1 产品概述

近年来，全球范围内的海啸、冰雪暴、地震、海上纠纷等突发事件频繁发生，使得“应急通信”得到了前所未有的关注，如何快速有效应对这类破坏能力特强、破坏面积特大、破坏速度特快的突发事件，成了一个严峻的问题。 应急救灾的管理协调和行动决策极高程度地依赖于前方现场的信息，但往往受制于现场缺少立即可用、按需覆盖、即时恢复的通信网络。自组织应急通信系统可在数十平方公里范围内，不依赖现有通信基础设施（移动通信基站、北斗/GPS卫星定位系统等）形成链状、网状或任意拓扑形式的区域无线覆盖。整个系统无需设置，不需预案，开机即可自动组网。同时可与搜救终端设备、定位终端、IP数字终端等设备快速连接，将前方人员的定位信息、现场视频、搜救信息等数据实时传输至指挥中心，切实有效地提供冗余可靠的通信支撑，为应急救援的管理协调和行动决策提供保障。

整个系统具有机动灵活、快速反应的特点，真正实现了高速移动中图像、语音、数据的实时、同步通信传输，尤其能在室内外，城市环境、山地环境、海洋等恶劣环境中组网，可担负远程现场指挥、重点目标远程监控、突发事件、公安、反恐、海上网络、野战网络、应急救援、无线电监测等远程现场多媒体信息实时、动态的收集处理传递的重要任务。

2 系统组成与网络结构

根据各种应用场景的需求，无线自组织网络应急通信系统通常包含的组件有：
1) 自组网络设备。负责远距离、多跳的区域无线网络建立和维护。
2) 实时视频、语音采集设备（选配）：基于IP的音视频编码设备，能将语音、图像运用压缩算法封装为IP数据包，以方便音视频信息在网络中传输。
3) IP数字终端设备（选配）：基于IP的有线和无线终端设备，如笔记本、平板、PDA、带wifi功能手机、IP交换机、数字对讲机等。
4) 后台指挥系统（选配）：通常包含音视频管理服务器，监控计算机和监控屏。音视频管理服务器对系统中的实时视频、语音采集设备进行管控和调度，并可以将实时视频流推送到监控屏上。监控计算机可对整个网络进行管理，同时可利用话音、数据进行实时指挥。

其中自组网传输设备是整个系统的核心，对系统内的其他设备提供透明的IP数据包传输服务，实现网络内任意两个设备的互联互通。在网络结构上来看，自组网传输设备作为无线网关，和与它相连接的网络设备一起构成一个子网。子网内的设备通过网关自动分配一个网络地址。网关之间通过无线自组网协议连接，根据场景自动形成网状、星状、链状等无线拓扑。此连接对设备来说是透明的，只要通过IP地址，整个网络中的任意两个设备均可进行通信。

3 产品原理及指标

自组网传输设备可以通过网线（RJ45）与各种终端设备相连，它实现了物理层、数据链路层以及网络层的功能，开机后能自动组成平面级网络结构，是整个应急通信系统的核心。每个设备的基本结构如图3所示，包括射频系统、数字中频子系统、数字基带子系统、MAC层、网络层、协议网关。

