应急通信超视距传输系统设计方案

应急通信超视距传输系统设计方案XX技术有限公司二O 一八年-一月1 概述12 超视距无线通信介绍12.1 原理12.2 特点12.3 与其它无线通信方式对比22.4 应用环境要求33 系统方案设计33.1 系统组成33.2 设备介绍53.2.1 超视距/卫星双模传输设备53.2.2 可搬移超视距无线传输设备63.2.3 背负式超视距无线通信设备73.3 设备安装81 概述应急通信超视距传输系统主要建立事故突发地点与指挥中心的干线传输链 路，实现指挥中心与事故现场的视频、话音和数据的传输，通信距离几十到几百 公里。2 超视距无线通信介绍2.1原理超视距无线通信，定义为一种利用高空（1012公里以下）对流层大气媒 介中的不均匀体对电波的前向散射作用而实现的超视距无线通信方式。大气层中 的对流层（地球表面至812km高空）存在大量不断变化的湍流团，在电波的照 射下湍流团向四周散射电波，当电波波长与湍流团尺寸相当时，主要辐射方向在 前方，其中一部分能量转向地面，形成超视距“弯管传输”，达到类似无源转发 效果，如下图所示。250km2.2特点超视距无线通信有如下特点：1）单跳跨距远，可达数百公里超视距无线通信的突出特点之一是单跳跨距远，通常可达100600公里。并具有明显的“越障”能力。因此，特别适合于跨越海岛、沙漠、群山、湖泊、 海湾、沼泽等天然屏障和特殊地域。2) 通信容量较大，传输速率可达34Mbit/s以上作为中远距离无线通信方式，超视距无线通信容量要比短波、超短波通信大 得多，可达34Mbit/s以上，承载业务包括话音、数据、图像、视频和IP等。3) 传输时延小信息经散射信道传输时，仅有电波传播时延，一般为几毫秒。4) 信道免费使用对流层传输媒质永恒存在，信道可免费使用且无需申请。5) 全天候可靠性通信对流层传播信道稳定，支持全时域、全天候工作，传播可靠性高(可达99.9%)。 基本不受雷电、极光、磁暴和太阳黑子等恶劣自然环境的影响及战场状态的威胁， 在核爆炸后能够很快恢复正常通信。2.3与其它无线通信方式对比1) 与VHF/UHF电台相比超视距微波通信虽然不能实现面覆盖，但其通信距离比VHF/UHF电台远，通 信容量大，传输质量远远好于VHF/UHF电台。2) 与短波通信相比短波信道为开放、不稳定的窄信道，易于遭受电子干扰；超视距微波通信虽 然传输距离不及短波，但其传输容量、传输质量、传输可靠性、抗干扰和抗截获 能力都远优于短波通信，能提供定向、稳定的宽带传输。通常情况下，为了保障 24小时的稳定传输，短波电台的传输速率仅能达到2400bit/s；而超视距微波通 信可提供比之高23个数量级的全天候可靠通信。3) 与微波通信相比散射传输速率已达到三次群，因此在应用中速率已经不是问题；由于超视距 微波通信单跳距离远，能够实现超视距越障传输，因而与微波通信相比其最大特 点就是能够大量节省设备，以2个散射端站即可代替至少3跳微波接力。4) 与卫星通信相比卫星通信单跳距离远，通信质量好，通信容量较大；缺点是通信建立费用较 高，特别是由于信道开放性及卫星位置公开性，平时易被侦收，易受干扰甚至遭 到物理攻击，一旦卫星被毁则所有地面站陷于瘫痪。而超视距微波通信的抗干扰、 抗截获能力强，并且不依赖于转发器，利用对流层天然资源即可实现超视距弯管 传输。因此，在1000km以内的中远程链路，以超视距无线通信取代卫星通信更 具实用价值。2.4应用环境要求超视距无线通信对于使用环境有一定的要求，对于通信站点的选择一般遵循 以下原则：通信站点上方尽量避开高压输电线路；大型车辆通过会影响通信质量，通信站点尽量远离高速公路；通信站点尽量选择地势较高的地点； 通信天线仰角较低（一般小于5度），通信方向前方尽量开阔，避开高 的障碍物，2公里外的障碍物高度不要高于150米；超视距通信受天气影响较小，可全天候通信。3 系统方案设计3.1系统组成应急通信超视距传输系统包括超视距/卫星双模传输设备、可搬移超视距传 输设备、背负超视距传输设备和TD-LTE多媒体调度系统等，通信距离覆盖视距 到数千公里，其组成如下图所示。