基于4G通信技術(shù)的應(yīng)急通信系統(tǒng)研究

馬哲

【摘要】 科技的快速發(fā)展以及人群流動(dòng)的日益頻繁使得人們對通信系統(tǒng)的應(yīng)急能力也提出了更高的要求。本文接下來對基于4G通信技術(shù)的應(yīng)急通信系統(tǒng)進(jìn)行研究，為應(yīng)急救援人員提供了新的通信手段。

【關(guān)鍵詞】 4G通信技術(shù) 應(yīng)急能力 通信手段

隨著移動(dòng)3G在全世界的普及，人們對于移動(dòng)通信的速度以及數(shù)據(jù)傳輸量也提出了更高的要求。與此同時(shí)，4G通信誕生了。4G通信技術(shù)并沒有脫離以前的通信技術(shù)，而是以傳統(tǒng)的通信技術(shù)為基礎(chǔ)，并利用一些新的通信技術(shù)，來不斷提高無線通信的網(wǎng)絡(luò)效率和功能。

一、應(yīng)急通信解決方案

1、應(yīng)急系統(tǒng)綜述。根據(jù)已有的研究知道基于4G通信技術(shù)的應(yīng)急系統(tǒng)目標(biāo)是集IP互聯(lián)應(yīng)急用心網(wǎng)絡(luò)指揮系統(tǒng)、電力基礎(chǔ)以及電力管理電子化系統(tǒng)于一體，建立成為高度集中的電力綜合指揮平臺(tái)。應(yīng)急通信指揮車是現(xiàn)場通信的核心，該系統(tǒng)在現(xiàn)今的無線微博傳輸技術(shù)下，與手提電腦、PDA、對講機(jī)、圖像采集等采用4G無線技術(shù)進(jìn)行通信，通過衛(wèi)星、微波等與應(yīng)急指揮中心進(jìn)行連接。

2、分系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。（1）單兵圖傳設(shè)備。單兵圖傳設(shè)備主要是為了實(shí)現(xiàn)短距離（3KM以內(nèi)）范圍內(nèi)的無線圖像的采集、分析和指揮。此設(shè)備的實(shí)現(xiàn)技術(shù)是使用編碼正交頻分復(fù)用和TDD時(shí)分雙工技術(shù) 。其中編碼正交頻分復(fù)用技術(shù)由兩個(gè)部分組成，發(fā)射機(jī)和接受器，分別實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接受，包括圖像傳遞以及語音通信。（2）應(yīng)急指揮箱。應(yīng)急指揮箱系統(tǒng)主要是為了支持短距離范圍內(nèi)的通信，像是單兵圖通信等。應(yīng)急指揮箱系統(tǒng)支持對講機(jī)、CDMA手機(jī)等語音信號(hào)的接入，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)實(shí)際的情況對圖像以及語音等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（3）IP互聯(lián)互通設(shè)備。IP語音通信互聯(lián)互通調(diào)度指揮系統(tǒng)是基于先進(jìn)的IP軟交換通信技術(shù)和DSP信號(hào)處理技術(shù)，可以將不同頻段的無線電臺(tái)、模擬集群、數(shù)字集群、固定電話、無線手機(jī)、衛(wèi)星電話等各類不同類型的通信設(shè)備組成的一個(gè)統(tǒng)一的通信平臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)不同終端之間快速組網(wǎng)完成語音信息的交換，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，是一個(gè)完整的基于IP的圖形化的語音調(diào)度解決方案。該系統(tǒng)是基于IP多播的語音和數(shù)據(jù)，集群調(diào)度服務(wù)器于通信車上，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的統(tǒng)一指揮。

二、應(yīng)急通信系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)

1、基于TDD雙工模式的多點(diǎn)自組網(wǎng)技術(shù)

與前面三代通信中所采用的FDD模式不同，TDD模式中接受和傳送的雙向通信是在同一頻道通信中（即載波的不同時(shí)隙），用保護(hù)技術(shù)來將接受和傳送的信息進(jìn)行分離的。TDD系統(tǒng)中不需要雙工隔離器，而取代之以天線開關(guān)，發(fā)射和接受鏈路以時(shí)分方式工作，上下行工作于同一個(gè)頻段，降低了對濾波器設(shè)計(jì)的要求，從而節(jié)省了成本，提高了頻譜的利用率。

在該項(xiàng)技術(shù)中，從基站到用戶設(shè)備的上下行鏈路信道都是用的是同一中頻率，但是上下信道在不同的時(shí)間段運(yùn)行，并且兩個(gè)不同向運(yùn)行的中間留有足夠的間隔時(shí)間，以保護(hù)數(shù)據(jù)之間的獨(dú)立和完整性。在TDD系統(tǒng)中，因?yàn)榛居脩粼O(shè)備的上下鏈路通道所采用的頻率相同，因而其參數(shù)也一樣。如此一來當(dāng)一方運(yùn)行時(shí)，另一方也可以同時(shí)接受到數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)信道之間的互通互利。除此之外，因?yàn)樯舷滦诺肋\(yùn)行的時(shí)間段不一樣，因而可以通過靈活的控制開關(guān)，從而實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)之間的不對稱性。也正因?yàn)槿绱?，TDD模式完全可以利用FDD模式所無法利用的不對稱性，從而靈活的利用基站設(shè)備，進(jìn)行信道間的通訊。

2、多種語音網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)

盡管第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)各種多媒體通信，但未來的4G通信能滿足第三代移動(dòng)通信尚不能達(dá)到的在覆蓋范圍、通信質(zhì)量、造價(jià)上支持的高速數(shù)據(jù)和高分辨率多媒體服務(wù)的需要，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)提供的無線多媒體通信服務(wù)將包括語音、數(shù)據(jù)、影像等大量信息透過寬頻的信道傳送出去，為此未來的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)也稱為“多媒體移動(dòng)通信”。第四代移動(dòng)通信不僅僅是為了因應(yīng)用戶數(shù)的增加，更重要的是，必須要因應(yīng)多媒體的傳輸需求，當(dāng)然還包括通信品質(zhì)的要求。多種語音網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)其設(shè)計(jì)的基本思想是將各種語音在其終端進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成特定的數(shù)字信號(hào)，然后在通過打包技術(shù)和無線通信技術(shù)使得各種不同的語音在該系統(tǒng)中進(jìn)行信息的交流。

三、結(jié)束語

在發(fā)生災(zāi)難、事故等緊急情況下，均需要啟動(dòng)應(yīng)急通信系統(tǒng)建立事故現(xiàn)場的通信。本文從應(yīng)急系統(tǒng)的解決方案以及應(yīng)急系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)兩方面對基于4G通信技術(shù)的應(yīng)急通信系統(tǒng)進(jìn)行研究。endprint