应急通信技术范文

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中图分类号：X14.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）02-0035-02

当发生紧急情况或战争的时候，短波通信可以借助较高的自主通信能力和抗毁能力来实现信息的有效传输。与其他波长电波对比可以发现，短波以其独特的绕射能力和传播特性，可以有效的进行远距离通信。将协作通信技术引入到短波应急通信网中，不仅方便了维护工作的开展，而且还能有效的节约成本，并且具有较强的实用性。因此，需要根据短波应急通信网的优缺点，来对其进行全面的分析，以更好的提高短波应急通信网基本性能。

1.短波应急通信网概述

1.1 短波应急通信网定义

随着科学技术的不断发展，当发生紧急情况或战争的时候，大部分通信设备是无法进行信息传播的。此时，借助短波应急通信网可以有效的解决上述问题。虽然移动通信网络与资源无法进行有效的共享，但是所研发的短波应急通信网能够有效的贯穿于党政军民警，能够有效的实现部队与地方分用、分建的短波资源，从而保证生产工作的顺利进行。通过对短波应急通信网的有效构建，不仅能够有效的应对突发事件，而且还能推动各部门之间的有效协作，为处理突发事件奠定了良好的基础，同时还推动了我国国家和国防安全的建设。

1.2 短波应急通信网设计模型

通常情况下，短波应急通信网设计模型由上级指挥调度中心和前线应急现场两部分构成，上级指挥调度中心又包括计算机终端、大功率短波电台和语音终端构成。而前线应急现场包含有若干便携式背负式小功率短波电台，并且每一台短波电台都借助短波信道进行有效的链接。同时，前线应急现场能够对现场的实际情况给予全方面的了解和掌握，并将所获取的信息及时的上传至上级指挥调度中心，从而为抢险救灾和指挥调度等重大决策提供全方位的信息。图1描述的短波应急通信网设计模型。

1.3 短波应急通信网拓扑结构

短波应急通信网的拓扑结构将会对网络延时、系统性能、经济性等指标产生一定的影响，其主要是借助传输媒介把各种设备的物理布局有效的衔接在一起。通常情况下，短波应急通信网拓扑结构选择了分层分布式的多星状拓扑结构，其不仅能够避免由于局部故障而诱发的全网瘫痪现象，而且还具有较高的传输率和可靠性。短波应急通信网拓扑结构一般是由短波业务管理层、网络管理层和移动终端用户层等构成，其中短波业务管理层和网络管理层借助光纤介质来进行数据的传输，移动终端用户层包括车载模式电台和手持模式电台，其能够保持用户之间的人机通信，一旦发生紧急情况可以在较短的时间内实现盲区通信。短波业务管理层的主要工作是做好短波资源的管理，并为移动短波用户提供分布抗毁、随遇入网等业务的交换与控制功能，从而更好的实现用户数据的移动性管理和安全性管理，为短波应急通信网提供身份寻址和识别功能。同时，短波业务管理层选用了分布式布置的方式来进行各区域中心站的布置，具有成本低、安装位置灵活、抗毁性强、覆盖能力强等优势。将负荷分担机制引入到中心站间不仅能够提高其处理能力，而且还可以对用户的数据进行有效备份，从而提高了接入网的服务质量和可靠性；此外，还可以根据网络负荷状态和实时通信质量，来优选出最佳频率的短波资源动态，这样一来就可以创建出具有较强生存能力的短波应急通信防御网络。

在短波应急通信网中，高级别网管需要做好整个网络频率的调整和分配工作，并借助分层、分级的方式进行管理，其能够对所有短波通信资源进行系统的指挥和规划，从而保持同层之间相互补充，各层之间权责明确。短波应急通信网选择军民平时分管分用的方式来进行短波资源的管理，并实施了战时统管统用制度，从而有效的打破了应急救援中各自为战的现象。同时，短波应急通信网能够准确的为接入用户提供音频、视频、文字等灾情信息，能够实现对数据资源的有效备份和恢复，避免业务量过大或某设备通信故障而引起系统无法正常工作。

1.4 短波应急通信的常用手段

在重大自然灾害、战争等突发事件发生后，借助各种通信资源来确保紧急救援工作的顺利开展，并为其提供非常规的通信手段，即所谓的短波应急通信，其具有操作简单、组网快、性能稳定等特点。而广播电视网、移动通信网等常规通信网络组网非常复杂，而且在遇到突发灾害时其性能波动比较大，无法更好的完成应急通信。目前，短波应急通信一般选择无线方式，常用的短波应急通信手段有数字集群移动通信网、卫星通信网、短波通信网、微波接力通信网等四大类，他们均具有通信设备开通巡视、机动性好、抗毁能力较强等优势，现对其进行一一介绍。

（1）数字集群移动通信网。其具有快速响应、调度、安全保密等特点，选择了半双工通信方式来实现语音的有效传输，并且支持用户优先、群呼和组呼等功能，但是其所能覆盖的范围有限。

（2）卫星通信应急网。其具有传输环节少，覆盖面大，不受地物、地形和夂虻纫蛩氐闹圃迹通信距离远等特点，能够实现无缝隙覆盖信息网，但是对于卫星的控制与发射技术相对比较复杂，而且通信和造价资费比较高。

（3）微波接力通信网。其一般是借助微波地面视距传播的方式来实现接力站转接信号，从而更好的进行数据信息的远距离传输，其具有通信可靠性高、传输容量大等优势，可以更好的满足各种电信业务，有效地克服自然条件所带来的通信不便。但是微波接力通信绕射能力相对比较差，而且传输时容易受到外界的干扰，超过视距须中继才能完成转发，因此传输损耗比较大。

（4）短波通信网。其一般是借助天线向高空进行发射，当传播的过程中遇到电离层后就会发生发射作用并顺利的射回地面，并从地面反射回电离层，该过程中不需要构建中继枢纽就可以顺利的进行远程通信。短波传统通信方式具有机动性强、远距离通信、使用灵活等特点，因此在自然灾害和战争抗毁性强等领域得到了广泛的应用。但是其通信容量小，可供使用频带窄，而且容易受到多径效应、路径衰耗、电离层衰落等因素的影响，具有较差的通信效果和通信稳定性。

2.协作通信技术概述

2.1 协作通信技术定义

通常情况下，在无线信道中包含了多种移动通信形式，其会在一定程度上降低通信过程中信息传递速度，对数据传递的效率和质量产生一定的影响。同时，无线网络用户所涉及到的节点逐渐增多，但是宽带有限，从而增加了无线网络的业务量，因此对通信质量和信息传输效率提出了较高的要求，在一定程度上影响了无线通信技术的发展。然而，随着科学技术的不断发展，选择空域资源的多通信技术，可以有效的提升信息传递速率，以确保在实际的应用中新型无线通信技术更好的发挥其优势。而协作通信技术一般是以目的节点、源节点及中继节点等为基本的构成要素，并且中继信道的三个节点得以顺利工作的重要基础，在整个通信领域中得到了广泛的应用。在中继信道中，源节点负责发送系统中的信号，并且在系统运行过程中，中继节点不但要对系统源节点中的信号与信息给予发送，而且还需要对自身的信号与信息进行发送，并且在具体运行过程中，能够实现彼此天线的共享，从而有效的节省了信号发送所需要的资源，实现了系统间的协作性。

2.2 协作通信技术方案

协作通信技术主要是以中继为基础，现实生活中常见的技术方案有以下几个方面：（1）放大-转发方式（AF）：其一般需要先放大中继节点并接收到伙伴发送的信号，然后在将信号转发给接收端。（2）解码-转发方式（DF）：借助中继节点对伙伴发送的信号进行译码，然后重新进行信道编码调制并对其进行转发。（3）编码协作方式（CC）：其通常是把协作分集和信道编码有效的结合在一起，借助协作的方式来实现不同节点负责发送不同的编码码字，从而实现编码和分集的增益。

2.3 协作分集技术

在进行无线通信过程中，由于系统会遭受多径传输的影响，从而引起接收信号的强度发生随机变化，即所谓的深衰落，其会使通信质量出现明显的下降。虽然上述现象可以通过增大天线尺寸、发信功率等方法给予有效的改善，但是在实际应用过程中缺乏可行性。而协作分集技术可以有效的改善衰落过程中所造成的影响，其能够在不同的支路上接收承载相关性很小的信号，并借助合并技术将各支路信号进行处理后输出信噪比最佳、幅度较大的信号，有效的改善了系统的性能，降低了接收端深度衰落的概率，在协作通信系统中，常见的协作分集技术有：（1）频率分集：其能够实现在不同频率上发送同一信号来实现频率分集，在发送过程中要求其发送频率间隔适当的超过信道相干带宽，这样一来可以有效的确保传输信号衰落过程中独立不相关。但是具有较低的带宽利用率。（2）时间分集：在不同时隙上进行同一信号发送时能够完成时间分集。但是其具有较低的频谱利用率。（3）空间分集：又被称之为天线分集，其通常是把多个天线分别安置在发射端和接收端，以更好的实现相同信号的收发。由于空间分集能够有效的降低带宽利用率，因此对于推动高速无线通信的发展具有十分重要的意义。为了尽可能的提高发射信号的独立性，可以选择全向天线以更好的确保天线间距足够远。根据接收端和发射端天线数目，可以分为单输入多输出系统、单输入单输出系统、多输入多输出系统、多输入单输出系统。

