無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在應(yīng)急救援通信保障中的應(yīng)用研究

李俊鋒，裴建國(guó)，白立崧，曹巖松

(中國(guó)人民警察大學(xué)，河北 廊坊 065000)

在應(yīng)急救援工作開(kāi)展過(guò)程中，可靠暢通的通信系統(tǒng)是確保迅速準(zhǔn)確調(diào)動(dòng)救援力量、指令準(zhǔn)確下達(dá)、全面反饋現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)情的決定因素，但是目前消防救援隊(duì)伍所使用的通信手段并不能滿足以上應(yīng)急通信要求。

目前，350 M常規(guī)無(wú)線通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信和3G圖傳等是我國(guó)消防救援隊(duì)伍的主流應(yīng)急救援通信手段[1]。但事故發(fā)生具有地點(diǎn)不確定、發(fā)生時(shí)間突然、組網(wǎng)速度要求快、網(wǎng)絡(luò)保障要求高等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)不能全面應(yīng)對(duì)。一是通信裝備種類繁多，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[2]。無(wú)線電臺(tái)、GPS定位系統(tǒng)、POC音頻通信系統(tǒng)等多種技術(shù)已經(jīng)投入使用，但目前尚缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在救援現(xiàn)場(chǎng)不能充分發(fā)揮各系統(tǒng)的效能，并且多制式、多頻率的電磁信號(hào)造成了未知的干擾，導(dǎo)致救援現(xiàn)場(chǎng)通信混亂。二是公網(wǎng)通信受環(huán)境影響大。公共通信網(wǎng)絡(luò)不需消防救援隊(duì)伍投資建設(shè)，但由于用戶數(shù)量激增導(dǎo)致資源帶寬擁擠的情況時(shí)有發(fā)生，很難保證救援現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)通信的需求。三是高層建筑物或地下場(chǎng)所難以覆蓋。電磁波在空間介質(zhì)傳播過(guò)程中，信號(hào)會(huì)隨傳播距離的增加減弱。此外，應(yīng)急救援通信也會(huì)受到復(fù)雜環(huán)境和特殊建筑結(jié)構(gòu)的影響，覆蓋能力大大減弱，因此同頻單跳網(wǎng)絡(luò)很難對(duì)高層建筑和地下場(chǎng)所完全覆蓋。

隨著無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，基于移動(dòng)通信設(shè)備之間組建無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)已經(jīng)成熟并可以投入使用。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)憑借其無(wú)中心、自組織、多跳路由等特點(diǎn)，具有極強(qiáng)的抗毀性和靈活性，可為消防救援隊(duì)伍在各種大型、復(fù)雜救援行動(dòng)中提供可靠、暢通的通信保障。

1 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)介紹

1.1 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)發(fā)展現(xiàn)狀

移動(dòng)自組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展初期只有Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)一種，主要應(yīng)用在軍事領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，通過(guò)將Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)與傳感器技術(shù)有機(jī)結(jié)合，開(kāi)發(fā)出了冗余性好、容錯(cuò)度高、吞吐量大并且具有智能感知的無(wú)線傳感網(wǎng)(Wireless Sensor Network, WSN)。為了滿足在商業(yè)領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用的需要，通過(guò)在Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，衍生出了傳輸速率高、覆蓋范圍廣、可靈活部署的無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)(Wireless Mesh Network, WMN),其可視為一種微縮版本的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)，是解決“最后一公里”問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)之一[3]。從網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性能和數(shù)據(jù)傳輸方式來(lái)看，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)類似移動(dòng)Ad-Hoc，從網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、用途等方面來(lái)看，Mesh網(wǎng)絡(luò)又具有無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)的特點(diǎn)。Mesh網(wǎng)絡(luò)具有兩種網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，形成了一套獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)可以與不同類型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接從而實(shí)現(xiàn)協(xié)同通信，是一個(gè)可進(jìn)行不斷擴(kuò)展的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議架構(gòu)，任意的兩個(gè)設(shè)備均可以選擇多條無(wú)線鏈路確?；ヂ?lián)互通。通過(guò)多年的發(fā)展研究，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入民用商業(yè)化階段，這使得無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在軍事通信、互聯(lián)網(wǎng)接入、智能交通以及應(yīng)急通信等領(lǐng)域都將擁有廣闊的應(yīng)用前景。

1.2 無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)

