊屬性保持不變，則說明該模式可以有效的提高信息傳遞的穩定性和安全性。

3.2 系統中信道容量分析

實際上，短波信道容量是進行短波應急通信網優劣的主要評價標準，而協作系統模型通常是在斷臂衰落信道的基礎上建立起來的，而且在衰落信道中所存儲的信息存在不確定性，需要通過對衰落信道進行計算才可以掌握各態歷經中斷容量與信息容量，而后者可以對編碼自身的增益給予直觀的反映，而在整個系統運行中，中斷容量可以對子集合增長的數量和數值給予充分的反應。因此，需要對協作通信 MISO模型中所涉及到的信道容量進行準確的計算，在該模型匯總由于信息接收方僅包含一根天線，并且將多根天線安裝在了發射端，從而有效的實現了協作法分集，其 信道容量的公式如下：

式中，hi代表的是第i根電臺與發射天線的復增益。與傳統短波信息網絡相比，協作通信技術可以適當的提高整個系統運行過程中的信燥比，而且還能實現對信息中斷容量的有效擴張，并隨電臺與發射天線數量的增加而保持線性增長。通過對相關數據進行計算和分析可以發現，借助協作通信技術，可以使中斷容量與信道容量隨著電臺與發射天線數值的不斷增長而逐漸升高。同時，借助協作通信技術可以更好的提高通信系統自身的容量，一旦遇到緊急情況或戰爭的時候，能夠實現數據信息的有效傳輸，有效的提高了數據傳輸的安全性。

3.3 協作通信系統能量效率分析

在短波應急通信網中引入協作信息技術，可以提高信息傳輸的穩定性和安全性，從而確保緊急情況或戰爭情況下，相關信息的有效傳輸。但是，協作通信技術所涉及到的能量效率方面還需要進一步的研究。因此，需要對無協作傳輸和協作傳輸過程中所需要的能量消耗情況進行對比，從而更好的推導出協作通信能量效率。通常情況下，在確保傳輸質量的同時，如果無協作傳輸和協作傳輸比值小于1，則代表協作傳輸可以有效降低對能量的消耗。通過相關研究可以發現，在進行協作通過過程中，當車載電臺與原電臺之間的距離小于10km時，將會導致整個系統協作相應增益值低于1，并且短波應急通信網未出現明顯的增益，從而說明在對信息和數據進行遠距離傳輸過程中，借助協作通信技術，可以有效的降低發送功率效果，即所謂在進行短距離信息傳輸過程中，與無協作傳輸的電臺相比，協作通信技術所具有的優勢并不明顯，但是在進行遠距離信息的傳輸過程中，電臺系統能耗會出現明顯的下降，因此需要具體情況對其進行具體分析。

4.結束語

總之，當遇到緊急情況或戰爭時，短波應急通信網具有較強的自主通信能力和抗毀能力，能夠確保數據信息的有效傳輸，并且在數據傳輸過程中選擇協作通信技術，可以有效的提高其通信傳輸的安全性和穩定性，尤其是在進行遠距離信息傳輸過程中，電臺系統的能耗得到明顯的下降，從而為短波應急通信網的構建提供了一定的意見和參考。

參考文獻

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篇3

因為衛星通信具有不受到實踐地點以及環境等影響的限制，其在傳輸上具有遠距離傳輸、容易開通以及組建網絡方式靈活，可以實現多個地址之間的連接，同時可對圖像數據以及語音進行雙向傳輸等優勢，越來越受到應急通信的歡迎。在突發性災害發生時，地面通信系統到致命的破壞，外界需要對災區信息進行了解，就需要借助于衛星應急通信手段對重要信息和數據進行傳輸，使得相關部門或者指揮中心可以得到更為準確的情報，這對救援工作的順利執行具有重要的意義，因此衛星通信系統為主的應急通信系統的建立具有重要的作用。

2VSAT衛星通信傳輸技術簡介

目前，國內有三類傳輸體制被應用到衛星通信系統中，其分別是：TDM/TDMA、MF-TDMA和SCPS/DAMA。

2.1TDM/AlohaTAMA

TDM/AlohaTAMAZ體制作為一個純星狀的衛星通信網絡，其系統中心站是利用出向廣播TDM載波，在遠端站進行接收，并在其中選擇信息進行發送，使得可以有出境的信道；同時在主站進入境內的方向，借助于Aloha機制進行遠端站以競爭的方式進行TDMA載波發送，以有入境信道的產生，這種信道的建立方式借助于碰撞后對信息的重新發射來保證通信的可靠性的。其主要特點在于：第一，多個遠端站點以競爭和碰撞的形式進行重新發射，因此并不適用于通信效率低、系統通信時間延長以及對信息實時要求很好的情況；第二，由于這種體制使得每一個端站都要占據一個帶寬，于是無論有沒有業務數據的處理都要占用信道，使得信道復用效率會大大降低；第三，由于此類衛星系統是單一的網絡系統，因此要借助于龐大的中心站進行廣播信道傳播以及小站進行信號接收，這存在著帶寬比較大以及建設成本高等問題。