与时间分集和频率分集相比，空间分集可以有效的提高其分集增益，从而达到改善系统传输性能，有效的对抗无线信道衰落，降低传输误码率，提高系统容量。

3.短波应急通信网中协作通信技术的应用

3.1 协作系统模型的构建

在进行短波信息传递过程中，将协作模式信息通信技术引入到了便携式的天线和电台中，其可以更好的实现彼此互享天线和电台，不仅可以提升系统对信息的存储容量，而且还可以提高信息传递和传输的安全性和高效性。而在短波应急通信网中，需要做好协作系统模型的构建工作，本文⒒岫MISO型协作模型进行分析，在该模型中协作便携式形式的信息的车载电台与传递电台可以使用同一根天线，以更好的实现对信息的有效传递。假设两个电台是中继选择的主要协作对象，在协作传输信号过程中，便携式电台 A、B能够被有效的

破译出来。设x2=（x1x2x3…xn）、z2=（z1z2z3…zn）分别属于便携式电台 A、B进行发送的数据，并且其下脚标i个分组，hi=（h1ih2ih3i…hni）（i=1，2）代表了发射天线i到车载式电台接收天线这段距离上的信道特征。nj=（n1jn2jn3j…nnj）（j=1，2），代表了接受天线j在不同时间段内所能接收到的不同噪声分量。同时，如果在特定的时间内各子中信道特殊属性保持不变，则说明该模式可以有效的提高信息传递的稳定性和安全性。

3.2 系统中信道容量分析

实际上，短波信道容量是进行短波应急通信网优劣的主要评价标准，而协作系统模型通常是在断臂衰落信道的基础上建立起来的，而且在衰落信道中所存储的信息存在不确定性，需要通过对衰落信道进行计算才可以掌握各态历经中断容量与信息容量，而后者可以对编码自身的增益给予直观的反映，而在整个系统运行中，中断容量可以对子集合增长的数量和数值给予充分的反应。因此，需要对协作通信 MISO模型中所涉及到的信道容量进行准确的计算，在该模型汇总由于信息接收方仅包含一根天线，并且将多根天线安装在了发射端，从而有效的实现了协作法分集，其 信道容量的公式如下：

式中，hi代表的是第i根电台与发射天线的复增益。与传统短波信息网络相比，协作通信技术可以适当的提高整个系统运行过程中的信燥比，而且还能实现对信息中断容量的有效扩张，并随电台与发射天线数量的增加而保持线性增长。通过对相关数据进行计算和分析可以发现，借助协作通信技术，可以使中断容量与信道容量随着电台与发射天线数值的不断增长而逐渐升高。同时，借助协作通信技术可以更好的提高通信系统自身的容量，一旦遇到紧急情况或战争的时候，能够实现数据信息的有效传输，有效的提高了数据传输的安全性。

3.3 协作通信系统能量效率分析

在短波应急通信网中引入协作信息技术，可以提高信息传输的稳定性和安全性，从而确保紧急情况或战争情况下，相关信息的有效传输。但是，协作通信技术所涉及到的能量效率方面还需要进一步的研究。因此，需要对无协作传输和协作传输过程中所需要的能量消耗情况进行对比，从而更好的推导出协作通信能量效率。通常情况下，在确保传输质量的同时，如果无协作传输和协作传输比值小于1，则代表协作传输可以有效降低对能量的消耗。通过相关研究可以发现，在进行协作通过过程中，当车载电台与原电台之间的距离小于10km时，将会导致整个系统协作相应增益值低于1，并且短波应急通信网未出现明显的增益，从而说明在对信息和数据进行远距离传输过程中，借助协作通信技术，可以有效的降低发送功率效果，即所谓在进行短距离信息传输过程中，与无协作传输的电台相比，协作通信技术所具有的优势并不明显，但是在进行远距离信息的传输过程中，电台系统能耗会出现明显的下降，因此需要具体情况对其进行具体分析。

4.结束语

总之，当遇到紧急情况或战争时，短波应急通信网具有较强的自主通信能力和抗毁能力，能够确保数据信息的有效传输，并且在数据传输过程中选择协作通信技术，可以有效的提高其通信传输的安全性和稳定性，尤其是在进行远距离信息传输过程中，电台系统的能耗得到明显的下降，从而为短波应急通信网的构建提供了一定的意见和参考。

参考文献

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1单兵图传设备

单兵无线图像传输模块的功能是：实现3km范围内无线视频通信。所采用的关键技术是编码正交频分复用（COFDM）技术和TDD时分双工技术。基于COFDM的单兵无线图像传输模块由两个部分组成：单兵发射机和中心接收模块。单兵发射机设备可以实现现场视频数据的单向采集和发送，以及双向语音通信；中心接收模块接收视频信号并进行解码和播放，同时支持和单兵的双向语音通信，图2是其原理框图。

2应急指挥箱

应急指挥箱系统基于3G通信及IP软交换通信技术和DSP信号处理技术，能支持1至3公里范围内无线单兵音视频传输、EVDO/WCDMA等3G音视频通讯[2-3]，支持CDMA手机、GSM手机、2路电台/对讲机等语音信号接入，网络状况自检测及视频编码率自动调整，1路音视频输入，支持视频抓拍、录像、点播及3G视频会议[4]功能。设计原理框图如图3所示。

3IP互联互通设备

IP互联互通设备是基于先进的IP软交换通信技术和DSP信号处理技术研制开发的新一代智能IP互联互通调度通信系统[5]。其主要功能如下：1）具备多网交换功能，可在有线电话系统、短波通信系统、超短波常规通信系统、GSM移动电话通信系统、CDMA移动电话通信系统、卫星电话、模拟或数字集群等不同系统间进行话音通信。2）具备座席调度功能，即多个通过不同通信手段呼入时，控制台可进行调度把呼叫分配给不同的座席。3）具备超强的业务功能，支持有无线通话自动或人工转接两种方式、一号通、语音短消息自动、录音、监听、强插、强拆、跨网多方会议等功能。

技术特点

1基于TDD双工模式的多点自组网技术

指挥箱和单兵之间可以通过时分双工（TDD）的模式实现多点同时接入，也可以实现多跳中继。系统采用时分多址（TDMA）方式和时分双工（TDD[6]）方式。TDMA时分多址是把时间分割成周期性的帧，每一个帧再分割成若干个时隙。单兵给指挥箱发送信号时，在满足定时和同步的条件下，指挥箱可以分别在各时隙中接收到各个单兵的信号而不混扰。同时，指挥箱发向多个单兵的信号都按顺序安排在规定的时隙中传输，各单兵只要在指定的时隙内接收，就能在合路的信号中把发给它的信号区分并接收下来。TDD双工方式的上下行链路信道都采用相同的频率，上下行信道占用不同的时隙，利用时间转换开关的转换实现上下行双向通信，通过时间转换开关的灵活设置，可以较好的支持上下行不对称业务。基于TDD[7]双工的组网形式可以根据现场情况不同分为两种形式，一种方法如图4所示，是以指挥箱为中心，实现周围多点覆盖，多个前端图像数据采集点信息同时接入指挥箱；另一种方法是如图5所示，以某一个或两个点为中继，通过多跳传输，实现远距离覆盖。

2多种语音网络互联技术

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卫星通信应急系统通过指挥中心远程联络应急抢修现场，来解决电力通信网络出现的故障，使电力通信的网络保持畅通。

1卫星应急通信建设的必要性

在巨大的自然灾害影响下，灾区的电力系统往往处于瘫痪状态，无法进行通信数据和图像的传输业务，给处于灾区中心的人造成无法与外界联系的恐慌心理，这成为电力企业需要研究并解决的问题。将卫星通信技术运用到电力通信应急中，有效发挥它的优良特性，比如不受环境、时间、地点限制，开通简单，组网方式灵活方便，传输距离远，能同时连接多处网址，也能解Q通信数据和图像业务的双向传输需求，当灾害发生时，能第一时间开通，向人们传递灾区的外界人们测不到的信息，并保持信息的准确性和实效性，使外界人们能及时根据灾情，作出相应的救济措施，为解救灾区人们赢得第一时间。

常见的卫星通信系统有四种，其一是卫星地面站，是指挥救灾的中心部，覆盖范围比较广，在覆盖范围内可以对灾区进行指挥和通信。其中的一个限制就是不能移动。其二是应急通信车，可以作为车载指挥车，听其名字，就可知其可以移动，机动能力强，无限集群、数字图传系统、超短波电台、短波都可以在车内集成，覆盖范围内的通信能力也可以通过卫星链路实现。但是因为它是可以移动的，不可避免的受到路面平整度的限制。其三是机动便携站，具有应急通信车的作用，打破路面限制，直接到达灾区，通过卫星链路进行灾情实况转播，但是它有体积和重量方面的限制。其四是卫星电话，作为终端设备，是信息指令互通的工具。灾情发生时，电力应急通信可以及时启用卫星通信技术，使几种通信系统能结合彼此的优势、弥补自身的限制，共同作用，能为灾区救助提供第一服务。

2卫星通信传输技术及特点

VSAT卫星通信是电力应急通信网的手段之一。它的传输体制分为三类：TDM/TDMA、MF-TDMA、SCPC/I）AMA。

2.1TDM/Aloha TDMA

该体制呈星状，远端站接收来自系统中心站的TDM载波，挑选信息进行发送，以此来形成出境信道，入境信道的形成则是TDMA载波以竞争的方式被远端站发送，远端站处于主战入境的方向上。通信是通过信道建立碰撞重发实现的。