從無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的定義來(lái)看，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一種多跳、自組織的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。與單跳無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)相比，Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)為健壯性、平衡負(fù)載、空間可復(fù)用、協(xié)議兼容等[4]。無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比分析如表1所示。

表1 網(wǎng)絡(luò)對(duì)比分析表

2 基于無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本方案設(shè)計(jì)的救援現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是一種以無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)為主的應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)，主要用于災(zāi)害發(fā)生后的備用應(yīng)急通信?，F(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是由多個(gè)部分組合而成的，主要包括救援現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心、現(xiàn)場(chǎng)救援通信子網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端、通信鏈路四個(gè)部分。如圖1所示。

圖1 救援現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖

方案設(shè)計(jì)中，系統(tǒng)架構(gòu)中的四個(gè)部分相互配合形成一個(gè)有機(jī)的整體。在整個(gè)架構(gòu)中，現(xiàn)場(chǎng)指揮中心作為整個(gè)系統(tǒng)的核心進(jìn)行組織、協(xié)調(diào)和分配工作，同時(shí)也擔(dān)負(fù)著現(xiàn)場(chǎng)指揮中心的任務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)可以根據(jù)任務(wù)或區(qū)域的不同進(jìn)行劃分。Mesh網(wǎng)可以直接對(duì)不同通信子網(wǎng)進(jìn)行組織和配置，子網(wǎng)之間不會(huì)出現(xiàn)相互交叉影響的情況。通信子網(wǎng)和指揮中心可以稱為現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，其主要擔(dān)負(fù)現(xiàn)場(chǎng)救援人員之間的通信，是系統(tǒng)的主要組成部分。

救援現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心作為系統(tǒng)的中心，一方面承擔(dān)直接指揮和部署現(xiàn)場(chǎng)任務(wù)，同時(shí)還負(fù)責(zé)與總指揮中心外界各方聯(lián)系溝通。與外界的聯(lián)系溝通需要通過(guò)遠(yuǎn)距離通信鏈路輔助完成，遠(yuǎn)距離通信鏈路的構(gòu)建可使用短波通信和衛(wèi)星通信技術(shù)。救援現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心有相應(yīng)的接口負(fù)責(zé)將現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)信息傳遞至總指揮中心或外界各方，從而實(shí)現(xiàn)前后方實(shí)時(shí)通信的目的。

2.1 救援現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心是災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援的通信樞紐，是對(duì)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援力量進(jìn)行指揮、調(diào)派的核心機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心可與后方指揮中心通過(guò)鏈路進(jìn)行聯(lián)系，從而能夠集合和調(diào)集所有的參戰(zhàn)救援力量。現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心可基于消防通信指揮車直接建立，指揮中心由多個(gè)子系統(tǒng)組成，通過(guò)對(duì)各個(gè)子系統(tǒng)中的信息進(jìn)行整合分析，確定現(xiàn)場(chǎng)救援網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是否合理，并對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的下一步部署規(guī)劃依據(jù)救援實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整[5]。消防通信指揮車中留存相關(guān)接口，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)接口為通用接口，可以直接應(yīng)用于消防通信指揮車中。另外仍需要對(duì)無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的接口和前后方通信鏈路的接口進(jìn)行對(duì)接。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)設(shè)計(jì)

現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)區(qū)別于整體救援網(wǎng)絡(luò)，是應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的最小網(wǎng)絡(luò)單元，消防、交通、醫(yī)療等部門現(xiàn)場(chǎng)架設(shè)的通信網(wǎng)絡(luò)都屬于最小網(wǎng)絡(luò)單元。現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)使用無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以在環(huán)境復(fù)雜的救援現(xiàn)場(chǎng)中充分發(fā)揮出無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)自組織靈活機(jī)動(dòng)、抗摧毀能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，滿足消防、醫(yī)療、后勤保障等正常通信需求。

