无线电应急通信网建设的探索与实践

郅泽民 段玉光

摘要：

传统应急通信网络的建设需要依靠线缆等设备，因此存在其相应的危险性与局限性，在面临自然灾害及突发事件之后往往无法满足应急通信的需求，且这些灾害也存在使设备受损，并因此导致人身伤害出现的可能。因而无线电应急通信网的建设与研发应得到充分的重视，以解决应急情况下的通信问题。基于此，本文将围绕无线电应急通信网建设的探索与实践展开相应的研究。

关键词：

无线电;应急通信网;探索;实践

中图分类号：

F621;TN925

文献标识码：

A

文章编号：

1672-9129（2020）15-0055-02

引言：就当前我国通信网络的建设情况来看，大部分地区主要依靠手机、固话、网络及光缆进行信息传输，这种信息传输方式具有其独特的高效性，其缺点是过于依赖有线通讯基站，尽管在正常情况下能够满足各单位及个人通讯需求，然而在面临应急情况导致数据传输路线受限时，就会影响到重大信息或紧急信息的传递。我国在应对应急情况时通常以应急指挥车及应急信息平台负担信息传递工作，但如果应急指挥车无法有效到达现场，或是应急平台难以建立有效连接，其作用也就无法发挥[1]。因此，无线电应急通信网络的建设就显得至关重要。

1无线电应急通信的特点与优势

顾名思义，应急通信具有在原有通信系统受其他因素影响、无法正常使用时，暂时负担通信任务的功能。现有的应急通信在具体方式上分为有线与无线两种，其中有线应急通信需要依靠光缆、电源及基站才能提供通信服务，而无线应急通信则不需要依靠这些设备，仅需保持无线电信号畅通就能实现通信。无线应急通信的应用意义在于战时能够第一时间实现信息的传达与交流，而在和平时期也能为重大突发事件、抢险救灾、重大国务活动及大型集会提供应急通信手段[2]，在通信网络进行换代、改造、延伸的过程中也能够提供临时的信息交互支持，这就意味着无线应急通信对国家经济建设及社会发展均有着事关重大的现实意义，因而也能够创造相应的社会效益与经济效益。

无线通信的特点表现在以下方面：由于人们不具有详细的预测能力，多数情况下并不知道什么时候会需要进行应急通信，而在应急情况下通信容量会实现爆发式的激增，因而对具体通信容量的需求也是一个不确定因素，对通信网络的需求也难以确定，需要视情况选择固定网络、移动网络、卫星网络甚至是互联网。相比有线应急通信而言，无线应急通信的优势主要体现在以下几方面：首先无线应急通信并不需要架设电缆或架空明线，也不需要挖掘电缆沟，仅仅需要借助发信设备、收信设备及频道資源即可实现信息及数据的传达，而有线应急通信在失去传输设备的情况下几乎派不上用场[3];其次无线通信往往具有极大的覆盖范围，且其信号的传递能够不受地理因素影响，有线通信则往往受限于地形因素，一些极端地形或极端地质条件通常不适用于通信设备的架设;三是无线通信可根据需求随时完成架设并增减通信渠道，有线通信在增减通信渠道时往往需要进行大规模的作业，具有较高的施工难度及工作量;四是无线通信从架设到应用的速度非常快，通常在数十分钟内即可完成，因而可以有效应用于各种突发事件，这也是有线通信所不具备的。

2无线电应急通信的不同网络结构与区别

2.1卫星通信。卫星通信是所有无线通信结构中技术含量最高的一种，主要是借助人造地球卫星设备实现不同地球站之间的通信。就其原理而言，人造地球卫星设备在其工作过程中主要扮演了中继站的角色，从地球站接收信号，再将其发送到相应的另一地球站。相比其他无线通信结构而言，卫星通信具有覆盖面广（其覆盖面以地球表面积为计量单位）、频带宽、灵活性高、受地形因素影响最小的特点，同时又能实现包括语音、文字、图像及数据等多种不同媒体形

式的传输通信。卫星通信中具有最高技术含量的是铱星电话及卫星电话，这种设备的通信范围能够覆盖到全球各个区域，因而也就能够在地球上不同位置实现语音通话及数据传输[4]，同时也能为GPS相关功能提供支持，即使是在危险状态下也能通过预先设置好的一键求助功能将使用者的位置信息发送到预定好的终端。其缺点是使用成本极高，且多数情况下需要在露天场合进行，因而不适合大范围的推广，但能够有效解决应急指挥车无法到达现场的问题。

