[發明專利]應急無線通信系統及方法

無效

• 申請號: 201210390186.7
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN103731194A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 魏東巖;袁洪;徐麗娟;徐穎
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W4/22;G01S19/46
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于無線通信領域，特別涉及應急無線通信領域。

背景技術

在地震、洪水、泥石流等自然災害發生時，災害區域的通訊、電力、交通、能源等基礎設施極易遭到破壞，使得災區完全與外界失去聯系。近年來，國內外頻繁遭遇各種自然災害，從歷史經驗來看，在災難發生后第一時間建立與災區的通信是救災工作的首要問題。及時恢復通信可以使得災區外部迅速的了解災區的實際受災情況，總指揮部可以根據實際災情來做出更加實際、準確的救災方案。及時恢復通信能夠使得災區內部的災民迅速相互通信，在災區政府、單位的領導下迅速展開自救。及時恢復通信能夠讓廣大災民及時和內外溝通，了解災情，安撫災民恐慌的心理。目前已有學者和研究機構提出了較多方案，但這些方案的核心思想均是建立一套全新的應急救災通信系統，僅僅面向特定的用戶，且成本較高。

當前，隨著蜂窩移動通信系統的發展和成熟，全球蜂窩移動通信用戶已在2010年超過50億。大多數用戶一般都具有隨身攜帶手機的習慣。因此，如果能夠在災難發生后迅速恢復蜂窩移動通信設施，則能夠滿足大多數用戶的通信需求。一般而言，蜂窩移動通信系統可以大致分為用戶側設備和網絡側設備。用戶側設備(User?Equipment)主要指移動臺(Mobilestation)和用戶識別模塊(Subscriber?Identity?Module)。網絡側設備主要包括基站(Base?Station)，基站控制部(Base?Station?Controller)以及移動交換中心(Mobile?Switch?Center)等核心網設備(在不同的蜂窩移動通信系統中會有所不同)。災難發生后，網絡側設備一般會由于倒塌、斷電、毀壞等原因而停止工作，而用戶側設備一般由于體積小而保持完好，因此，如何在災難發生后迅速恢復網絡側設備成為救災的關鍵，主要工作包括恢復基站、基站控制器等設備，以恢復用戶終端與基站之間的通信，而對于基站與其他核心網設備之間的通信，如基站與移動交換中心、定位服務器，以及其他網絡之間的數據交互，則可以通過衛星通信、臨時鋪設線纜的方式解決。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于基于飛艇、氣球技術提出一種應急無線通信系統及方法，以解決在災難發生后能及時使用戶終端與基站之間建立通信，并對用戶終端定位等問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種應急無線通信系統，該系統包括地面用戶終端，飛艇中繼設備以及地面控制站；所述地面用戶終端用于完成終端信號的收發；所述飛艇中繼設備由飛艇以及搭載在所述飛艇上的基站、轉發器和GNSS(Global?Navigation?Satellite?System)接收機組成。

所述飛艇用于在空中承載所述基站、轉發器和GNSS接收機。

所述基站用于接收所述地面用戶終端的信號和向所述地面用戶終端發送信號。

所述轉發器用于所述飛艇之間以及所述飛艇與地面控制站之間的數據通信。

所述GNSS接收機用于用戶對所述飛艇的定位。

所述地面控制站由轉發部、基站控制部和網關組成；所述轉發部用于與所述飛艇進行通信；所述基站控制部是所述基站的管理設備；所述網關用于與外部網絡進行通信。

本發明還提供了一種應急無線通信系統的信號傳輸方法，所述系統包括地面用戶終端，飛艇中繼設備以及地面控制站；所述飛艇中繼設備由飛艇以及搭載在所述飛艇上的基站、轉發器和GNSS接收機組成；所述飛艇用于在空中承載所述基站、轉發器和GNSS接收機；所述地面控制站由轉發部、基站控制部和網關組成，所述方法包括由地面用戶終端到基站控制部的信號傳輸步驟以及由所述基站控制部到所述地面用戶終端的信號傳輸步驟，其中，

所述由地面用戶終端到基站控制部的信號傳輸步驟包括：

步驟A1：所述地面用戶終端將信號發送到其上空的飛艇上的基站上；

步驟A2：所述飛艇上的基站接收并處理所述信號；

步驟A3：所述飛艇上的轉發器轉發由該飛艇上的基站接收并處理后的信號；當所述地面控制站在該飛艇的無線信號覆蓋范圍內時，該地面控制站的轉發部直接對該飛艇上轉發器的信號進行接收處理；當所述地面控制站在該飛艇的無線信號覆蓋范圍外時，由處于該飛艇與所述地面控制站之間的其他飛艇上的轉發器進行接收并轉發，直到所述地面控制站的轉發部接收成功；

步驟A4：所述地面控制站的轉發部將步驟A3中所述的信號進行接收、處理，并傳輸到位于所述地面控制站的基站控制部。

所述由基站控制部到所述地面用戶終端的信號傳輸步驟包括：