系统具有机动灵活、快速反应的特点，真正实现了高速移动中图像、语音、数据的实时、同步通信传输，尤其能在室内外，城市环境、山地环境等恶劣环境中组网。

宽带无线自组织网络应急通信系统的主要特点包括：
(一) 强大的传输能力
（1） 绕射能力强。射频工作在低频段，具有很好的绕射能力，可在非视距环境下工作。
（2） 抗多径。采用了类LTE调制技术，能够很好抵抗多径环境，能在城市、山区等地形复杂的环境下使用。
（3） 支持高速移动。通过全面的系统总体设计和多项先进技术的实施，适应在车载、舰载等高速移动环境下的工作要求。
(二) 良好的组网性能
（1） 覆盖范围广。在典型环境下单个设备的覆盖范围可达到3km。当网络展开时，支持多达30平方公里地域范围内自组织地形成区域无线传输网，网络容量达到12Mbps。
（2） 无中心组网。系统能在无GPS、北斗的外部授时条件下实现网络同步，不依赖与现有的基础设施。
（3） 抗毁性好、网络具有强鲁棒性。个别设备毁坏，不会造成整个网络的瘫痪，具有很强的自愈能力。
（4） 网络快速展开。设备上电后即接入网络，响应速度快，网络架设容易。
（5） 移动中通信。设备能够在移动中实时通信，自组网路由算法保证在设备实时选择最优的信息传输路径。
(三) 多样化的接入能力
（1） 支持任何带wifi功能的IP无线设备接入，比如手机、摄像机、VOIP话机、电脑、平板等；
（2） 支持任何带蓝牙功能的智能穿戴设备接入,比如智能手环、脚环、心电监护、定位等低功耗智能穿戴设备；
（3） 支持带标准10/100M以太网口的数字设备接入，比如IP交换机、各种IP会议系统、IP音视频系统、数字对讲机系统等
宽带无线自组织网络应急通信系统的主要技术指标如下：
 工作频段： 374MHz （可定制）
 空中带宽：4M/8M/10M
 发射功率：1W （可定制）
 接收灵敏度：‐94dBm
 最大移动速度：不小于80km/h
 多址方式：/TDMA/DAMA/S‐ALOHA（时分多址/按需分配动态复用申请信道随机占用/随机接入）
 网络同步方式：互同步方式（无外部授时，互同步精度高于100ns）
 入网时间：小于1s
 系统组网能力：节点单跳距离大于3公里（0.5瓦），全网通信可覆盖30平方公里地域范围。设备可随意加入和退出网络，最多可支持20个节点同时在网。
 多跳传输能力：不小于5跳
 系统容量：纯业务数据速率12Mbps，自适应调整
 接口：以太网接口（RJ45）/WiFi/BT

4 应用方式与场景

（1） 点对多点无线图传 自组织通信系统可以退化为传统的点对点图传设备，实现两点之间实时图像和语音传输。

另外，系统支持广播级视频传输，可实现一个发射端发射，多个接收端接收，达到一发多收的监控效果。也可以实现汇聚视频传输，即多个发射端发送，一个接收端接收，实现多路监控的效果。
（2） 复杂楼宇与地下室的信号传输
在城市楼宇或者建筑物地下室发生灾情时，由于楼宇/地下室无线信号衰落很大，很难通过常规的通信手段将室内的信号传输到建筑物外，甚至窄带的对讲机也很难连通。借助自组网的多跳机制，可以在建筑物的楼道和拐角处临时安放自组网设备，便可将室内区域的现场音视频接力传输到指挥车中。
（3） 隧道覆盖
无线电信号在隧道传播中会受到很大的阻碍，尤其是弯曲的隧道，会造成通信难度的增加。通过布置节点，可以实现隧道的无线覆盖。
（4） 无人机远程指挥与拍摄
无人机在进行远程侦查或者空中拍摄时，通常要求无人机与指挥中心必须视距可达，这种要求在复杂的山地环境中很难达到。这时候可以让多台无人机配备自组网通信系统，实现超远距离的信息接力。
（5） 团队作战
团队作战时，通过背负式自组网通信系统可以实现复杂环境下单兵之间、单兵与指挥车之间、各级指挥车之间的无线通信，实现整个团队的语音、视频、数据等信息互联互通，对团队高效协作与决策提供有力支撑。
（6） 海上救援和维权
自组织网络设备可以为远离陆地的渔船或者舰艇提供区域的宽带服务，渔船或者执法舰艇之间可以快速建立区域宽带无线网络，用户可以用带wifi的智能手机在渔船或者执法船之间传递视频、音频、数据信息。
（7） 野战救护
自组织网络设备可以为战地医院或者救护车集群提供区域的宽带服务，替代原先在医院病房中的网络线，将各种原先网络监护设备通过无线方式进行组网。
（8） 现场通信网络
利用自组网通信系统可以在单兵之间，单兵与应急车之间，应急车与后方指挥中心之间建立起完整的勘察指挥网络。单兵携带的设备将现场采集的视频、音频、地理信息等数据信息，采用无线方式，通过整个网络传输到后端指挥中心。指挥人员可以通过监控实时的多路视频图像进行分析和决策，可以跟网络中的任何人员进行通话，达到对现场人员指挥调度的目的。这些现场图像和声音，可以通过网络或者其他方式逐级上传，使得市局，省厅乃至公安部的领导可以随时了解现场的实时状况。

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