这种方式的主要特点是：这种体制实现通信的方式限制了它只能适合通信效率高、系统通信时间短，不要求实效性的场合。新技术的运用，当远端站的数量多时，Aloha卫星通信系统采用这种体制，信道带宽利用率会有所提高，但其通信时间依旧短，没有多大的突破。

这种体制不能保证通信质量，只适合用于小规模网络和短消息传输。

2.2MF-TDMA

这种传输体制原理是网络的所有站点，可根据通信的实际情况，选择由原来系统中的高速TDMA载波分解的不同速率的小TDMA载波进行通信。

这种传输体制特点：处理信息灵活方便，基于此体制是在传统的时分多址方式的基础上发展而来，系统可以调频和调速。单一平台可以进行星状、全网状、混合状的拓扑结构，适应于星状、全网状业务的应用，但不适用于树状业务的应用。这种体制需要建立同步的帧，来支持系统通过TDMA的成帧格式来传输信息。TSMA的载波速率与帧的效率成正相关。纯的TDMA体制受限于昂贵的价格，不被广泛使用。

2.3SCPC/DAMA

该传输体制是在FDMA的基础上改造而来的，它能借助于载波方式，实现各个信道按照占用需求在两个节点之间进行通信的目的。针对于该系统的信令广播信道都有设置，远端站点可以通过SCPC方式进行两点的通信，且支持DAMA根据需求进行分配以回传信息。

它的特点就是：比TDMA通信效率高，因为它对信息的处理方式是频分多址；支持DAMA根据需求进行分配以反向回传信息，使得空间信道资源的利用率得到提高；载波中断后能轻易恢复，因为该业务信道的载波形式是连续不间断的；该体制弥补了TDMA的缺陷，不会受到成本价格的限制；可以自动申请分配信道；网络传输方式是星型、多级星型。

2.4综合比较

通过对3种传输技术在扩展卫星通信网络、拓扑的建设性能、提升网络应对业务的能力三方面进行综合比较，SCPC/TDMA系统因具有扩展性强和灵活的特质脱颖而出，成为电力应急通信中比较受欢迎的卫星通信技术。

3卫星通信技术在电力应急通信中的应用

3.1电力通信中，卫星通信组网方案

在电力应急通信中，卫星通信技术的主要任务就是实行双向传输。县调范围的VSAT网络方案主要应用于业务量少、实效低的几个小站之间的通信，组网时，采取远端小站、变电所、调度部门这样的双跳方式连接系统。地调范围的VSAT组网方案主要用于数量规模大的站点通信，组网时，采取的是单跳方式连接系统。省级系统VSAT网络方案是建立一个系统的负责全省范围内的站点通信，组网时，也是采用的单跳方式。

3.2卫星应急通信网系统实现

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中图分类号：TN91 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）08-0387-01

应急通信最先应用于军队，从早期的同频单工电台到现在的车载、机载、舰载的各种野战系统，无不体现了军用应急通信系统在部队战备行动、训练施工、抢险救灾、应付突发事件中的重大作用。应急通信还广泛应用于邮电无线机动通信以及公安110、119、122、医疗120报警等众多领域。所有这些系统，都表明了应急通信在保卫人民生命财产安全中的重要地位和作用。

1 应急通信技术发展

应急通信技术与通信技术、计算机技术、微电子技术的发展密切相关，是现有的通信技术的集合。它利用各种通信的特点互相补充，构成有无线通信相结合的多手段、多路由的通信网络，充分利用车载短波、微波、蜂窝移动电话、集群通信、卫星地球站等通信设施组成机动通信系统，各系统既能独立使用，又能互相联网，以便在遇有突发事件时，机动通信车迅速到达现场，提供话音、数据、图像等多种业务，真正做到快速反应、协调配合、统一作战。

应急通信所采用的各种通信方式和特点分别为：

1.1 有线通信

覆盖范围广，通信容量大，业务种类多，性能稳定，是邮电通信的基本手段，也是应急通信信息采集和通信指挥的主要手段。然而有线通信以光缆、电缆为主，受到地理条件的限制且抗毁能力差，一旦被摧毁，通信将会阻断且很难恢复。

1.2 无线通信

以104～3×1012Hz频率的电磁波传输信息，早期以中、短波为主，本世纪40、50年代后，超短波、微波通信业务得到迅猛发展，移动通信的出现使得人们“通信不受时空限制”的愿望成为现实。无线通信抗毁能力强，具有机动灵活、组网方便的优点，是应急通信的有效手段。

主要包括：

（1）短波通信

短波频率范围3～30MHz，它依靠电离层反射进行传播，抗毁能力强，投资省见效快，是任何其它无线通信无法比拟的，因而在应急通信中具有特别重要的使用价值。小型短波电台机动灵活，可以随时随地架设；车载单边带具有快速反应能力，一旦遇有突发事件，即可出动通信车，系统亦可接入公用网，提供电话、电传、人工电报及传真等业务。短波通信虽具有以上优点，但却存在传播媒质不稳定，干扰大，可靠性差，通信容量小等缺点，因而只能用于低层次的通信联络。

（2）超短波通信

超短波频率为30～300MHz（或扩展到1000MHz），是移动通信使用的频段，常用的有70MHz、150MHz、450MHz、900MHz等。超短波基本上是视距直线传播，具有一定的绕射能力，不被高空电离层反射，因而可实现频率的地域复用。蜂窝移动电话系统将需要服务的区域分为半径约1.5～15km的若干基地站区，其频率可以在不同蜂房内多次复用，因而可在一定频率带宽范围内构成大容量系统，具有信道容量大，组网灵活等优点。集群移动电话系统是专用的无线调度通信系统，由于它采用程控交换和频率集中管理，将多个信道动态地分配给众多的用户共享，因而与以往的一对一对讲、单信道的一呼百应以及进一步的选呼和多信道的自动拨号等专用无线调度相比，具有信道利用率高，系统性能价格比优等突出优点。

（3）微波通信

微波频率从1GHz到30GHz，采用直线传播，其绕射能力弱，反射能力强，但不被电离层反射，因而用作定点通信。微波中断可以通达各种距离，中继距离一般为50公里左右，具有通信容量大，受外界干扰小，抗毁能力强等优点。微波通信可与有线网直接相连，提供电话、电报、传真、数据、图像等多种业务，数字微波的保密性更适于应急通信。一点多址微波系统是利用无线电传输实现用户业务自动转接的区域性通信，其通信覆盖范围可达300～500km，适于人口稀少、居民分散、远离市区的郊县、农村、山区使用。

（4）卫星通信

卫星通信是微波接力通信的一种特殊形式，它利用人造地球卫星的微波中继器进行地球上（包括地面、海洋和空中）无线电台、站之间的通信。卫星通信系统通信容量大、覆盖面广，通信距离远（其一跳的距离可达18000公里，相当于400个微波站的中继距离），传输性能稳定可靠，具有多址联接能力，地面站可设在任何地方，不受地理条件的限制，因此不论平时、战时都是理想的通信手段。甚小地球站（VSAT）卫星通信系统对于连接大量分散点或边远地区的小容量通信更有吸引力，在应急通信中亦有广泛应用。

2 接警功能

当有110、119/122报警电话呼入时，数字程控调度机将话音和主叫号码分配到空闲的接警工作台，席位计算机通过用户号码资料库查询，显示主叫号码、姓名、单位、地址等信息。接警员摘机对报警人进行身份证实，同时对警情进行登录，数字、文字、图像由接警员按系统提供的接警记录空白表格进行案情录入、编辑、归档处理，语音记录由数字录音系统自动完成。对于技防系统，一旦探测设备（探头、传感器等）产生报警，报警控制单元立即通过专用线路、电话线路或无线信道将信号传送给公安指挥中心。公安指]中心的技防接口计算机对报警信息进行确认，查找相应数据库，将报警点信息传送给处警工作台，同时通过控制设备自动启动防范系统（如打开电源自动摄像、录像或启动灭火设备等）进行预处理。

处警功能：处警员根据警情查询有关公安专用数据库信息，并通过电子地图、GPS定位、视频监控等系统对警情进行分析判断，同时进行警力的指挥调度。调度操作简便，一键到位。例如对于某警员，只需操作一键到位键和用户键，即可实现对其办公电话、手机、住宅电话、BP机进行自动顺序拨号呼叫。调度的组呼、多方通话、会议以及用户状态监视功能为警力的有、无线指挥调度提供了方便。

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前言：

潜艇是现代战争中的重要舰艇类型。潜艇是从第一次世界大战以后出现的，一经出现就被世界各国广泛应用。但是，从潜艇出现以来，世界各国潜艇失事事故频发，造成了严重的经济损失和人员伤亡。由于潜艇是密闭性结构，声波或者无线电波的传导很容易在经过潜艇外壳的过程中发生损害。一旦潜艇发生事故，声波和无线电波无法传输出去，不能向外界传达信息，对失事潜艇的救援是极为不利的。潜艇必须要加强通信技术的研发力度，在突发事故的状况下能够紧急向外界传播信息，确保外界能够及时提供救援，降低人员伤亡。

一、通信对象

潜艇的通讯对象主要有位于水面上的舰艇、舰载飞机和其他潜艇等[1]。

潜艇与舰艇的通信，又分为舰对潜通信和潜对舰通信。由于潜艇经常要集群配合舰艇作战，所以潜艇与舰艇的之间要及时进行信息交换，实现作战意图。舰艇与潜艇之间的通讯方式，主要是依靠高频、特高频、甚高频的无线电波，或者是通过卫星进行信号传输，避免受到水下环境的影响。

