無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信的融合應(yīng)用研究

薛念明

（廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)應(yīng)用水平的不斷提高，基于5G的移動(dòng)通信技術(shù)也受到了更多的關(guān)注，要依據(jù)實(shí)際情況有效實(shí)現(xiàn)無(wú)線寬帶自組網(wǎng)和衛(wèi)星移動(dòng)通信體系的融合處理，在滿足通信要求的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)綜合通信質(zhì)量的全面優(yōu)化。

1 無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信融合的意義

目前，我國(guó)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)大多數(shù)都是將海事衛(wèi)星和銥星作為主要設(shè)備，實(shí)現(xiàn)海事、應(yīng)急以及航空等領(lǐng)域的移動(dòng)通信實(shí)時(shí)性溝通管理。而在通信和信息系統(tǒng)自主可控體系不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，將無(wú)線寬帶自組網(wǎng)模式融合在衛(wèi)星移動(dòng)通信體系中具有重要的研究?jī)r(jià)值。

一方面，融合模式的落實(shí)能為各行業(yè)提供更加可靠的衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)，打造多元服務(wù)監(jiān)督控制平臺(tái)，保證用戶信息傳遞的合理性和規(guī)范性，維持良好的用戶信息統(tǒng)籌控制平衡。另一方面，正是基于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的廣覆蓋特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信的融合就能構(gòu)建鏈路更加合理和完整的拓?fù)鋺?yīng)用模式，從而維持良好的應(yīng)用控制效果，保證應(yīng)急通信與專網(wǎng)通信需求都能得以滿足，為衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)效率優(yōu)化提供保障。

2 無(wú)線寬帶自組網(wǎng)概述

近幾年，無(wú)線寬帶受到了廣泛重視，能建立健全有效且可控的網(wǎng)絡(luò)交互管理模式。無(wú)線自組網(wǎng)是利用分布式、自組織思想建立的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)體系，相較于蜂窩移動(dòng)通信等中心基站的應(yīng)用控制系統(tǒng)，無(wú)線寬帶自組網(wǎng)應(yīng)用模式的對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)都能借助路由功能完成節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸和管理，保證路由服務(wù)和中繼服務(wù)等工作內(nèi)容的全面落實(shí)。

2.1 無(wú)線自組網(wǎng)分類

無(wú)線自組網(wǎng)的具體分類如表1所示。

表1 無(wú)線自組網(wǎng)分類

其中，窄寬無(wú)線自組網(wǎng)的數(shù)據(jù)寬帶以kb/s計(jì)量，承載的基礎(chǔ)業(yè)務(wù)屬于窄寬話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；而寬帶無(wú)線自組網(wǎng)體系的數(shù)據(jù)寬帶以Mb/s計(jì)量，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、語(yǔ)音等綜合業(yè)務(wù)控制處理目標(biāo)。

2.2 寬帶無(wú)線自組網(wǎng)內(nèi)容

依據(jù)底層傳輸協(xié)議的差異性內(nèi)容，寬帶無(wú)線自組網(wǎng)會(huì)劃分為基于編碼的正交多載波調(diào)制IP網(wǎng)狀系統(tǒng)和基于協(xié)議的網(wǎng)狀系統(tǒng)，從而有效建立可控的應(yīng)用模式。要著重要注意的是，COFDM IP Mesh系統(tǒng)屬于私有物理層傳輸和媒體接入?yún)f(xié)議的控制結(jié)構(gòu)，適用于一些高速移動(dòng)或者是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘎?dòng)態(tài)效能較高的應(yīng)用場(chǎng)景，能打造較為完整的信息傳遞和控制體系，最大程度上滿足接入應(yīng)用的要求[1]。

另外，COFDM IP Mesh系統(tǒng)在處理過(guò)程中，基于系統(tǒng)物理層的規(guī)范內(nèi)容，匹配專有的COFDM技術(shù)體系，能實(shí)現(xiàn)多徑衰落對(duì)抗處理、多普勒頻移效應(yīng)分析等，為移動(dòng)中通信質(zhì)量的優(yōu)化予以支持。因此，技術(shù)被廣泛應(yīng)用在高速鐵路、車(chē)輛運(yùn)輸、飛機(jī)船舶等，實(shí)現(xiàn)雙向通信處理。與此同時(shí)，利用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)還能完成節(jié)點(diǎn)之間的管控，結(jié)合鏈路質(zhì)量要求滿足最高吞吐速率基礎(chǔ)上的控制。其中，上層借助接入與路由算法完成自動(dòng)多跳接力控制，節(jié)點(diǎn)之間則要依據(jù)距離、地形等因素完成中繼傳輸，保證路徑自由選擇的同時(shí)，也能符合路由自動(dòng)管理的功能標(biāo)準(zhǔn)。

