应急通信保障中无线自组网技术的应用

应急通信保障中无线自组网技术的应用

何荫虎林友凯陈锦明

中山市卓盈通信设备有限公司

1前言

随着当前生态环境的不断恶化，各种自然灾害发生的频率不断增加，各国都将应急童新年保障作为关乎国计民生的重大课题，对应急通信的要求也在不断提高。应急通信具有时间突发性、地点不确定性、业务紧急性、信息多样性等特点，在相关通信系统设计的过程中，都应该对这些问题进行充分的考虑【1】。如果采用传统的通信方式，往往难以满足通信的需要。为了有效对该问题进行解决，可以采用无线自组网技术。自组网技术是通信技术不断发展的产物，其具有无基础设施、节点可以任意移动的优点，非常适合需要快速通信部署的场合，可以有效利用该技术来组建灵活、健壮、高效的通信网络，不断提高现场的应急通信能力。

2无线自组网的简单介绍

无线自组网是通信技术和计算机技术不断融合的产物，其显著的特点是网络无中心、自组织、多跳转。直观来说，无线自组网有多个无线收发装置和移动终端组成，通过无线通信连成网络拓扑结构，网络可以独立开展工作，也可以同其它网络有些结合起来。在无线自组网中，节点的路由通常是有多个网段组成，由于无线通信的能力比较有限，两个节点之间往往无法直接进行通信，需要跳过其中的几个节点开展通信，AdHoc便是一种典型的物理传输网络结构。

无线自组网技术刚开始是应用在军事通信领域，不需要任何固定硬件基础设施，就可以有效开展网络通信，具有较强的灵活性和适应性，在抢险救灾、野外考察、油田矿山等通信场合，都有着比较多的应用。随着对该技术的进一步研究和发展，该技术在民用和商用领域中的应用越来越多，其研究的内容也更加的宽泛，如网络体系结构、分簇算法、跨层算法、QoS支持、服务发现等。在技术发展的过程中，也衍生出了较多的技术，这些技术都有各自的特色，具有网络组织和协同的特征，非常适合组建临时性的应急通信网络。当前，AdHoc网络和WMN可以有效快速来构建抗抗毁性的应急救援网络，有效对救援群体进行协调，同时通过部署WSN，来实现对各种紧急事件的监控，及时发现问题，及时采取措施【2】。

3应急通信保障中无线自组网技术的应用

集成蜂窝网络和AdHoc网络混合式无线通信网络。在重大自然灾害发生之后，很多基站往往正常发挥出作用，就算基站可以使用，但其业务量往往非常大，通信服务的质量往往不能保证。为了有效解决这个问题，可以采用adhoc和蜂窝网络技术综合使用的方式，构建起来混合无线应急网络。在该网络通信的过程中，移动终端可以自己选择工作在蜂窝模式或者adhoc模式。在通常的情况下，设备会工作在蜂窝网络工作模式，并直接向BS传输数据。在紧急情况发生之后，节点往往无法与BS发生通信，就需要切换到adhoc模式，并通过网络搜寻的方式，来构建出一条道BS的路由。例如，在B基站发生故障后，其服务区域内的终端无法直接使用该基站进行通信，移动节点可以通过中继节点来访问A或者c基站，保证通信的畅通。

如果应急通信区域的基站数量不够，还可以通过部署一定数量的应急通信车来充当临时基站，满足基本吞吐量和网络覆盖的需要。这种混合通信网络可以被视为一个分级的网络结构，低层用于移动终端自组构成的多跳通信网络，高层是基站和应急通信车辆之间骨干网络。在混合无线网络的工作过程中，其一般可以分为两个阶段：首先，可以按照蜂窝的模式来正常进行基站的访问，如果接受到的通信功率过小，甚至接受不到信号，就应该采用多级跳转的工作模式，通过中继继续进行转发，移动终端会试图寻找多条通信线路，并建立通信路由表，经过对表数据的比对，来选择合适的通信线路。在这种无线通信网络模式当中，移动终端应该具有两个无线网络接口，其中一个接口用于连接基站进行通信，另外一个用户连接其它移动终端进行通信。此外，在应急终端中，还应该具有存储各种应急信息的能力，如位置、状态、紧急程度等信息【3】。为了更进一步丰富通信的功能和灵活性，应急通信车和基站还应该具有访问英特网的网关的能力，可以有效充当内外网之间的转发节点，还可以担当内部网络地址和外部全局可路由地址的翻译节点。