图2应急通信超视距传输系统组成框图应急通信超视距传输系统干线传输主要有卫星通信和超视距无线通信两种 方式。通信距离大于200公里时建议采用卫星通信，通信距离小于200公里时可采 用超视距无线通信。超视距无线通信通过车载站、固定站和可搬移站的配合可实 现两个方向的超视距通信。卫星使用情况: 节点距离远（ 200 km）多点快速组网或广播、组播高仰角山区通信散射使用情况:通信节点分布密集、卫星带宽不足节点距离较近（ 200km）卫星干扰而不可用卫星信道暂时申请困难高的时延要求车辆无法进入的事故现场可采用背负式超视距设备实现现场视频信息到现场指挥中心的传输。TD-LTE多媒体调度系统的部署可实现应急现场的指挥调度。3.2设备介绍3.2.1超视距/卫星双模传输设备BL-V-80是一种轻型车载型无线传输设备，具有卫星、超视距双模式传输 功能，全部设备安装在一辆轻型车上，可完成话音、数据、图像及视频业务 的无线传输。图4 BL-V-80超视距无线传输设备功能特点1）具有卫星、散射双模式通信功能；2）越野性能优良，机动能力强；3）标准化模块化设计，系统可靠性高；4）采用先进的纠错编码技术，通信质量好；5）具有天线自动对准功能，开通撤收迅速。主要指标表1 BL-V-80超视距无线传输设备主要指标序号项目卫星模式超视距模式1工作频率上行：14GHz 14.5GHz 下行：12.25GHz 12.75GHz14.5GHz 15.35GHz2业务速率256kbps2Mbps256kbps8Mbps3接口类型ITU-T G.703 （E1、 E2）、 802.3 10/100BASE-T4通信距离与卫星信号覆盖有关2Mbps： 140km8Mbps： 100km5发射功率40W80WX36天线共用1面3阵元天线7开通时间15min8功耗无空调时W 0.5 kW；无空调时W 2.5 kW；3.2.2可搬移超视距无线传输设备可搬移式超视距无线传输设备GS-C20 一种轻便型可搬移使用的超视距无线传输 设备，由室内单元（IDU）、室外单元（ODU）组成，使用方便灵活。图2 GS-C20实物照片功能特点1）采用单天线、单发射机、单接收机技术体制，系统结构大为简化，应用更加 灵活。2）设备可固定使用或装车机动使用。主要技术指标1）工作频段：C频段；2）业务速率：256 kb/s2048kb/s；3）支持业务：话音、数据、图像、IP4）通信距离：N60km （2048kb/s天线，1.8m天线）5）发射功率：40W （射频单元出口）；6）天线：1面抛物面天线（1.2m2.1m可选）3.2.3背负式超视距无线通信设备BL-C-10是一种可背负超视距无线通信设备，具有速率自适应和区域无线接入功 能，支持PTT话音及IP数据业务，可用于车辆无法进入的突发事件现场到信息中心的 超视距通信及超视距引接。图6 BL-C-10散射通信设备外观功能特点1）通信距离可达70km；2）开通撤收迅速、10分钟内完成开通或撤收；3）配置802.11a/b/g AP模块，可实现区域无线接入；4）支持速率自适应，2.4kb/s2048kb/s动态可变。主要技术指标1）工作频段：4400MHz5000 MHz；2）传输速率：2.4kbps，16kbps2Mbps；3）通信业务：话音、数据、IP；4）通信距离：70km（2.4kbps）；18km（2Mbps）；5）输出功率：10W；6）天线形态：1副可折叠0.9米抛物面天线（可选配）；7）电池能力：连续工作时间不低于2h,待机时间不低于8h；8）重量：主机：10kg （含电池）；天线：20kg （含背包）。3.3设备安装卫星/超视距双模式传输功能除了可选用BL-V-8 0车载站外，也可以在现有的静中 通卫星车上进行改装，只增加超视距IDU，从而在卫星车上增加超视距模式，改装容易 ，性价比高。GS-C20和BL-C-10一般是采用可拼装天线，运输时天线收藏在车内，使用时再将 天线展开，根据需要也可将天线固定安装在车顶，设备安装在机柜上。固定站设备和天线可固定安装，也可以在使用时架设安装。