除此之外，COFDM IP Mesh系統(tǒng)中寬帶無(wú)線自組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)要為用戶提供對(duì)應(yīng)的IP接口和串口，輔助用戶完成相應(yīng)資源和數(shù)據(jù)信息的接入處理與輸出處理，并保證衛(wèi)星通信、短波通信、超短波傳輸以及5G網(wǎng)絡(luò)對(duì)接等工作的有效落實(shí)。

2.3 適用條件

正是基于無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信融合要求，在COFDM IP Mesh系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中就能建立現(xiàn)場(chǎng)快速部署管理模式，并且能滿足動(dòng)態(tài)移動(dòng)的部署要求，為班組完成雙向戰(zhàn)術(shù)性通信提供了保障。依據(jù)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)具備快速自愈、終端設(shè)備質(zhì)量輕和功耗低的特質(zhì)，能為戰(zhàn)術(shù)班組、單兵以及車(chē)輛等提供較為合理的媒體雙向通信服務(wù)平臺(tái)，為快速部署等工作的落實(shí)和開(kāi)展予以支持，最大程度上實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)無(wú)線通信系統(tǒng)管理的目標(biāo)。

3 無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信的融合應(yīng)用

在實(shí)際融合管理控制環(huán)節(jié)中，要保證融合內(nèi)容的完整性和可控性，建立健全匹配度較好的融合應(yīng)用模式，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用效率的全面提升。

3.1 設(shè)備層融合

之所以在設(shè)備層予以融合處理，就是為了能有效提升整體系統(tǒng)終端設(shè)備的綜合應(yīng)用效能，為衛(wèi)星移動(dòng)通信和寬帶無(wú)線自組網(wǎng)多功能集成提供保障，將其都應(yīng)用控制在一個(gè)終端設(shè)備體系中。與此同時(shí)，匹配雙通道雙待和單通道雙模的處理模式，維持良好的終端管控效果，最大程度上實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理。

3.1.1 數(shù)字化單兵控制應(yīng)用模式

主要是從軍事層面對(duì)技術(shù)和系統(tǒng)的融合予以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)單兵裝配數(shù)字化管理目標(biāo)，建立信息化任務(wù)的處理，實(shí)現(xiàn)在數(shù)字化站場(chǎng)上完成攻擊處理、防護(hù)處理、觀察處理以及通信處理等，真正意義上實(shí)現(xiàn)定位高度的集成化。并且寬帶無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)和衛(wèi)星移動(dòng)通信的結(jié)合處理能在實(shí)現(xiàn)單兵小型化和低功耗管理目標(biāo)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)裝備的深度耦合，為數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)性視頻業(yè)務(wù)執(zhí)行等水平的優(yōu)化提供支持，確保協(xié)同通信質(zhì)量最優(yōu)化[2]。

3.1.2 無(wú)人化平臺(tái)

在無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信的融合體系中，無(wú)人化平臺(tái)的應(yīng)用效能較高，能實(shí)現(xiàn)自主機(jī)動(dòng)能力的有效落實(shí)，配合遠(yuǎn)程操控以及自主智能管理模式，完成預(yù)定以及應(yīng)急響應(yīng)分析等工作，實(shí)現(xiàn)信息采集、信息傳輸以及信息任務(wù)處理一體化的裝配管理模式。例如，目前應(yīng)用的無(wú)人機(jī)、無(wú)人艇等設(shè)施，為滿足多地域、多任務(wù)的需求，就要對(duì)具體參數(shù)模式予以管理，保證超視距等應(yīng)用控制模式效果的最優(yōu)化。

在衛(wèi)星移動(dòng)通信和寬帶無(wú)線自組網(wǎng)多模終端體系中，依據(jù)無(wú)人化平臺(tái)的處理模式能實(shí)現(xiàn)安全鏈路控制工作，依據(jù)姿態(tài)控制和指揮控制等環(huán)節(jié)就能實(shí)現(xiàn)信息與數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性回傳處理。

3.2 系統(tǒng)層融合

借助衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)以及寬帶無(wú)線自組網(wǎng)系統(tǒng)的融合處理機(jī)制，就能建構(gòu)無(wú)縫連接的移動(dòng)通信專網(wǎng)應(yīng)用模式，確保系統(tǒng)處理的及時(shí)性和合理性。同時(shí)，借助車(chē)載處理、船載處理、機(jī)載處理等方式維持移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)行的規(guī)范效果，也為專網(wǎng)連接創(chuàng)設(shè)良好的技術(shù)平臺(tái)。