在现代战争当中，潜艇既要要与舰艇进行配合，也要与舰艇上的舰载机来进行配合。潜艇与飞机之间的信息传输，也是通过高频、特高频、甚高频的无线电波来进行，不过要选择近程、低截获率的通信线路[2]。

除了舰艇和舰载机，潜艇相互之间的通信也是确保作战意图实现的必要。潜艇本身属于密闭性结构，又经常处于深海环境当中，给信息传输带来了一定的困难。所以，潜艇与潜艇之间的通信主要依靠声呐设备和无线电波。潜艇内部的通信人员将信息按照一定的编码方式转化为声波信号，通过声呐发射出去，或者是转化为无线电波，通过浮标天线或浮力天线发射出去，由卫星转达给其他潜艇。

二、通信方式

潜艇的通信方式主要有无线电通信、浮标通信、SSB水声通信、激光通信等等[3]。

2.1无线电通信

潜艇的生存能力取决于自身的隐蔽性，一旦潜艇被敌方的水面舰艇或者空中飞行的飞机所发现，就容易遭受到攻击，所以潜艇通常采用无线电波这种隐蔽的方式来进行通信。在平时航行的过程中，潜艇要尽量避免发送无线电波，在不得不进行信息传输的时候，要尽可能地缩短通信的时间，提高信息传输的速度。潜艇发射出的无线电波经过通讯电线发送给卫星，再由卫星传达到舰艇或者飞机当中，加大敌方截获信息情报的难度。

2.2浮标通信

浮标通信，就是通过发射通信浮标来进行信息传输。尤其是发送的信息在实时性上没有太高要求的情况下，舰艇和潜艇之间就可以通过发送浮标的方式来进行信息传输，浮标当中装有盒式录音机和无线电发动机，能够提供军事行动所需要的情报信息。在潜艇出现危险的情况下，也可以通过应急浮标向水面舰艇发送报警信号。应急浮标当中安装有短波信标、氖灯信号旗和水声定位信号发生器，能够帮助水面舰艇快速确定潜艇的方位，方便第一时间展开救援。

2.3 SSB水声通信

SSB水声通信，就是利用单边带调幅技术来对语音、电报等水声通信信号进行增幅，传输消息的通信方式。在潜艇的水下通信当中，通信往往是单向的，利用SSB水声通信能够大大降低话音信号和电音信号在传播过程中的削弱程度。

2.4激光通信

激光通信，主要是运用蓝绿光波长比较长、在海水中传输损耗低的特点，来进行潜艇与外界环境的通信。一般来说，激光通信分为与地面进行通信的陆基系统，与卫星进行通信的天基系统和与飞机进行通信的空基系统。

三、结论

潜艇是现代战争当中配合水面舰艇和舰载机进行协同作战的重要作战单位。为了达到特定的作战意图，潜艇与水面舰艇和舰载机的信息传输就变得很重要。另外，潜艇失事事故频发，加强对潜艇通信技术的研究，能够方便水面舰艇在潜艇失事的时候展开救援，降低人员伤亡。随着信息技术的发展，潜艇的应急通信技术也在不断发展进步，浮标通信、激光通信的手段也在不断更新，量子通信等新技术手段层出不穷，共同确保了潜艇在水下的航行安全。

参 考 文 献

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应急通信是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时，综合利用各种通信资源，保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一种具有暂时性的特殊通信机制。应急通信应具有随机性、不确定性、紧急性、灵活性、安全性等特点。

1 常见的应急通信手段及其特点

目前主要的应急通信手段主要有卫星通信、集群移动通信、短波无线电通信、微波接力通信方式。这四种方式都具有采用无线通信方式、机动性好、通信设备开通巡视等特点，非常适合在紧急情况下的应急通信保障。

1.1 卫星通信

卫星通信不受一般紧急事件的影响，具有覆盖面大、无缝隙覆盖、在卫星覆盖区域内无通信盲区、与地形和距离不敏感、不受地理环境、气候条件和时间限制等优势，能够覆盖到大范围没有地面通信网络覆盖的地域，是组成无缝隙覆盖信息网不可缺少的组成部分，非常适合应急通信广度的需求。缺点是卫星通信容量有限，使用成本高。

1.2 集群移动通信系统

集群通信是多个用户共用一组无线电信道的专用移动通信系统的技术，群组内用户共享前向信道，支持群组呼叫，它采用PTT方式，呼叫接续快，被叫不需摘机，适合调度类业务和专用系统。其基本系统可为单基地台或多基地台，基本结构可分为单交换中心的单基地台网络结构和单交换中心的多基地台网络结构，组网方式便捷、灵活，非常适用于应急现场指挥专网应用。缺点是其覆盖范围有限。

1.3 短波无线电通信

短波通信具有通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低等特点，采用地波传播和电离层传播，能满足中、长距离的通信要求。同时短波电台实现了数字化和小型化，体积小、重量轻，便于机动。缺点是频率资源有限、受地形、地物、天气影响较大，同时通信质量很难得到保障。

1.4 微波接力通信

微波接力通信具有通信容量大、通信质量稳定、可跨越高山、水域快速组建链路、抗灾害性强、能够提供多种业务等优点。但是微波接力通信绕射能力差，微波接力站站与站之间必须直视，频率较高在自由空间传输损耗较大等缺点。

2 当前应急通信手段存在的弊端

虽然通过几年的发展和建设，应急办、公安、通、消防、武警、警卫等部门都分别具备了较强的现场通信能力，采用了包括无线宽带接入、“动中通”卫星通信、单兵视频传输等在内的各种先进通信技术，但仍然存在如下弊端：

⑴各参战部门间现场信息的共享和联合指挥通信还没有能够较好的实现，导致现场处置部门各自为战，不能形成指挥调度“条块结合”的整体优势，现场指挥主责单位不能较为全面的掌控现场情况。

⑵现场应急通信组网没有形成规范和流程，各部门具有很大随意性，大大影响了现场通信组网的高效性和实用性，可能导致现场通信组织的混乱，甚至不同部门间互相干扰的情况。

⑶以卫星通信设备为核心的应急通信指挥车建设模式和思路，削弱了现场处置指挥的功能，使“现场通信指挥车”变成了“现场信息采集车”，没有能够起到现场通信组网，支撑现场指挥调度和辅助决策的作用。

⑷各单位内部应急通信系统建设没有形成体系，各种应急通信手段功能单一，系统的综合利用效率不够，不能充分发挥整体效能。

3 应急通信体系发展及技术探讨

3.1 应急通信体系规划

⑴顶层设计与规划。我国国土面积大，各种突发事件与灾害多，国家统一规划应急通信系统建设很有必要。要根据全国各地不同地区的地理特点、人员分布特点、城市特点及环境特点等，拟制出符合实际需求的规划，即做好集群通信、短波通信、微波通信、超短波通信和卫星通信几种手段的建设技术方案。

⑵制定标准，系统建设规范。我国应急通信系统建设在不断完善之中，对一些突发事件与灾害，应急通信的使用已积累了相当丰富的经验，如汶川大地震中一些地区的应急通信设备在抢险救灾过程中发挥了重要作用。但是，灾区应急通信设备数量配备不局、设备配备单一、设备互连不上、人员操作不熟练等问题。因此，很有必要制定全国统一的应急通信标准。

2010年1月，CCSA应急通信特设任务组（ST3）审查通过了国家第一部应急通信标准，这标志着我国应急通信系统的建设更加规范。

⑶做好预案，随时投入使用。国家、省、市（地）、县、乡等各级各行业均应根据自己所处地理位置、所配通信手段、所配设备数量、所在岗位保障重点等，制定出相应的切合实际、详尽周密、行之有效的应急通信保障预案。对可能发生恐怖袭击和战争等关系到国家安危和民族存亡的大事的预案，更要多次演练。

⑷监管到位，专网互联互通。目前，随着国民经济的发展，公安、人防、消防等部门的应急通信建设投入较大，各应急通信专网建设规模不断扩大或更新。政府部门要进一步加强监管，加强对各专网建设部门相关人员的培训和教育，使大家提高认识、统一思想，严格督促检查与考核，加大对专网间互联互通工作中出现的恶性事件的查处力度，依照有关规定予以严厉追究。同时，加强专网间互联互通相关标准的制定，用制度约束，否则提高应急通信效率就是一句空话。

⑸努力发展优势通信。目前，指挥中心话音与突发事件与灾害现场进行话音通信的同时，越来越要求送来逼真的现场视频图像和相关数据，目前主要是配置车载Ku频段“动中通”、车载Ku频段“静中通”和便携站“静中通”，其业务集语音、数据、视频于一体，可超越时间与空间的限制，被广泛地用于应急通信。但Ka频段卫星通信可用带宽宽（3500MHz），传输速率高（总容量超过70Gbit/s），干扰少，设备体积小。因此，今后应急通信应广泛应用Ka 频段车载站和便携站。

3.2 应急通信组网技术体系研究

⑴C3P IM的理念。通过借鉴美国军方使用的指挥调度模型 C4ISR和雅典奥运会安保指决策系统C4I的理念，对下一代应急通信项目Project MESA的研究，总结各类重大事件现场应急通信保障的案例，分析现有的通信资源和技术手段，提出采用C3PIM重大现场应急通信保障的理念，为各类重大现场提供全方位的信息通信支持。