當(dāng)救援力量到達(dá)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)后，為滿足現(xiàn)場(chǎng)救災(zāi)需求，應(yīng)當(dāng)?shù)谝粫r(shí)間建立能夠覆蓋整個(gè)救災(zāi)區(qū)域的通信子網(wǎng)絡(luò)?；跓o(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立的現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)根據(jù)救援現(xiàn)場(chǎng)的地理環(huán)境、障礙物數(shù)量等情況設(shè)置不同的無(wú)線Mesh路由器，尤其在環(huán)境復(fù)雜、障礙物多的區(qū)域相應(yīng)設(shè)置數(shù)量較多的無(wú)線Mesh路由器，利用網(wǎng)絡(luò)的多跳性能來(lái)覆蓋局部救援區(qū)域。在不同的救援區(qū)域建立起現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)絡(luò)后，為方便進(jìn)一步的協(xié)調(diào)指揮，應(yīng)當(dāng)迅速與救援現(xiàn)場(chǎng)通信指揮中心進(jìn)行連接。在已經(jīng)建立的現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)絡(luò)中，各個(gè)救援單位可以通過(guò)Mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音、圖像、視頻等救援信息的傳遞，為現(xiàn)場(chǎng)救援工作提供輔助。

由于救援現(xiàn)場(chǎng)的情況不能夠事先確定，所以無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的大部分節(jié)點(diǎn)都必須在災(zāi)害發(fā)生之后建立。建立時(shí)需要對(duì)整個(gè)災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析和判斷。如果發(fā)生大面積的災(zāi)害事故，則需要確定救援區(qū)域，將人員分組編成，使用通信子網(wǎng)進(jìn)行小組內(nèi)部通信，避免造成多個(gè)小組共用一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)絡(luò)，造成通信混亂。各個(gè)子網(wǎng)絡(luò)分別與災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)指揮中心連接，形成一個(gè)有層次的現(xiàn)場(chǎng)救援網(wǎng)絡(luò)。

2.3 遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸鏈路設(shè)計(jì)

大型災(zāi)害事故發(fā)生后，大面積的受災(zāi)區(qū)域通常會(huì)形成信息孤島，而無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)主要通過(guò)多個(gè)路由器進(jìn)行一定區(qū)域范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，信息向外傳輸難以實(shí)現(xiàn)，受災(zāi)區(qū)域救援信息向外傳遞必須通過(guò)前后方通信鏈路實(shí)現(xiàn)。由于本方案系統(tǒng)采用多種通信手段結(jié)合的組網(wǎng)建設(shè)模式，前后方的通信鏈路可使用衛(wèi)星通信或短波通信技術(shù)。選取衛(wèi)星通信作為通信鏈路原因：一是衛(wèi)星通信距離遠(yuǎn)，信號(hào)傳播不受地形地貌的影響；二是衛(wèi)星作為中繼設(shè)備直接部署于太空，設(shè)備不會(huì)因?yàn)闉?zāi)害發(fā)生造成損壞；三是消防救援隊(duì)伍廣泛配備衛(wèi)星通信設(shè)備。選取短波通信作為通信鏈路的原因：一是短波通信作為一種無(wú)線電通信，可以不受地形限制在災(zāi)害發(fā)生后迅速建起通信鏈路；二是短波通信傳播方式分為天波和地波，傳播方式多樣，在實(shí)際救援過(guò)程中可根據(jù)后方指揮中心的不同位置選擇不同的傳播方式。在鏈路使用中，衛(wèi)星通信車或短波電臺(tái)的位置應(yīng)在前方中心，從而便于現(xiàn)場(chǎng)指揮中心與總指揮中心進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞、命令的下達(dá)和接受。

2.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)計(jì)

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)終端是通信網(wǎng)絡(luò)中具體實(shí)現(xiàn)通信功能的設(shè)備。終端可以根據(jù)功能不同連入不同的通信子網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的通信目標(biāo)。終端與子網(wǎng)絡(luò)連接需要應(yīng)用相應(yīng)的通信協(xié)議，無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)主要使用的協(xié)議是IEEE802.11MAC協(xié)議。消防救援人員的終端設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與救援現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境相適應(yīng)，應(yīng)當(dāng)滿足一定的耐高溫、防水、便攜、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)等基本要求。此外，在功能上也應(yīng)滿足救援實(shí)際的多元化需求，應(yīng)當(dāng)能夠充分收集救援人員生命體征和位置、消防救援車輛的實(shí)際工況、現(xiàn)場(chǎng)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)等信息。終端對(duì)多元化信息進(jìn)行收集后，通過(guò)連入通信子網(wǎng)絡(luò)向現(xiàn)場(chǎng)救援指揮中心進(jìn)行傳輸。

3 現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)覆蓋能力計(jì)算和節(jié)點(diǎn)布放原則