实施安全监控好预警的无线传感网络。应急通信系统必须能够在事发区域进行全面的通信覆盖，有效预防和管理各种可能的风险。很多事发区域在突发事件发生之前，就没有了各种通信技术设施，为此可以布置无线通信网络来担任预警和监控的工作。在无线传感网络的工作过程中，各种无线传感器在事发区域进行密集布置，具有适应场合多、覆盖范围大、监视精度高和无需人工干预等优点。通过该技术的应用，可以得到更可靠的数据传输质量，对错误的忍受能力更强，网络之间的通信效果也更强。为了提高远程传感数据传送的可靠性，可以采用IEEE802.16c技术。根据传感节点容易故障且遭受攻击的可能性较大的特点，应该认真考虑传感网络的容错性和安全性，保证网络通信的质量。为此，可以采用两种解决方案，其中一种是增加冗余传感的数量，但这回增加网络的硬件和运营成本。另外一种方式是使整个系统能够在整个生活期内以协作的方式来执行自检测、自调整、自维护、自恢复等操作。

便携式移动通信网络。便携式移动通信网络充分利用了无线自组网技术的优点，其可以提供以下的几个功能：在任何地点和时间都可以有效开展通信。提供有效的陆地、水面和空中通信平台，通过mesh网络对网络容量和覆盖范围进行配置。网络的自配性和独立性比较强，在很少网络基础设施的支持下，就开展网络通信，对相关工作人员的需要量也比较少，支持灵活性可扩展的网络部署。在网络通信的实际应用过程中，支持多种空中接口技术，如GSM、UMTS、WMAX等。该技术非常适合在应急救援通信中进行应用，可以提供语音、数据服务、多媒体服务。在应急救援现场，该技术可以非常方便实现现场救援之间的相互通信。如果采用无线通信的方式，及时应急现场人员的距离非常近，他们之间的通信依然需要经过多种基础设施，包括BTS、BSC、RNC和MSC等。而在便携式移动通信中，距离比较接近的救援人员可以非常方便通过移动基站来建立通信，不用依赖现场的基础网络通信设施。

在便携式网络通信过程中，需要做好路由基站关联表的维护工作，这样才能更快找到通信需要经过的BSR，通过BSR来构建网状骨干网，着非常类似于OSPF的处罚更新链路状态路由协议来计算和维护路由。当前智能技术发展十分迅速，通过将智能技术应用在网络路由表的管理过程中，可以有效提高对路由表的管理效果，及时发现更加高效的路由线路，为保证通信质量，能够打下一个非常好的基础。

结语

我国地理环境因素比较复杂，各种应急救援事故往往比较多。为了有效保障应急救援工作开展的质量和效率，必须要做好应急通信工作。当前无线自组网通信技术发展十分迅速，由于其对通信基础设施零要求，且通信质量稳定、可靠，非常适合在应急救援保障通信中进行应用，应该积极加大对该技术的应用力度。

【参考文献】

[1]应急电源的分类与应用[J].周云涛.新疆有色金属.2017(02)：33-34.

[2]城市移动应急电源的优化调度[J].王宏,林振智,文福拴,薛禹胜,李颖毅.电力系统自动化.2014(03)：25-26.

[3]移动式应急电源设计[J].郑志光,沈觉民.绍兴文理学院学报(自然科学).2011(04)：37-38.