⑵技术体系设计。参照C3PIM的设计理念，笔者提出了应急通信保障的技术体系，该体系包括现场综合通信指挥平台、现场通信网络、单兵通信设备三大部分，共同组成一套有机整体，为现场处置的指挥员、各部门参战单兵提供从语音指挥调度到现场图像采集的综合通信支持。

现场综合通信指挥平台：该平台是重大突发现场通信控制和信息汇集的“大脑”，能够灵活快速部署在现场指挥部。它实现不同现场使用的通信设备间的互联互通，包括数字集群电台、模拟系统电台、双工电话，甚至军队上使用的一些短波电台等。通过通信互联上的灵活控制，为多部门现场处置协调提供技术支持，为决策提供辅助，以及对现场通信组网资源的控制和调配。

现场通信网络：现场的通信网络可以是多样的，主要针对两方面应用。一是指挥调度话音通信网，应急处置部门是使用半双工的集群或常规系统。二是现场数据网络。考虑到单兵通信设备应具备便携性、小型化，且应兼有话音、数据和图像的功能，所以该网络应具备独立组网的能力，能够融合传输多种业务，经验证明基于Mesh技术的多跳自组网比较适合。

单兵通信设备：前端处置小组的通信单兵配备的通信设备，这些设备应具有便携性，而且发射机功率应尽量控制在最小范围。在传输网络上，采用基于IP的多跳自组网技术，能够让通信单兵只携带一套通信设备，满足语音、数据和视频同时传输的需求。相关设备包括了无线电台、图像采集设备、单兵通信网络终端以及其他传感设备。

4 小结

应急通信越来越重要，建立起能够在各种突发性事件与灾害下，将现场音视频采集信息和地理位置信息等综合信息在现场实时研判和快速决策以及传输到指挥中心研判和快速决策的应急通信指挥系统，是提升应急指挥能力和远程决策能力的发展方向。作为应急通信系统的设计和建设企业，有责任学习和宣传应急通信的相关内容，关注应急通信相关标准的制定，应用应急通信的新技术，设计和生产出应急通信新装备。

[参考文献]

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引言

随着我国铁路建设规模的日益扩大，列车速度及密度得到了很大的提高，因此对运输安全及应急通信保障能力的要求相应也越来越严格。一旦出现行车事故或者遇到破坏程度大的自然灾害时，铁路应急通信系统必须立即做出反应，把现场信息发送到应急指挥中心，是上级部门能够切实了解现场的实际状况，并采取应对措施，同时将指令及时传达给现场的抢险救援人员。

1铁路应急系统的概述

1.1铁路应急中心通信设备

应急中心通信设备是铁路应急系统中的核心部分，其所具备的功能主要是对事故现场与应急中心进行有效连接，以此实现语音、视频及数据信息的实时交互，以此使应急指挥中心采取相应的解决措施。主设备利用外部接口和自动电话网、调度通信网之间进行通信，由此一方面完成综合视频系统的接入，另一方面完成静图系统图像信息的接入，同时为图像显示系统提供真实可靠的信息数据。

1.2铁路应急通信接入设备

在铁路应急系统中，应急通信接入设备是其不可或缺的组成部分，通过各种通信技术，将事故现场的语音、数据及视频等信息经由传输网络接入至各级应急救援指挥中心。通常情况下，应急通信接入设备主要包括：现场终端设备、GSM-R基站应急接入设备以及和事故现场相邻的车站或区间的接入点。其中，应急现场终端设备又分为三大类型，即移动影音采集设备、数据终端设备及话音终端。

2铁路应急系统建设的原则

（1）先进性。在应急系统建设中，网络通过无线、光纤、数据网等方式实现传输功能。（2）便捷性。应急系统现场部署应便捷、简单，接入方式灵活，保证在短时间内开通业务。（3）经济实用性。充分利用现有的数据网和光纤资源。（4）集成性。通过光纤、AV、Z等接口搭建光纤与数据网的联通，实现图像、电话等设备的接入，系统设备应兼容。（5）可扩展性。通过无线通信技术，将语音、图像等业务拓展至区间，与既有自动电话、调度电话网、动静图互联互通。我国铁路应急系统站点与应急中心之间，可利用既有的光纤与数据网，对其进行优化整合，提高传输稳定性，解决传输带宽窄的问题，而且降低建设投资。应急电话、动静图等业务采用无线平台承载，可接入铁路区间通信业务，接入形式应多样。

3接入方案

在救灾抢险现场，首先要解决无线话音的接入。一般情况下，应急现场配备的专用手机数量不得低于4部，现场基站设备可以轻松挪移，无线网络搭建要快捷。虽然通用的3G/4G系统及GSM-R手机可实现话音接入，但事故区域的移动通信网络可能并未覆盖，若是地震、洪水等自然灾害导致的铁路事故，通用网络往往不能发挥作用，所以有必要引进专用无线网络与专用手机。专用无线网络，若选择GSM或CDMA，涉及设备多，组网复杂。尽管一些厂家已将移动交换中心、基站控制器等重要设备集成于一体，但其重量和体积也难以满足应急通信快捷、便利的需要，而且成本费用极高。为了满足铁路应急事故现场无线话音通信需求，目前最佳的技术方案：①Wi-Fi手机；②无线PBX手机方案。这两种技术均具有着良好的优越性，不但在体积、重量因素上适应铁路应急现场的工作，便于携带，并且成本投入较少，实现起来不存在难度。

3.1Wi-Fi技术

在无线局域网络接入的Wi-Fi手机，采取直接接入和增加中继的形式，能够实现无线话音通信功能。在应急系统中，Wi-Fi手机的注册服务器一般由事故现场或应急指挥中心提供，将注册服务器和AP接入点连接，Wi-Fi手机利用AP注册到服务器，实现手机之间以及手机和固定电话之间的通话。当前，在全球范围内Wi-Fi使用的2.4GHz频段属于免费频段，用户在Wi-Fi覆盖区域内可随意拨打或接听电话，不用考虑时间、地点因素。基于WLAN的宽带数据应用完全可以和Wi-Fi一并使用。Wi-Fi传输速度高，有效距离达到300m以上，如果在合适的地点加设AP装置，能够满足铁路应急系统语音通话功能。Wi-Fi使用的频率属于自由频段，AP模块能够实现话音、数据通信的兼容，而且Wi-Fi手机是通用产品，投入费用较少。然而AP和Wi-Fi手机功率不高，通常在400MW以内，如果要满足铁路应急系统规定的500m距离，需在合适地点加设中继设备；另外，Wi-Fi使用频段的波长为12.5cm，绕射能力不高，当处于隧道、山区等环境复杂境地时，通话质量很难保障。

3.2PBX技术

无线PBX设备的组成部分是主机，每个主机可配备1~90部手机，采用跳频技术，每秒在100个频道内采用伪随机方式跳变100次。此外，无线PBX技术的寻址采用码分多址方式，每一个手机与主机均被授予一个单独的编码，编码容量众多，最多达6万以上，具有良好的安全性及保密性。整个无线PBX系统覆盖面积比较大，在开阔地域能够超过1000m。手机能够设置群组，在脱离主机的情况下，手机之间仍然能够通话，同时具有单呼、组呼及群呼等功能。利用和铁路应急指挥中心通信主设备之间的有效连接，通过应急指挥台，在中心与事故现场之间实现二级调度通信功能及电话会议功能。无线PBX技术的优点：①非视距通信覆盖范围达到1000m以上；②无线PBX模式使用的频段为900MHz，波长较长绕射能力较强；③能够实现全双工双向呼叫、半双工多路通信功能；④能够实现群组呼叫功能；⑤手机具有良好的防尘及防雨功能。无线PBX技术的缺点：①无线PBX技术不属于自由频段，使用时需到国家相关部门进行备案；②主机与手机非通用设备，购买途径具有一定的特殊性，投入成本较高。

4结束语

在铁路应急通信系统中，应用Wi-Fi和无线PBX技术，两者均可以满足铁道应急系统的需求，然而在具体使用Wi-Fi模式时，需要加设中继设备。根据当前的铁路应急现场的使用情况的相关调查，从专业性、便利性、无线覆盖范围及绕射能力的角度来说，无线PBX专用手机所具备的优越性比较显著，所以其在铁路应急系统中得到了良好的推广与应用。对于Wi-Fi而言，其主要的优越性表现在能够充分发挥出IP技术的作用，紧密结合基于IP技术的各种数据、视频业务，无需占用抢险救援现场接入设备的话音通道即可实现无线通信功能。从整体层面来看，Wi-Fi的实现较集中紧凑，投入费用也不高，当事故现场的环境因素不太复杂，对其绕射能力、距离要求不高时，Wi-Fi技术具有一定的应用价值。在日后我国铁路实现光通话主方案后，因为预留IP接口，因此Wi-Fi技术的应用会更加便捷。反之，因为光通话柱内所预留的模拟用户有限，不能和无线PBX设备进行直接对接，还需利用VoIP模拟网关转接，所以日后在铁路通信系统中应用无线PBX会受到一定的制约。