2.2MF-TDMA

MF-TDMA是在傳統的時分多址方式的基礎上發展出來的，其原理是將原來系統中一個高速TDMA載波以不同速率的小TDMA載波進行分解后，網絡的所有站點可以根據實際通信對這些小載波進行選擇通信。這種方式的特點有：第一，系統可以進行跳頻和調速處理，這是由于多址方式對一個網絡中不通速率和不通頻率的載波進行信息接收和發射的支持，使得網絡系統在處理信息時變得更加靈活方便；第二，單一平臺上可以進行單跳、全網狀以及星型和混合型的拓撲結構。這是MF-TDMA的TDMA體制的優勢顯示出來的，其可以適用于全網狀業務的應用以及同時可以配置成星狀業務的應用等，但不是十分適用于樹狀業務的應用；第三，系統是借助于TDMA的成幀格式對信息進行傳輸的，就需要對幀同步要有嚴格的建立；第四，系統的固定突發包以及固定幀的設計，使得對于帶寬的利用上效率變低；第五，TDMA載波的速率不能過低，目的在于使得TDMA幀的效率得以提高；第六，純TDMA體制比較昂貴，因此在選擇衛星網絡時要注重價格的選擇。

2.3SCPC/DAMA

在對原來的FDMA技術進行改造后的SCPC/DAMA，可以使得每個信道上按照占用需求進行載波方式上對2個節點之間的通信。在該系統中，設置有專門對系統中信道的建立與釋放的信令廣播信道。遠端站點支持對DAMA按照需要進行分配來對信息回傳，可以借助于SCPC方式對任意兩點進行通信處理。這種方式也具有一些特點，第一，SCPC/DAMA體制采用的是頻分多址的處理方式，比TDMA通信的效率高很多；第二，SCPC/MADA體制的系統可以借助于DAMA按照需求進行反向回傳分配，使得衛星帶寬可以節約和提高對空間信道資源的使用率；第三，業務信道采用連續的載波方式，使得載波進行中斷后恢復以及對系統進行加密更加便利；第四，SCPC體制的中心站建網初期費用比較低；第五，根據系統的設置對信道的申請分配自動的實現；第六，適用于星型、多級星型等網絡傳輸方式。

2.4各種傳輸技術的比較

三種傳輸技術中，從對衛星通信網絡的可以擴展性以及對網絡應對位置業務的能力提升和對拓撲建設性能等方面進行綜合分析，SCPC/DAMA系統具有較強的擴展性和靈活性，因此對網絡進行建設時應該主要采用SCPC/DAMA系統。

3衛星應急通信網絡系統的實現

根據某大型電網公司對衛星應急通信建設的要求，采用SCPC/DAMA系統進行系統建設，使得其中的每一個站點都能夠和上一級節點站之間進行通信，并且可以根據業務上的不同需求對衛星信道鏈接進行自動的建立和斷開，可以基于使用業務的傳輸流量的大小關系使得衛星帶寬可以隨時自動的調整。各個站點之間都要發射一個SCPC載波來建立雙方向的衛星信道。當然，衛星的鏈路也能夠采用非對稱的信道方式，也即上行速率和下行的速率可以不一樣的。電網應急通信建設方案中，可以對電網的調度中心建立其一個“一發射和六十接收”的中心站點，在各個廠站點上建立其“一發射和兩接收”的遠程端站點，各個廠站點之間可以直接的進行通信。加入后期需要在一個遠端站和另一個遠端站之間建立直接通信關系，只需要在原有的遠端站上對系統進行升級處理即可，采用系統臨時分配的子載波進行數據通信。