2.2集群通信。集群通信主要依靠应急通信指挥车实现。当今的应急通信指挥车在多数情况下都会配置交流发电机、直流电瓶、便携式手提电脑、车载电台、无线对讲系统、单兵电台及视频移动终端等设备，因此能够借助这些设备实现基本集群通信业务（包括单向呼叫、群组呼叫、广播呼叫及紧急呼叫等），这些业务通常会设置用户优先级、用户强插、调度台强插的功能，因而能够为短信、数据传输及视频传输等需求提供功能支持，同时也支持呼叫处理、移动性管理、虚拟专网、故障弱化、加密、直通等功能，因而能够方便指挥人员在现场进行相应的指挥调度工作[5]。但凡应急指挥车能够到达的现场，集群通信均是所有通信手段中的最优选。为防范各种灾害及危机事件，应急通信指挥车已经成为市级与以上政府的标配，以便在危急情况出现时能够第一时间进行处理。

2.3短波通信与超短波通信。短波通信是指应用短波电台或单兵电台进行应急通信，这是一种保证长距离通信的主要方式。该方式具有投资小、见效快、不需要其他额外配置的设备设施的优势，同时又能够不受地理因素影响，因而常作为备用手段，在应急通信指挥车无法到达现场的情况下投入使用，以保证重大紧急信息能够及时、有效传递。

超短波通信是借助对讲机实现的通信，多用于常规通信网络瘫痪之后。对讲机之间的有效通信距离通常在3-5km，如果附近具有建立临时通讯中继台的条件，那么对讲机的有效范围能够扩大到20-30km。就其主要功能而言，很多时候作为常规通信网络不适用环境下的民间通信设备，或是对应急通信指挥车及短波通信进行功能上的补足。

2.4常规通信。常规通信主要依靠常见的无线通信设备（手机、网络、光缆等）进行，通常具有完备的设备设施，且建立起的通信网络在功能及覆盖率上也较为全面，能够满足正常情况下的大多数通信需求[6]。然而常规通信在很大程度上依赖高压电源、光缆、基站及终端设备的支持，如果这些设备中有任何一种设备出现故障，都会导致整个常规通信网络陷入瘫痪。

3无线电应急通信网建设的探索与实践

3.1中继台选址。中继台是无线电应急通信网建设的关键，具有确保无线电应急通信网顺利投入使用的重要意义。通常情况下，中继台信号能够覆盖的范围直接关系到无线通信的效果，因此无线电应急通信网建设需要将中继台相关通信技术的研究与开发作为重要工作内容。考虑到应急情况下可能出现的各种情况，中继台本身还必须具有一定的抵抗自然灾害的能力，并保证中继台建设位置受各种自然灾害及其他应急情况的影响最低。这就要求相关工作人员、技术人员在建设中继台之前必须进行大量的实地调查，对不同地理区域在应急情况下可能会受到的影响进行详尽预测，并综合考虑不同地理区域在施工上的难易度、交通情况等各种因素，以初步确定中继台的选址[7]。在中继台的选址得到初步确定之后，还需要对该选址进行一段时间的测试，确保中继台在此位置能够有效发挥无线通信功能之外，也具有最大限度抗击自然灾害的能力，并测试中继台附近的电磁环境，以免应急情况下附近电磁环境影响到中继台信号传输的稳定性。

3.2设备选型。设备的选型是确保无线电应急通信网建设行之有效的又一关键内容，只有在各方面性能上均达到最接近理想程度的设备，才能保证其在应急情况下应用的有效性。当前国家关于无线电应急通信网建设相关内容已经出台了相应的政策，政策主要是引导无线电设台用户逐渐淘汰模拟设备，转向对各种类型数字设备的应用，因此各类型数字设备的应用是设备选型的主要方向与趋势。通过对国内外数字通信标准的调查来看，不同国家甚至地区在通信标准上具有不同的需求，其中主流的数字电台技术标准以DMR、dPMR、P25、TETRA、PDT等几种为主。在综合考量过不同因素之后，相关部门对具体设备的选用提出了如下三条标准：首先设备的数字制式应尽量选择成熟的型号，以确保设备技术上的先进性与性能上的稳定性;其次终端设备必须拥有理想的性价比，在保证质量的同时更加有利于设备的普及;最后所选设备在市场上必须拥有较大的保有量，方便使用过程或使用后的维修养护。基于以上因素及其他影响因素考量，最终决定应用DMR设备。该设备在语音编码算法上没有进行具体的规定，因而更加方便终端使用者通联，此外还具有信道间隔理想、传输速率高、时隙短等优势，因而其相关制式设备得到了广泛的应用。