3.2.1 智慧海洋

近幾年，將智能化技術(shù)融合在海域管理工作中，能在提升工作質(zhì)量水平的同時(shí)減少安全隱患問(wèn)題。所謂智慧海洋，指的就是智能化信息技術(shù)和海洋活動(dòng)的合理性融合，維持海洋工業(yè)化發(fā)展水平的平衡，而且積極推進(jìn)智慧海洋管理控制進(jìn)程還能為維護(hù)海上權(quán)益、解決海域資源爭(zhēng)端等工作的落實(shí)予以支持，真正意義上輔助國(guó)家成為海上強(qiáng)國(guó)。

在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用控制模式中，海上權(quán)益、海域爭(zhēng)端處理、海洋信息交互等工作都是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，要將無(wú)線寬帶自組網(wǎng)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)依托，融合衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)等，有效打造科學(xué)合理的技術(shù)控制平臺(tái)，保證動(dòng)態(tài)監(jiān)控和綜合服務(wù)等工作內(nèi)容都能有序落實(shí)。另外，在綜合服務(wù)平臺(tái)應(yīng)用運(yùn)行環(huán)節(jié)中，主要是將衛(wèi)星移動(dòng)通信手段作為干線傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，配合寬帶無(wú)線自組網(wǎng)應(yīng)用要求，滿足全海域覆蓋和現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)籌管理。

在實(shí)現(xiàn)智慧海洋應(yīng)用目標(biāo)的過(guò)程中，要充分關(guān)注無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信融合的重點(diǎn)，打造網(wǎng)絡(luò)層次清晰、業(yè)務(wù)模式多樣、用戶需求得以合理化滿足的控制平臺(tái)，確保網(wǎng)格化傳感技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的規(guī)范效果，真正意義上實(shí)現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)信息資源的協(xié)同管理[3]。

3.2.2 智慧林業(yè)

近幾年，林業(yè)綜合管理工作也受到了廣泛關(guān)注，為保證林區(qū)日常管理的和諧性和規(guī)范性，就要從多元角度出發(fā)，確保技術(shù)應(yīng)用控制體系運(yùn)行管理的規(guī)范效果。正是因?yàn)榱謪^(qū)本身具有地域廣泛的特點(diǎn)，因此在選擇業(yè)務(wù)應(yīng)用模型的過(guò)程中要提供廣域性好、高效且可移動(dòng)的業(yè)務(wù)性通信服務(wù)模式，保證覆蓋化處理的效果，為林區(qū)實(shí)時(shí)性監(jiān)控和巡護(hù)管理提供保障，也能最大程度上滿足林業(yè)管理效率的高要求。智慧林業(yè)控制平臺(tái)示意如圖1所示，在移動(dòng)通信公網(wǎng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)中要將構(gòu)建一體化信息感知模式和實(shí)時(shí)性傳輸模式作為關(guān)鍵，確保相應(yīng)自組織專網(wǎng)應(yīng)用的及時(shí)性和規(guī)范性。

圖1 智慧林業(yè)控制平臺(tái)

首先，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性多樣化林區(qū)監(jiān)測(cè)。主要是借助視頻傳感器、紅外傳感器以及夜視微光傳感器等建立完整的數(shù)據(jù)傳輸管理模式，配合指揮中心建立相應(yīng)的信息交互體系，發(fā)揮無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信融合的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性監(jiān)控和數(shù)據(jù)管理。其次，要建立林區(qū)巡邏指揮控制模式，依據(jù)具體控制要求建立轄區(qū)內(nèi)巡邏管理的通信保障機(jī)制，并且匹配指揮中心完成雙向音頻、視頻的通信管理，還能服務(wù)相關(guān)人員實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)巡查管控，收集必要信息進(jìn)行匯總，提升區(qū)域性管理的基本效率。最后，防火應(yīng)急救援指揮模式主要是將林區(qū)的安全性管理作為基礎(chǔ)，建立基于無(wú)線寬帶自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信融合的技術(shù)應(yīng)用模式，將消防滅火、人員搜救以及搶險(xiǎn)救災(zāi)等基礎(chǔ)內(nèi)容都融合在應(yīng)急處理現(xiàn)場(chǎng)控制體系中，確保一體化專網(wǎng)服務(wù)的及時(shí)性和規(guī)范性，也能建立前方應(yīng)用平臺(tái)和后方指揮中心音頻視頻通信管理的協(xié)同控制模式[4,5]。

4 結(jié) 論

總而言之，無(wú)線自組網(wǎng)與衛(wèi)星移動(dòng)通信的融合具有重要的研究?jī)r(jià)值，能實(shí)現(xiàn)多元終端技術(shù)的統(tǒng)籌管理，為網(wǎng)絡(luò)感知、路由選擇以及智能技術(shù)演進(jìn)等內(nèi)容的落實(shí)提供保障，實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)管理工作的全面進(jìn)步，也為無(wú)線通信質(zhì)量效果的優(yōu)化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的和諧統(tǒng)一。