3.1 節(jié)點(diǎn)覆蓋能力估算

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)部署的室內(nèi)環(huán)境一般較為復(fù)雜，建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)的屏蔽影響明顯。為確保網(wǎng)絡(luò)部署科學(xué)合理，應(yīng)當(dāng)根據(jù)信號(hào)衰減規(guī)律對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部署數(shù)量、位置以及密度進(jìn)行合理規(guī)劃。

因此，在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)過(guò)程中不應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)單地根據(jù)理想條件下節(jié)點(diǎn)覆蓋能力進(jìn)行節(jié)點(diǎn)部署，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件對(duì)部署節(jié)點(diǎn)的損耗進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，從而得出節(jié)點(diǎn)的實(shí)際覆蓋能力。Mesh網(wǎng)絡(luò)中繼路由的部署應(yīng)當(dāng)充分考慮建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳播的損耗影響，在此情況下可以采用Keenan-Motely模型進(jìn)行計(jì)算[6]。自由空間傳播損耗公式為：

Ploss=Pt-Pr+Gt+Gr

(1)

式中，Pt為天線入口功率，國(guó)家規(guī)定不得超過(guò)15 dBm;Pr為接收端信號(hào)強(qiáng)度;Gt為發(fā)射天線增益;Gr為接收天線增益。

根據(jù)式(1)，我們可以計(jì)算得出路徑損耗Ploss，天線入口功率取9 dBm，接收端信號(hào)強(qiáng)度根據(jù)設(shè)備數(shù)據(jù)為-90 dBm，發(fā)射天線增益和接收天線增益都按最不利條件計(jì)算，取0。

將數(shù)據(jù)帶入(1)式得：Ploss=99 dBm

室內(nèi)信號(hào)傳播損耗選擇由室內(nèi)經(jīng)驗(yàn)傳播推導(dǎo)出的Keenan-Motely模型，目前多數(shù)信號(hào)覆蓋計(jì)算都采用該模型，具有較高的可信度。在室內(nèi)傳播中無(wú)線Mesh信號(hào)使用2.4 GHz，符合該公式計(jì)算前提范圍。Keenan-Motely 室內(nèi)傳播模型為：

Ploss=PL(d0)+20lg(d)+FAF+8

(2)

式中：d0為參考距離，單位為m；d為移動(dòng)臺(tái)離發(fā)射機(jī)之間的距離，單位為km；FAF為常見(jiàn)建筑障礙物結(jié)構(gòu)穿透損耗經(jīng)驗(yàn)值，可通過(guò)查閱資料得到應(yīng)急救援中常見(jiàn)建筑障礙物結(jié)構(gòu)的穿透損耗，如表2所示。

表2 常見(jiàn)建筑物穿透損耗值

參考距離d0為1 m時(shí)，Ploss1在2.4 GHz頻段取39 dBm，根據(jù)(1)式得到Ploss=99 dBm，以玻璃結(jié)構(gòu)為例進(jìn)行計(jì)算，取FAF為10，代入(2)式可得到玻璃結(jié)構(gòu)作為障礙物時(shí)的覆蓋距離d=125.9 m。

通過(guò)上述計(jì)算可對(duì)常見(jiàn)的障礙物穿透損耗進(jìn)行計(jì)算，準(zhǔn)確掌握各種障礙物的損耗大小，為網(wǎng)絡(luò)部署提供參考。但是在實(shí)際組網(wǎng)過(guò)程中我們還應(yīng)考慮到，由于障礙物疊加等各種不利因素的影響，實(shí)際情況往往比計(jì)算模型考慮到的條件復(fù)雜得多[7]。為確保網(wǎng)絡(luò)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)通信的要求，應(yīng)當(dāng)考慮到最不利條件下的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，因此實(shí)際網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部署應(yīng)當(dāng)比計(jì)算得出的數(shù)據(jù)更加密集。在組網(wǎng)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署原則，掌握回避障礙物的技巧，選出最優(yōu)化的部署線路，并隨著應(yīng)急救援行動(dòng)的深入展開(kāi)對(duì)節(jié)點(diǎn)部署進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，必要情況下對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)充。

3.2 Mesh網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布放原則

3.2.1 現(xiàn)場(chǎng)通信子網(wǎng)整體布放原則

3.2.1.1 先外圍，后中心。應(yīng)急救援前期工作是在外圍展開(kāi)的，首先確保救援區(qū)域外圍的通信暢通，這符合應(yīng)急救援通信保障工作的客觀規(guī)律。隨著應(yīng)急救援工作的推進(jìn)開(kāi)展，按照工作需求逐步在救援的核心區(qū)域部署節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而在現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建完整的通信網(wǎng)絡(luò)。