4結束語

篇4

目前常用的無線傳輸方式主要有WLAN、數字微波、衛星通訊、3G、4G公眾網等。衛星通訊系統每套數十萬元，造價昂貴；WLAN和數字微波通信技術屬于基站局域網方式，需要建立多個中心基站進行覆蓋，由于消防隊轄區范圍廣闊，采用WLAN或微波擴頻通信方式覆蓋轄區需要大量建設基站，建設投資規模之大對于消防隊來說是不可想象的，即使建成，高額的維護成本也將是消防難以承受的；3G（即第三代移動通信技術）經過多年的普及，已為整個社會提供了幾乎無處不在的無線接入服務，它們的網絡幾乎覆蓋了我們火災事故救援可能出現的所有現場，但其數兆的速率不足以支持流暢的高質量的視頻傳輸；4G（即第四代移動通信技術）能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等，其100Mbps以上的傳輸速率完全足夠支持火災事故救援現場指揮部與指揮中心之間的任何多媒體信息傳送。

2可行性分析

2.14G通信技術

4G通信技術即第四代移動通信技術，外語縮寫：4G。該技術包括TD-LTE和FDD-LTE兩種制式。4G是集3G與WLAN于一體，并能夠快速傳輸數據、高質量、音頻、視頻和圖像等。4G能夠以100Mbps以上，峰值1Gbps的速率下載數據。很明顯，在無線數據傳輸方面4G有著不可比擬的優越性。

2.2移動GIS技術

空間信息技術和4G技術的結合是GIS應用發展的必然趨勢。特別是空間信息技術的長足發展，GPS系統定位精度已經能達到厘米級。PDA智能手機、車載終端等智能移動設備的出現、4G網絡與各種移動終端設備廣泛結合，為GIS的移動應用提供了良好的支撐環境，GIS正由桌面PC向移動終端發展。這種終端設備處于移動狀態下使用的地理信息系統即為移動GIS。移動GIS使用我們可以通過移動終端設備隨時隨地獲得相關地理信息服務。這種GIS與4G網絡的有機結合為移動用戶基于位置的信息獲取、信息交換、信息和信息共享提供了便捷、經濟的技術途徑。

2.3無線視頻傳輸技術

最新全IP視頻傳輸技術在攝像機內置Web服務器，直接提供以太網端口。這些攝像機生成高質量JPEG或MPEG4、H.264數據文件可通過4G網絡，實時傳送到指揮中心。

3安全性分析

消防應急指揮系統依托消防指揮專網，涉及到網絡安全保密問題，系統安全、穩定、可靠性至關重要。運營商成熟無線專網安全認證技術APN（網絡接入點名稱）可以限制非法SIM卡用戶登錄，實現UIM卡、用戶名、密碼、IP地址綁定功能，有效限制非法用戶登錄專網，從技術上完全可以保障網絡安全。

4系統設計

基于4G通信技術的消防應急指揮系統以計算機網絡和4G通信技術為基礎，集地理信息系統（GIS）、全球衛星定位系統（GPS）、視頻監控、無線網絡傳輸（4G）、計算機輔助決策、數據庫管理等技術于一體，具有消防現場應急指揮、消防力量實時調度、消防車輛、人員、物資等動態管理等功能。基于GIS系統，使現場位置、環境、水源、道路、圖像、視頻、力量分布、物資儲備等輔助決策信息有機集成，分級分層顯示，為指揮員實時、直觀、全方位、多層次獲取決策信息提供便捷。這種基于4G技術的消防應急指揮系統是一個以統一的坐標系為基礎，以基礎地圖數據、消防專題信息數據、屬性信息數據為資源，以計算機網絡為載體，以GIS、GPS、實時視頻傳輸等現代信息技術為支撐，實時服務于調度指揮等工作的消防管理手段。

5主要功能

（1）消防力量動態管理。通過GPS、GIS系統，實時獲取每一臺消防車輛、消防員的實時位置，有效掌握消防力量的動態分布，為及時、就近調集力量提供依據。（2）報警定位。接處警人員通過報警人提供的信息與GIS定位信息比對，有效判斷報警信息真偽，避免無效出警，節約消防資源。（3）就近調派消防力量。通過輔助決策系統圈點滿足現場需要的就近消防力量、規劃到達的最近最便捷路線，指導現場人員就近使用水源、物資，為有效處置火災事故爭取寶貴的時間。（4）實時掌握現場人員動態。對于進入危險場所的救援人員，可通過GIS系統實時監視其動態，為增援、救助、搜尋提供直觀依據。（5）信息共享。實時將現場環境、力量分布、救援過程等視頻、圖像、數據信息上傳至指揮專網，使用各級指揮員、領導、專家通過臺式電腦、筆記本、PAD、智能手機等各種方式隨時隨地掌握現場情況，為現場指揮員提供遠程技術支持。（6）移動指揮。通過無線接入，將接處警終端部署至移動指揮車上，使指揮車具備指揮中心的所有功能，實現隨時隨地移動指揮。