参考文献

[1]李卫华.Wi-Fi和无线PBX技术在铁路应急通信中的应用[J].铁道技术监督，2014（12）．

[2]张建华，刘佳伟．无线通信中Wi-Fi技术的发展与应用[J].电视技术，2013（06）．

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一、铁路应急通信系统解决方案应遵循的原则

铁路应急通信系统是保证铁路运行安全和服务质量的重要手段，鉴于通信技术的发展趋势，采用合理化的解决方案非常重要，铁路应急通信系统解决方案应遵循的原则是：先进性、便利性、集成性、经济性、可扩展性和安全可靠性。1、先进性。传输网络采用光纤、数据网、无线承载，解决既有电缆带宽不足、速率低下等问题。2、便利性。现场部署简单、接入灵活、15分钟以内开通业务，解决既有接入设备多、接入操作繁琐以及因电缆质量不良造成的呼叫不通、不稳等问题。3、集成性。可提供光纤接口、百兆以太网接口、AV接口、Z接口，满足光纤、数据网网络的搭建，满足电话、图像等设备的接入，解决既有系统设备间不兼容的问题。4、经济性。利用现有光纤资源、数据网资源，避免重复性建设的投资。5、可扩展性。利用无线技术延伸话音、图像等业务到区间的任意地方，保证与现有自动电话网、调度电话网、动静图的互联互通；适应铁路区间复杂多变的环境下，在路肩遮挡、树木遮挡、单兵移动、隧道内部等各种情况下所有业务能够稳定运行；可扩展应用到大型施工的组织、盯控等多种领域。这里我们研究利用无线接入技术、光纤通信技术和铁路局现有的数据网和传输网络，实现区间内、站场各种应急通信履盖接入。通过对既有数据网资源、光纤资源进行整合，实现站点与中心的互联互通，解决既有电缆传输带宽窄、稳定性差等问题；引进无线接入技术，实现区间多种业务的接入，承载应急电话和直通电话等业务、传送可靠的动态图像，满足铁路区间多种通信业务传送技术、适应铁路区间复杂多变环境下的应急通信技术。

二、铁路应急通信系统主要运用技术

通过既有光纤和数据网实现站点与中心的互联互通，解决电缆传输带宽窄、稳定性差等问题；通过无线承载应急电话、直通电话、动静图业务，满足铁路区间多种通信业务的接入需要、适应铁路区间复杂多变环境下的通信需求。对现有数据网资源、光纤资源进行整合，同时既充分利用现有数据网资源和光纤资源、最大程度的节约了成本，又发挥了无线的灵活性，提高项目的可推广性。

三、铁路应急通信系统主要研究内容

1、利用无线技术来传送可靠的动态图像，以适应铁路无线通信技术在铁路应急系统中的应用田晓丹呼和浩特铁路局呼和浩特通信段区间复杂多变环境下的应急通信技术；2、利用无线技术来承载应急电话、直通电话等业务，满足铁路区间多种通信业务传送技术。3、利用各种灵活的接入手段，利用无线接入技术方案，满足铁路沿线各种应急通信、业务倒代、大型作业远程指挥的通信接入技术方案。

四、需要解决的关键技术包括

1、在各种铁路环境下的无线电非视距内传输技术；2、支持自动电话、调度电话、静图、动图等多种铁路应急通信业务的统一的无线传输平台技术；3、无线、光纤、数据网的融合技术。该系统在现网中进行测试及应用，可实现应急电话、直通电话、数据终端等多种业务的接入，满足大数据包传输的带宽要求，满足应急电话、直通电话等实时业务的稳定性要求，满足应急时限方面接入方便性的要求，满足区间移动性的要求。满足铁路区间多种通信业务传送技术、适应铁路区间复杂多变环境下的应急通信需求。

五、主要技术难点

1、在各种铁路环境下的无线电非视距内传输技术。近距离无线传输容易，远距离无线传输较难；视距内无线传输容易，非视距内无线传输较难；窄带无线传输容易，宽带无线传输较难。2、支持自动电话、调度电话、静图、动图等多种铁路应急通信业务的统一的无线传输平台技术。单独实现某一业务容易，实现综合业务较难；基于电路的2种电话业务和基于IP的数据（图像）业务，“尽力而为”的业务管理方式容易，而互不影响、优先有序的管理方式实现起来较难；改变铁路使用习惯和管理习惯实现上述业务容易，而顺从既有的铁路规范和使用及管理习惯实现上述业务则较难。3、无线、光纤、数据网的融合技术。采用无线技术进行区间覆盖，实现容易，但成本高；采用光纤技术的通话柱方案，成本太高，灵活性差；无线、光纤、数据网的融合方案，既充分利用已有的光纤资源，又发挥无线的灵活性，综合造价还是最低，项目的可推广性大大提高。

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1引言

近年来，各种恐怖袭击、自然灾害、疾病疫情、恶性突发事件等给城市安全带来了严峻的挑战，从国务院应急办到各地政府都在规划如何通过现代化的高科技手段来建设综合应急指挥系统，从而高效快速的应对突发公共安全事件。

2系统架构

基于4G移动通信技术的应急指挥系统是一套先进的以音视频为基础的城市状况监控与城市应急指挥系统。该系统主要由移动应急指挥终端、4G移动通信网络（TDD LTE或FDD LTE）以及多集应急指挥调度中心组成。4G移动通信网络采用标准的TCP/IP协议，基于VPDN技术直接运行在政府部门的应急指挥系统局域网内，满足系统对安全性的需求。前端应急指挥终端集成了音视频编解码单元、GPS定位模块、4G数据传输模块、本地显示屏已经电池供电模块，设备可以根据用户需求灵活配置，包括高清快球摄像机、蓝牙无线耳麦、报警采集器、温湿度传感器等各类实时数据采集单元以及可选的BGAN海事卫星通信单元。现场音视频及各类信号数据信息经过编码压缩后通过4G网络传输到应急指挥中心的综合调度管理平台。应急指挥中心的图像、数据、指令也可以通过4G网络及时下发到各个应急处置现场。应急指挥中心的综合调度管理平台由电视电话会议系统、图像大屏显示系统、信息管理系统、监控管理系统、网络共享分发系统等组成，具有紧急情况的收集、显示、上报、远程视频指挥、应急指挥辅助决策等功能。在执行突发任务时，依托4G移动通信网络，运用音视频、文字、图片信息迅速实现对各个应急终端现场的实时远程指挥。

3系统优势和功能特点

该系统是一个基于TCP/IP网络，集视频指挥调度、视频监控、远程视频录像、实时数据采集、视频会议功能于一体的可视多元化指挥调度通信系统。4G应急通信终端采用高速DSP实现音视频信息的实时采集处理，优化整合了低带宽H.264数字视频压缩技术，并根据无线网络的带宽变化能自适应调整编码速率，解决了不同带宽无线移动视频图像的传输。便携触摸终端可让现场处置人员方便地与指挥中心交流，及时反馈现场最新情况，根据领导的指示对应急事件做出快速反应。指挥和视频终端采用嵌入式操作系统，安全稳定，拓展性好。借助于指挥调度平台特有的多种级别和权限设置，上级指挥员或管理者可向下级指挥和调度命令，可实时进行音视频双向交流。

4G应急指挥系统有以下功能特点：

（1）快速组网功能。4G网络的拨号接入只需要几秒钟。

（2）庞大的集成功能。系统视频指挥调度、视频会议、视频监控、数据采集、报警视频联动等功能于一体，实现各种视频、数据业务的多元模块完美结合。

（3）多系统互联互通。我们实现的4G应急指挥系统基于开放的TCP/IP网络，为不同终端的互联互通提供了便利的解决方案。

（4）强大的网络适应性。该系统传输方面以4G移动通信为主，BGAN卫星通信为辅，多种通信网络为保障。

4关键技术分析

4.1多信道多网络捆绑传输技术

由于环境干扰等因素影响，无线网络的带宽具有不确定性、随机性。而应急指挥系统的特殊性质要求通讯网络具有高可用性，为了最大程度的减小4G无线网络不确定性的影响，我们提出了一种多网络多信道捆绑传输的专利技术。该技术的原理是在4G应急指挥终端中采用两种或多种不同制式的多个传输模块，通过专有的信道检测和均衡算法将多个信道捆绑在一起传输数据，大大提高了传输的稳定性。

4.2基于延时控制的准可靠纠错传输技术

应急指挥系统对传输延时的要求较高，为了减小系统延时，我们采用UDP协议。但是由于无线网络的不可控，必须采用重传纠错机制。假设单向网络传输的延时为τ，用户能够容忍的最大延时为T（用户可以设置，但T≥τ），重传次数为n，那么因重传造成的延时t=（2n+1）×τ。为了满足系统最大延时T，即t

4.3基于高速DSP的超低码率H.264编码和自适应码率调整

虽然H.264编码算法是标准的，编码效率和压缩比会有较大的差异。与大多数采用通用ASIC编码芯片的方案不同，针对无线网络带宽低的特点，我们采用高性能DSP专门优化实现了H.264超低码率编解码器，低带宽下压缩率比通用ASIC芯片高30%左右。我们的DSP编码器可以根据应用层对传输带宽的预测，平滑地修改编码器内部的各种编码参数，达到自适应调节码率的目的，而且图像质量变化平稳，同等带宽下展现出更好的视觉效果。

4.4分布式可视化指挥管理平台技术

可视化指挥管理平台是应急指挥系统的核心，平台可实现不同种类终端设备的接入和配置管理等，可进行视频会议、集群对讲等。平台采用了中心信令交换式的分布式架构，该系统架构具有以下优点：