3.2.1.2 先局部，后整體。救援工作開(kāi)展初期，通信保障力量投入不足，通信工作應(yīng)突出重點(diǎn)和難點(diǎn)。應(yīng)首先為先期到達(dá)救援和偵察力量建立通信網(wǎng)絡(luò)，保障先期到達(dá)力量的通信需求；隨著通信保障設(shè)備逐漸到達(dá)和救援工作的逐步展開(kāi)，建立能夠覆蓋整體救援區(qū)域和滿足整體力量通信需求的應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)。

3.2.1.3 先主干，后延伸。該原則是指在救援現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)首先建立一條主干通信鏈路，滿足一定的通信需求，而后對(duì)主干通信鏈路進(jìn)行延伸和擴(kuò)展，最終構(gòu)建一個(gè)有機(jī)的通信網(wǎng)絡(luò)主體。主干網(wǎng)絡(luò)既要滿足救援初期的實(shí)際通信需要，又是構(gòu)建整體通信網(wǎng)絡(luò)的基石，為后期網(wǎng)絡(luò)的延伸拓展提供依托。

3.2.2 室內(nèi)節(jié)點(diǎn)布放原則

3.2.2.1 重點(diǎn)區(qū)域重點(diǎn)布放。在救援工作開(kāi)展的核心區(qū)域要進(jìn)行重點(diǎn)布放，增加布放的節(jié)點(diǎn)數(shù)量，增強(qiáng)該區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升該區(qū)域的通信可靠性。

3.2.2.2 交叉布放。為保證在使用最少路由的情況下實(shí)現(xiàn)覆蓋能力的最大化，使室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)覆蓋更加平均，可根據(jù)使用節(jié)點(diǎn)的實(shí)際覆蓋能力交叉布放Mesh路由器。

3.2.2.3 拐角處布放。在樓梯和走廊拐角處布放，可實(shí)現(xiàn)一次布放使信號(hào)覆蓋兩個(gè)方向，減少達(dá)到網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求節(jié)點(diǎn)數(shù)量。

3.2.2.4 定向布放。建筑物的邊緣處易發(fā)生信號(hào)泄漏，因此在窗戶、陽(yáng)臺(tái)等處應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)布放，并設(shè)置定向天線，提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋能力。

3.2.2.5 區(qū)域變換處布放。區(qū)域變換處是指由樓梯空間向樓層空間變換的區(qū)域，該區(qū)域由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜易發(fā)生信號(hào)泄漏，是網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的薄弱區(qū)域，因此應(yīng)在該區(qū)域重點(diǎn)布放節(jié)點(diǎn)以提升網(wǎng)絡(luò)可靠性。

3.2.3 室外節(jié)點(diǎn)布放原則

3.2.3.1 區(qū)域最高點(diǎn)布放。利用災(zāi)害區(qū)域內(nèi)可利用建筑物的最高點(diǎn)進(jìn)行布放或者人為架設(shè)天線進(jìn)行布放，設(shè)置在高處有利于信號(hào)的傳播。

3.2.3.2 確保室外節(jié)點(diǎn)達(dá)到密度要求。這樣做既可以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，又可以確保不會(huì)出現(xiàn)信號(hào)冗余和帶寬衰減，因?yàn)樾盘?hào)在無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)中是通過(guò)最優(yōu)路徑傳輸?shù)摹?/p>

3.2.3.3 參數(shù)優(yōu)化。為增加覆蓋范圍，可以對(duì)無(wú)線Mesh節(jié)點(diǎn)的發(fā)射天線增益和接受天線增益進(jìn)行參數(shù)的優(yōu)化，提升其傳遞信號(hào)的能力

無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)通過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)在諸多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，在應(yīng)急救援通信保障領(lǐng)域也擁有廣闊的應(yīng)用前景。在災(zāi)害救援現(xiàn)場(chǎng)迅速構(gòu)建基于無(wú)線Mesh網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急救援通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能夠滿足組網(wǎng)速度快、保障能力高、抗摧毀能力強(qiáng)等大型災(zāi)害事故救援通信組網(wǎng)的要求，確保大型災(zāi)害事故現(xiàn)場(chǎng)救援通信指揮工作能夠有序開(kāi)展。