6優越性分析

（1）投資小，見效快。可以充分利用移動運營商現有的網絡資源，部署方便快捷，無需昂貴的基站、衛星地面站等基礎建設維護及傳輸線路、衛星信道租用等費用，實施成本低，建設周期短，可謂投資小，見效快。（2）覆蓋范圍廣，易擴展。經三大運營商多年建設，4G網絡現已基本覆蓋縣級以上城市，3G網絡幾乎覆蓋了消防救援可能出現的所有現場，而滅火救援現場主要集中在縣級以上城市，技術上可以采用3G、4G互為備份，優先使用4G網，4G網失效時降低視頻傳輸質量，使用3G網，這樣前端設備就可任意部署在公眾3G、4G移動通信網絡信息覆蓋的任何地方，具有極強的機動拓展能力。（3）數據傳輸可靠度高。三大運營商網絡的重疊覆蓋，互為備份，在任何地點，都不會出現因某個運營商的服務中斷而導致數據傳輸中斷，效保證了系統信息傳送的穩定、持續、可靠性。

7缺點及對策

移動運營商的基站依靠埋地光纜交換信息，依靠地方電網提供能源。如果出現地震等大型災害事故導致大范圍光纜斷裂或大面積長時間的停電事故，所有3G、4G網絡將可能全部中止服務，此時基于3G、4G移動通信網絡的消防應急救援指揮系統將無法工作。不過按照已有的統計數據來看，能達到破壞程度的災害事故發生的概率還是極低的。更何況消防部隊大多都配備了衛星通信設備，全國消防部隊可用衛星鏈路資源32M主要用于保障全國性的大型滅火救援事故現場通信或重大活動。

8應用價值

篇5

[關鍵詞]應急通信技術；通信技術；發展；應用

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）08-0387-01

應急通信最先應用于軍隊，從早期的同頻單工電臺到現在的車載、機載、艦載的各種野戰系統，無不體現了軍用應急通信系統在部隊戰備行動、訓練施工、搶險救災、應付突發事件中的重大作用。應急通信還廣泛應用于郵電無線機動通信以及公安110、119、122、醫療120報警等眾多領域。所有這些系統，都表明了應急通信在保衛人民生命財產安全中的重要地位和作用。

1 應急通信技術發展

應急通信技術與通信技術、計算機技術、微電子技術的發展密切相關，是現有的通信技術的集合。它利用各種通信的特點互相補充，構成有無線通信相結合的多手段、多路由的通信網絡，充分利用車載短波、微波、蜂窩移動電話、集群通信、衛星地球站等通信設施組成機動通信系統，各系統既能獨立使用，又能互相聯網，以便在遇有突發事件時，機動通信車迅速到達現場，提供話音、數據、圖像等多種業務，真正做到快速反應、協調配合、統一作戰。

應急通信所采用的各種通信方式和特點分別為：

1.1 有線通信

覆蓋范圍廣，通信容量大，業務種類多，性能穩定，是郵電通信的基本手段，也是應急通信信息采集和通信指揮的主要手段。然而有線通信以光纜、電纜為主，受到地理條件的限制且抗毀能力差，一旦被摧毀，通信將會阻斷且很難恢復。

1.2 無線通信

以104～3×1012Hz頻率的電磁波傳輸信息，早期以中、短波為主，本世紀40、50年代后，超短波、微波通信業務得到迅猛發展，移動通信的出現使得人們“通信不受時空限制”的愿望成為現實。無線通信抗毀能力強，具有機動靈活、組網方便的優點，是應急通信的有效手段。

主要包括：

（1）短波通信

短波頻率范圍3～30MHz，它依靠電離層反射進行傳播，抗毀能力強，投資省見效快，是任何其它無線通信無法比擬的，因而在應急通信中具有特別重要的使用價值。小型短波電臺機動靈活，可以隨時隨地架設；車載單邊帶具有快速反應能力，一旦遇有突發事件，即可出動通信車，系統亦可接入公用網，提供電話、電傳、人工電報及傳真等業務。短波通信雖具有以上優點，但卻存在傳播媒質不穩定，干擾大，可靠性差，通信容量小等缺點，因而只能用于低層次的通信聯絡。