（1）分布式部署。各网元相互独立，除关键网元外，增加活减少集群网元不影响系统其他部分的运行。

（2）开放式设计。可以根据用户需求增加业务管理网元，实现平台的业务扩展能力，而不影响已有的服务。

（3）灵活扩容。部署活扩容时，可根据用户的容量需求配置DTU、NSU、PUI和CUI等集群网元的数目，构成服务器群，满足海量设备管理的需求。

篇10

我国的科学技术不断进步过程中，激光通信技术在今后的发展前景也将会比较广阔，激光通信技术在长时间的发展中取得了较好的成果，其在传输的远距离问题上得到了解决，并且节省了大量的通信成本，实现了和卫星技术共同发展的目标。但激光通信技术在发展中也有着一定的问题，最为重要的就是激光通信技术的发射接收的设备相对比较复杂，并且需要独立的场所放置，在安装维护的难度上相对较大。从当前的实际解决的策略来看，主要是将光纤网络与之相结合，并且对通信设备的安装维护不足问题得到了有效弥补。激光通信技术在今后的发展中，将在城市网络通信方面成为主要的应用技术，在激光通信技术的进一步发展优化过程中，其技术的优点将会得到进一步的突出。未来的发展过程中，通信技术和卫星技术的结合度将会更加的紧密，由于光纤通信技术自身的局限性，在城市网络通信中的应用汇有着诸多的不足，在这一情况下激光通信技术就会为城市通信提供重要的技术依据，从而有效的保证城市网络通信传输速率以及带宽的有效增长。

2、激光通信技术的应用。

激光通信技术在实际生活当中也有着比较广泛的应用，其中在企业的内部网互联上的应用作用就比较突出，企业的局域网在各网段通常会被大楼建筑或者是道路阻断，而FSO设备的安装就比较适合应对这一问题，从而实现企业内各局域网段的互联，并能够有效的解决大楼间的复杂地貌所带来的挖沟布线的难题。另外在临时的通信以及应急抢通的场合也能得到实际的应用，在电视现场直播高质量数字图像信号过程中，采取的微波信号会受到一些因素的干扰，所以在紧急的情况下能够通过FSO加以应用，从而在抗干扰的能力上能够得到有效加强，并且还有着较大的带宽容量。对一些紧急的事故发生时需要通信，对于光缆的抢通就比较花费时间，并且在效率上也得不到有效提升，虽然微波的应用能够比较迅速，但随着通信业务的增加对实际的需求也得不到有效满足，所以通过激光通信技术不仅在效率上能够得到有效提升，同时在带宽上也能满足实际的需求。将激光通信技术在高压电的工作去数据采集以及传输方面的应用也能够得到效率上的提高，在具体的应用过程中，通过将光发射天线安装在高压区，光接收天线安装在低压区，对其数据的采集主要是通过数据在光传播中加以传输，然后再经过光接收天线对数据进行接收，在整个传输的过程中不会受到干扰，所以这就加强了实际的工作效率。

篇11

1无线通信组网技术简介

无线通信技术是一种利用电磁波信号来实现信息交换的通信方式，其主要应用了电磁波能够在空间中进行自由传播的特点。随着无线通信技术的发展，其应用也日趋广泛，将其应用到电力通信专网中，能够提供紧急状态下的通信，从而弥补光纤通信的不足，提高电力通信专网的稳定性，更好的保证电力通信系统的运行。下面对WLAN技术、WIMaX技术、WMN技术等无线通信技术以及其组网方案进行了简单的介绍：

1.1WLAN技术

WLAN技术是一种无线网状网技术，其结合了计算机技术和无线通信技术，利用无线多址信道作为传输媒介，其不仅可以提供有限局域网功能，而且还能够提供随时随地的接入网络的功能。WLAN技术实质上就是人们生活中常用的WiFi，其一共有三个IEEE标准，分别是802.11b、802.11g、802.11a，其中802.11b宽带能够达到11Mbit/s。而另外两种则可以达到54Mbit/s。WLAN技术的组网方案主要由四部分组成，分别是接入控制点、接入点、无线网卡以及网络管理终端，当前利用WALN技术组建无线局域网络，能够实现区域内所有用户的应用，满足用户的需求。

1.2WIMaX技术

WIMaX技术应用的标准有802.16e、802.16d两个类型，这是近些年来一种新兴的无线通信技术，利用其能够实现和互联网络的高速连接，同时其可以实现在静止状态或者是半静止状态下的网络访问，这一技术的最大传输距离能够达到50km，传输速率在10~70m之间，传输速度能够满足宽带上网的需求。WIMaX无线通信技术组网主要由三部分组成，分别是无线通信终端、无线通信核心网以及无线通信接入网。在实际的应用过程中，根据应用标准以及实际环境的差异，无线通信终端有三个种类，分别是固定式、移动式和便携式。无线通信接入网本质上是一种基站，主要提供无线管理以及交互式联通的功能。而无线通信核心网的主要作用是给其它网络提供接口，以及解决用户认证和漫游中遇到的问题等。

1.3WMN技术

WMN技术是一种无线网状网技术，其具有容量大速率快等特点，其和传统的无线网络具有一定的差别，其可以认为是AdHoc网络和WLAN结合的产物，兼具二者的优点，能够实现宽带无线汇聚连接，及时的发现相关故障以及不占用有线网络资源方面的特点。同时，WMN技术还能够和其它无线接入技术结合，从而组成完整的无线网状网网络，这样能够最大程度上降低故障的干扰，提高应用效果，而且能够提高无线网络的覆盖范围。WMN技术组网主要由智能接入点、无线路由器及终端用户及设备等三部分构成。

2电力通信专网中无线通信技术的应用范围

为了保证电力系统的安全运行，加强电力通信专网的稳定性，在电力通信专网中应用无线通信技术已经成为了发展的必然趋势，通过对无线通信技术的应用范围进行深入的了解，能够更好地把握组网方案的科学性。当前，无线通信技术在电力通信专网中主要应用在以下方面：

2.1应急通信

自然灾害可能会破坏电力通信系统，进而影响到电力系统运行的稳定性，而由于无线通信技术具有抗灾能力强、能够快速部署的特点，因此可以将其作为应急通信手段来应用。当光缆出现故障并且难以排除时，就可以通过无线通信网络来进行应急通信，从而保证电力系统的稳定运行。

2.2远距离通信接入和延伸

在电力系统中，存在部分供电所距离主变电站较远的情况，如果采用敷设光缆的情况来进行通信，要耗费大量的人力、物力，造价非常昂贵，而采用无线通信网络技术来进行网络覆盖可以有效解决这一问题，不仅能够实现变电站与供电所之间的可靠、稳定统一的通信，同时还不需要敷设光纤所投入的大量费用。

2.3用户抄表

通过应用无线通信技术，能够建立起电力无线通信系统，利用这一系统能够实现用户用电量的实施监控，并且实现用户用电的精确控制。

2.4配网自动化

当前我国电力系统的配电自动化建设还不完善，通过应用无线通信技术，能够实现节点的快速覆盖，这样可以推动配电自动化建设的快速推进，为用户提供更加多样化的服务，同时降低线缆方面的资金投入，对于促进我国电力系统的发展具有重要意义。

2.5临时通信

随着我国电力系统的快速发展，很多新的变电站正在不断建设，但是受到多方面因素的影响，在变电站建设过程中电力通信网络建设的进度受到阻碍，而变电站投产的前提是电力通信网络必须开通，为了解决这一问题，可以应用无线通信技术，在光缆线路建设完成之前进行通信方案的组织，在变电站建设过程中提供通信服务。

2.6小范围内的无线网络覆盖

利用无线通信技术能够实现小范围内的无线网络覆盖，满足网络需求，如变电站、电厂等区域，可以通过无线通信网络来代替传统的综合布线，这样不仅方便便捷，而且可以降低所需费用。

3实际组网方案探讨

将无线通信技术应用到电力通信专网中，能够起到应急通信、无光缆覆盖场站节点进行临时通信以及配电自动化等作用。在实际应用中，为了在网络方面重复投入资金，避免应急网络的限制，应根据实际情况来选取无线通信技术，并且确定科学合理的组网方案，最大化的提高无线通信网络的应用效率。

3.1组网思路

在上文中对无线通信技术进行了分析，从中可以看出WiMAX、WMN、卫星通信等无线通信技术都能够满足电力通信专网应急通信的需求，但是WiMAX还能够用于配电自动化通信之中，因此更加适合应用。同时，为了防止网络建设过程中出现重复投资以及应急网络被闲置等问题，应通过充分结合WiMAX技术、WLAN技术以及卫星技术，来提高无线网络的应用效率，使其不仅能够提供应急通信的功能，而且在日常生产中也能够发挥出作用。

3.2组网方案

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【关键词】

通信技术；消防工作；应用分析

消防工作水平的高低对人们的生命安全有着重要的影响，现代通信技术在消防工作中的应用，很大程度上提升了消防的整体水平。精确定位是现代通信技术存在的主要特点，使得应急救援的消防工作中能够快速进行灾害现场的定位，从而展开有效的救援，能够有效降低受灾现场人员伤亡和财产损失[1]。因此，现代通信技术在消防工作中的应用，对保障人们的生命健康有着重要的推动作用，需要在未来的发展过程中不断提高现代通信技术水平。

