無(wú)線(xiàn)Mesh技術(shù)運用于應急通信領(lǐng)域

應急通信組網(wǎng)中都需要現場(chǎng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)包括幾臺移動(dòng)車(chē)輛和幾隊獨立的人員組成，車(chē)輛和人員均搭載無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，車(chē)輛、人員以及小組之間均需要實(shí)時(shí)的互聯(lián)互通。

本文以實(shí)際需求為例，說(shuō)明傳輸信息方式和業(yè)務(wù)類(lèi)型。

表1－1 現場(chǎng)網(wǎng)絡(luò )及通信系統傳輸信息

（1） 在沒(méi)有干擾的情況下，建立現場(chǎng)的正常通信鏈路；

（2） 在3GHz以下頻段干擾的情況下，建立現場(chǎng)正常的通信鏈路；

（3） 保證無(wú)線(xiàn)通信的順暢和傳輸數據安全的前提下，完成所需圖像和語(yǔ)音的傳輸交換。

系統技術(shù)指標

（1） 各個(gè)車(chē)載mesh模塊和便攜mesh模塊的位置基本確定后，從設備加電到系統中的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)組網(wǎng)成功的時(shí)間不超過(guò)4分鐘

（2） 每個(gè)人員與車(chē)輛、車(chē)輛與車(chē)輛之間的實(shí)時(shí)傳輸帶寬不小于6M

（3） 在視距可見(jiàn)的情況下，車(chē)載mesh模塊的覆蓋范圍不小于1000米，便攜mesh模塊的覆蓋范圍不小于300米

（4） 便攜mesh模塊10跳之后，傳輸帶寬不小于6M

（5） 便攜mesh模塊10跳之后，網(wǎng)絡(luò )延時(shí)不超過(guò)200ms

（6） 便攜mesh模塊配合獨立的供電設備（電池），mesh模塊和電池應該是一個(gè)統一、閉合的結構整體

（7） 對于系統不同的應用模式，各個(gè)mesh 模塊可以靈活適應，不需要人工分析、配置

網(wǎng)絡(luò )拓撲結構

網(wǎng)絡(luò )回傳方式

應急通信網(wǎng)絡(luò )是利用mesh網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)，將車(chē)輛之間以及車(chē)輛和人員之間形成可移動(dòng)、自組織的應急通信網(wǎng)絡(luò )。然后，通過(guò)任意一輛車(chē)輛將mesh應急網(wǎng)絡(luò )的信息回傳到指揮中心。

如何將車(chē)隊的視頻、語(yǔ)音和數據信息做實(shí)時(shí)回傳是應急通信的主要挑戰。目前主要有以下三種類(lèi)型的方式：

(1). 光纖

采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )方式，將任意一臺車(chē)輛與就近的光纖網(wǎng)絡(luò )相連，從而將mesh應急網(wǎng)絡(luò )信息回傳到指揮中心

(2). 衛星

在其中一臺車(chē)輛安裝衛星發(fā)射接收設備

(3). 無(wú)線(xiàn)回傳方式

該方式充分利用無(wú)線(xiàn)mesh網(wǎng)絡(luò )特性，在城區主要高層樓宇每2-5公里架設固定基站對城區內的車(chē)輛提供無(wú)線(xiàn)連接，固定基站之間采用無(wú)線(xiàn)mesh協(xié)議通信，并且最終回傳到控制中心。

如下圖所示：當車(chē)輛駛入事發(fā)現場(chǎng)后，負責無(wú)線(xiàn)回傳的車(chē)輛與就近的固定基站將與就近的固定基站互聯(lián)，從而實(shí)現整個(gè)隊伍的信息回傳。

平面型網(wǎng)絡(luò )

圖3－1 平面型網(wǎng)絡(luò )部署圖

其中，現場(chǎng)的場(chǎng)地范圍在半徑500米的區域范圍之內，各個(gè)車(chē)輛和人員之間的相對位置比較隨機，可能出現任意情況。因此，要求無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )系統布設靈活，沒(méi)有邊緣點(diǎn)。車(chē)輛和人員之間形成網(wǎng)狀拓撲結構，無(wú)線(xiàn)通信不受相互位置變化的影響。

立體型網(wǎng)絡(luò )

人員在現場(chǎng)監視和信號采集時(shí)，往往需要進(jìn)行立體式的移動(dòng)，例如：地鐵或者高層樓宇的深入。如圖所示，地鐵里的人員將現場(chǎng)圖像通過(guò)mesh網(wǎng)絡(luò )多跳動(dòng)方式無(wú)線(xiàn)傳輸到地面上的車(chē)輛。

圖3－2 立體型網(wǎng)絡(luò )部署圖

移動(dòng)型網(wǎng)絡(luò )

在現場(chǎng)環(huán)境下，為了能夠進(jìn)行有效的布防，車(chē)輛之間會(huì )相互移動(dòng)。在這種情況下，車(chē)輛之間仍然需要保持必要通信。利用現場(chǎng)mesh網(wǎng)絡(luò )的移動(dòng)性解決此問(wèn)題，在地形平坦的地區并采用全向天線(xiàn)的情況下，在有效通訊范圍內，網(wǎng)絡(luò )可在時(shí)速120公里/小時(shí)的高速移動(dòng)狀態(tài)下達到6Mbps的數據傳輸速率。如圖所示，車(chē)輛在移動(dòng)中將現場(chǎng)圖像通過(guò)mesh網(wǎng)絡(luò )傳輸到后方。

圖3－3 移動(dòng)型網(wǎng)絡(luò )部署圖