（2）超短波通信

超短波頻率為30～300MHz（或擴展到1000MHz），是移動通信使用的頻段，常用的有70MHz、150MHz、450MHz、900MHz等。超短波基本上是視距直線傳播，具有一定的繞射能力，不被高空電離層反射，因而可實現頻率的地域復用。蜂窩移動電話系統將需要服務的區域分為半徑約1.5～15km的若干基地站區，其頻率可以在不同蜂房內多次復用，因而可在一定頻率帶寬范圍內構成大容量系統，具有信道容量大，組網靈活等優點。集群移動電話系統是專用的無線調度通信系統，由于它采用程控交換和頻率集中管理，將多個信道動態地分配給眾多的用戶共享，因而與以往的一對一對講、單信道的一呼百應以及進一步的選呼和多信道的自動撥號等專用無線調度相比，具有信道利用率高，系統性能價格比優等突出優點。

（3）微波通信

微波頻率從1GHz到30GHz，采用直線傳播，其繞射能力弱，反射能力強，但不被電離層反射，因而用作定點通信。微波中斷可以通達各種距離，中繼距離一般為50公里左右，具有通信容量大，受外界干擾小，抗毀能力強等優點。微波通信可與有線網直接相連，提供電話、電報、傳真、數據、圖像等多種業務，數字微波的保密性更適于應急通信。一點多址微波系統是利用無線電傳輸實現用戶業務自動轉接的區域性通信，其通信覆蓋范圍可達300～500km，適于人口稀少、居民分散、遠離市區的郊縣、農村、山區使用。

（4）衛星通信

衛星通信是微波接力通信的一種特殊形式，它利用人造地球衛星的微波中繼器進行地球上（包括地面、海洋和空中）無線電臺、站之間的通信。衛星通信系統通信容量大、覆蓋面廣，通信距離遠（其一跳的距離可達18000公里，相當于400個微波站的中繼距離），傳輸性能穩定可靠，具有多址聯接能力，地面站可設在任何地方，不受地理條件的限制，因此不論平時、戰時都是理想的通信手段。甚小地球站（VSAT）衛星通信系統對于連接大量分散點或邊遠地區的小容量通信更有吸引力，在應急通信中亦有廣泛應用。

2 接警功能

當有110、119/122報警電話呼入時，數字程控調度機將話音和主叫號碼分配到空閑的接警工作臺，席位計算機通過用戶號碼資料庫查詢，顯示主叫號碼、姓名、單位、地址等信息。接警員摘機對報警人進行身份證實，同時對警情進行登錄，數字、文字、圖像由接警員按系統提供的接警記錄空白表格進行案情錄入、編輯、歸檔處理，語音記錄由數字錄音系統自動完成。對于技防系統，一旦探測設備（探頭、傳感器等）產生報警，報警控制單元立即通過專用線路、電話線路或無線信道將信號傳送給公安指揮中心。公安指]中心的技防接口計算機對報警信息進行確認，查找相應數據庫，將報警點信息傳送給處警工作臺，同時通過控制設備自動啟動防范系統（如打開電源自動攝像、錄像或啟動滅火設備等）進行預處理。

處警功能：處警員根據警情查詢有關公安專用數據庫信息，并通過電子地圖、GPS定位、視頻監控等系統對警情進行分析判斷，同時進行警力的指揮調度。調度操作簡便，一鍵到位。例如對于某警員，只需操作一鍵到位鍵和用戶鍵，即可實現對其辦公電話、手機、住宅電話、BP機進行自動順序撥號呼叫。調度的組呼、多方通話、會議以及用戶狀態監視功能為警力的有、無線指揮調度提供了方便。

警情歸檔：完成對警情及處理情況的進一步補充、查詢、統計、編輯、打印，將處理結果存檔。視頻監控系統是一種警用實時動態信息系統，它利用光纖、微波鏈路以及閉路有線電視信道進行圖像傳輸，實現對轄區范圍內的交通路口、車站、廣場、碼頭等重要場所的全方位、全天候監視，并可實現報警聯動，即在被監視點報警的同時自動攝像、錄像。公安指揮中心可配置電視墻、大型投影顯示屏、錄像、印像等設備對各監控點進行實時監視，通常采用樹型結構三級組網，第一級為公安指揮中心，第二級為交警和各分局、第三級為各派出所。第一級（公安指揮中心）可對所管轄各區的監視于視頻監控，沒有完善的信令標準，為了保證對各級監控點攝像機、云臺動作的控制，視頻監控設備應盡量采用同一廠家的產品。