DMR制式设备具有持续工作的功能，也能够实现数字TDMA模式下双语音或数据路径的传输，且安装相对较为简便，无论是安装在墙面上或是机架系统中均可。在40W的运行条件下，能以100%的指数实现全占空比长时间运行，且其运行的稳定性也有可靠保障，而TDMA数字音频功能则能够有效降低频谱拥堵率，并将信道效率提升一倍有余，因而可以有效應用于应急情况下的数据及信息传输。而双时隙的功能设定则允许单个12.5kHz信道内同时出现两个通话，这意味着单个的DMR数字制式设备能够实现两台模拟设备的功能，因而也具有较高的经济性，能够有效缩减基础设施的采购、安装及维护成本。

3.3架设安装。在确定中继台选址及设备选型之后，就可以购买设备进行相应的架设及安装工作。但在架设安装工作开始之前，首先应制定详细的架设安装施工方案，在方案中标注出所有需要注意的重点内容，实际施工过程中还应落实好相应的质量管理及监督工作，施工人员必须了解到设备的关键作用及功能，以确保架设安装能够促进设备功能的有效实现，并保障设备本身的安全性及抗灾害系数。对于设备的地基基础应当采用全混凝土浇筑，以使设备本身的稳定性得到可靠保障;而为了保证设备信号能够实现全方位的覆盖，安装时最好应用八相环阵天线;在设备的动力上应结合太阳能光伏发电板与铅酸免维护电池组，从而确保设备能够获得不间断的动力支持。

设备架设安装完成之后还需考虑到后续的安全及远程维护问题，因而需要在设备周边安装相应的摄像头，摄像头必须具备较高的技术含量，能够实现远距离情况下高清画面的实时传输，并辅以远程控制系统，方便对设备进行远程的维护与管理。在整个施工过程中，无论是电池的安装、地网的铺设、底座的大小及入地深度、底座承载的重量、太阳能电池板的角度和面积及避雷针的安装均需要进行详细的设计及排查，以确保整个工程的合理性，为后续设备的使用提供可靠支持。

3.4调试运行。调试运行是确保设备稳定性的关键环节。调试运行内容包括硬件、软件及通信数据。首先需要对核心部件进行调试，将提前设计好的试运行频率及数据准确写入中继台，通过测试之后将中继台与收发设备连接，测试设备整体的收发功能，确保各项数值均在正常范围之内，保证中继台的安全性。之后要对网桥进行调试，为后期的管理维护提供远程支持。测试中需要将一对网桥面对面近距离放置，并逐个接入电脑设置好参数，实现一对网桥之间的配对。再之后调试监控，以方便工作人员了解中继台的运行情况，预防中继台因其他原因遭到破坏。这部分的重点内容是确保录像机能够正确识别不同终端。最后是对总体网络连接和外网接入的调试，接入全部设备后分别于电信网络及网络交换机互联，以确保各种设备均能够正常运行。

结语：近年来国家对无线电应急通信网建设给予了高度重视，并通过制定相应的政策推动了各地无线电应急通信网建设的发展。在实际建设过程中需要相关工作人员准确了解这份工作的重要性与意义，并认真进行选址、选型、安装架设及后期的调试试运行工作，以确保建设的无线电应急通信网能够正常投入使用，为国家和社会的经济发展与应急调整提供通信上的可靠支持。

参考文献：

[1]王冬梅.无线电应急通信网建设的探索与实践[J].中国无线电.2016，（12）：41-42.

[2]卢华.超宽带技术在未来无线通信中的应用与实践探索[J].中国新通信.2016，（24）：33-34.

[3]豆霞丽.专业无线电与应急通信探析[J].决策探索（中）.2017，（17）：44-45.

[4]吴昊.无线专网技术对电力通信网建设的应用[J].中国新通信.2018，（31）：119.

[5]刘惠颖、李井泉、胡晓彦.电力通信无线专网技术建设与应用研究[J].河北电力技术.2018，（9）：38-40.

[6]李飞、谢君鹏、鲜涛等.电力通信无线专网技术建设与应用分析[J].中国新通信.2019，（17）：34.

[7]顾朝志、李世宝、蔡丽萍等.基于通用软件无线电的通信专业实验实践平台建设[J].教育现代化.2018，（8）：181-182.