一、现代通信技术的相关概念

随着信息化产业的不断发展，现代通信在技术水平上有了很大程度的提升，该技术被广泛应用到社会的各行各业。现代通信技术是科学技术发展的重要成果，在长期发展过程中技术得到优化，为人们的日常生活和工作提供了更加便捷的技术，缩短了人们之间的距离。数字通信、信息传输、数据通信等是现代通信技术的重要组成部分，在社会的众多领域的应用都产生了良好的效果。在我国经济发展的现阶段，通信技术逐渐改变了人们生活的方式，通信技术凭借着自身先进的优势，提高了人们的生活质量[2]。消防工作是保障社会安全稳定的重要形式，现代通信技术在消防工作中的应用，大大减少了消防工作中对人力、物力的投入，采用科学的方法对事发现场进行准确的定位，使得消防工作者能够在第一时间赶到受灾现场展开积极的救援。

二、现代通信技术在消防工作中的主要应用形式

1、在灾情定位中的有效应用。消防工作主要是对火灾现场进行救援，然而在以往的救援工作中单纯地靠人为去对火灾的具体受灾情况进行判断，造成灾情现场受灾面积较大，伤亡人员较多以及财产损失较高，消防工作的整体效率不高。随着科学技术的迅猛发展，现代通信技术水平得到了快速的提升，在消防工作中的应用，能够对灾情发生的地点进行准确的定位，针对灾情现场进行初步的判断，为消防工作人员开展救援工作提供了重要的依据[3]。此外，图像信息传输是现代通信技术的重要功能，设备在形状上较小，便于在开展救援工作中携带，同时通信设备的成本较低，即便是经济发展水平较低的区域，也能够在消防工作中使用该设备。

2、在灾情数据管理中的应用。在消防工作中引用现代通信技术，能够促进整个消防工作在灾情现场的顺利开展。现代通信技术在消防工作中的应用，首先能够保证整个监督工作的安全性，避免消防工作在开展的过程中重要数据受到外界环境的损坏，该项技术对灾情现场的重要内容采取保密的形式，达到良好的救援效果[4]。因此，现代通信技术在灾情现场的应用过程中对涉及到灾情的相关数据提供安全保障，对数据开展安全性的保密工作，从而不断提升我国消防工作的整体效果。

3、在视频监控中的应用。视频监控是现代通信技术中重要的形式，该形式在消防工作中的应用对提升消防水平具有重要的促进作用。在开展消防工作时，消防工作人员之间需要在灾情现场进行交流，从而有效开展灾情的救援工作，首先对受灾现场的人员开展救援，尽量减少受灾人员的数量。通过视频监控，消防救援人员能够整体掌握灾情现场的具体情况，从而制定科学的方法对受灾现场展开救援。

4、在现场指挥中的应用。消防工作人员要想提高救援的效率，需要对灾情现场进行合理的指挥，确保整个救援工作能够顺利进行。现代通信技术在消防工作中的应用，消防工作者能够结合数据传输的相关内容，对受灾现场消防工作者进行科学的调度，确保整个救援工作同步进行。此外，现代通信技术能够结合自身对灾情现场的监督，制定出合理的救援方案，避免消防工作人员出现盲目救援的现象，从而达到良好的救援效果。

结语：

总而言之，现代通信技术在消防工作中的应用，使得消防工作的整体效率得到了很大程度上的提升。精准定位是现代通信技术存在的重要功能，在开展消防工作中现代通信技术的应用发挥了其重要的作用，对提升消防工作水平有着良好的促进作用。此外，现代通信技术还具有强大的监督功能，当消防工作人员对灾情现场进行救援的过程中，现代通信技术能够给整个消防工作进行快速有效的指挥，使得受灾人员能够在第一时间获救，同时有效降低了灾情给经济造成的损失。因此，现代通信技术在消防工作中的应用，对提高消防工作整体效率具有重要的意义。

作者：朱燃 单位：成都理工大学信息科学与技术学院

参考文献

[1]康克上.浅谈4G移动通信技术在消防灭火救援指挥系统中的应用[J].电子世界,2016,05:116-117.

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我国电力通信行业历经多年的发展，规模不断扩大，而且在近几年也通过微波、载波、卫星等多种现代化的通信手段建成了一套立体交叉式的通讯网络。现阶段，无限通信系统的特性也随着无线通信技术的发展发生了较大的变化。对于无线通信技术而言，凭借其不依赖电网网架、带宽大、非视距传输和传输距离远等优点，在其应用过程中有效地弥补了当前通信方式单一化以及覆盖不全面的欠缺。所以，在当前电力通信中，无线通信技术也逐u的应用开来。

1 无线通信技术简介

所谓无线通信技术，就是一种通过电磁波信号来进行交换信息的现代通信方式，其主要有微波通信和卫星通信两种类型。一般而言，微波的传输距离比较短，只有几千米，但是其却能携带大量的通信信息，所以也得到了一种广泛的应用，但在利用微波这一形式进行数据传输过程中，还需要借助微波中继站来完成。而卫星通信就是将卫星作为了地球站或其他移动物体之间的中继站，促使不同的站点之间能够借助卫星并通过微波来实现信息的相互交换。

2 无线通信技术在电力通信中的应用

2.1 WLAN技术的应用

WLAN技术历经多年的发展，至今已相当成熟，而且也得到了大批量的生产。目前，WLAN技术主要应用于一些无线局域网中，并作为了有线网络的延伸部分；对于一些特殊地点的宽带应用，虽然WLAN技术取得了非常广泛的应用，但其中同时也存在着诸多的安全隐患。首先，WLAN所依靠的事一种射频技术（RF），其数据的发送和接收都是通过空气这一媒介来完成；又由于在数据信号的传输过程中无线电波的使用，也使得系统面临着很容易遭受一些来外界攻击的风险，一些不法的电脑黑客也能够很轻易的盗取无线电波覆盖范围之内的数据信息，甚至直接进入那些未保护的企业局域网中，给企业带来巨大损失。

2.2 WMN技术的应用

WMN技术目前还处于前期研究阶段，在其研究过程中专家们尝试了从多个方面并结合多项技术进行了全新的融合，但遗憾的是，目前还没有一个成熟的产品系列来支持WMN技术的大规模应用。但从应用前景来看，对于WMN这一新型技术而言，在无线宽带中不仅拥有着一广阔的应用空间，而且在一些其他的领域如数据结合、图像采集等还能够完成对目标进行科学的监控和数据采集工作。随着科学技术的不断发展以及其他系列技术的不断成熟，在后期也必定会实现与WMN技术的有效融合与互补，从而达成一种扬长避短、优势全面发挥的应用结果。

2.3 LMDS技术的应用

LMDS指的是一种本地多点分布业务系统，它属于一种能够提供一对多的固定宽带无线接入技术；一般情况该技术的工作频率均在20Ghz以上，其数据传输的实现也是依据毫米波来实现，能够在一定的范围区间内完成数字双语音、因特网、数据、视频等服务的供给，是一种应用效果非常好的宽带固定无线接入解决方案。在该技术的应用过程中，当外界条件最优时，其传输距离可达到甚至超过8公里，但平时由于受到特殊天气条件（如雨、雪等）的制约，其传输距离一般也就在1.5公里左右。该技术的主要工作机理为：借助相应的基站设备和扇区设备，成功的将ATM信息转化为射频信号，并将其发射出去，而后在其覆盖区域内的所有用户设备完成该信号的接收，并将其还原为ATM基带信号供用户使用。由此一来，彻底避免了为实现数据双向对称无线传输而向每一位用户专门进行线缆敷设的工作。

2.4 集群通讯技术的应用

相比上述的几项无线通信技术，集群通信技术更具优势。首先，其频谱利用率与用户容量均得到了大幅度的提升；同时，该技术的应用使得信号抗道衰落能力也得到了有效地高，改善无线传输质量。因为该技术应用过程中采取了当前已发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以也使得数字系统的保密性得到了显著的改善。另外，集群通信系统还能够提供一种多元化业务服务，不仅可以传输一些特定的数字语音信号，而且还可以输出一些图像等信息。基于网内传输的数字信号具有高度统一的特性，而已也使得集群网的服务功能得到了极大地提升。

2.5 卫星通信技术的应用

对于一些人口稀疏的地区，人口分布范围比较广泛，就可以应用卫星通信技术，将卫星作为实现用户与固定有线网相连接的设施，从而给陆地通信提供相应的配合。在这种陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境中，利用卫星实现系统接入是一种比较切合实际的方案，而且经济可靠。但是需要指出的是，这一技术毕竟是以卫星作为了通信平台，地面基地建设和通信通道租用都会涉及到高额的资金花费，同时又由于通信资源归卫星通信公司所拥有，宽带也会受到相应的限制，由此导致信息的传输特别是那种大量的数据传输也总是需要付出较大的代价。所以，如果只是针对日常生产和生活使用，卫星通信技术是不经济的。卫星通信技术更适合应用在海外通信、应急通信和作战通信等领域。

3 小结

目前，我国电力通信领域所应用的通信技术主要还是以具备高传输率、高可靠性和高带宽等优势的光纤通信为主；但随着社会的不断发展以及包括办公智能化、配网自动化等在内的诸多需求的相继提出，对于无线通信技术也提出了更高的要求，更加注重其能够以不受地面限制、能够迅速部署等特点，以便实现在电力通信系统中的更好应用。所以在电网通信技术中，无线通信技术就可以作为一重要的补充手段，为电力系统综合通信网的建设提供了重要的支撑作用。

参考文献

[1]徐婧婧.无线通信技术及在电力通信专网中的应用研究[J].企业技术开发，2016（12）：77-78.

[2]冯丽莉.无线通信技术在电力通信中的应用[J].科技与企业，2015（19）：94.