“軍民一體化”應急體系下新型協作通信應用模式研究

徐亞沖，趙越

（1.中國電子科技集團公司第五十四研究所，河北 石家莊 050081；2.保密通信重點實驗室，四川 成都 610041）

1 引言

中國的國防科技政策主要是自主創新和軍民結合、寓軍于民。在國際上，“軍民結合、寓軍于民”也稱“軍民一體化”，是指將國防工業與民用工業基礎結合起來。因此，軍用品和民品生產可以共享普通的技術、制造設備與程序、人員與管理技術，以同時滿足國防建設與民用商業需求。

近年來，為保障應對重大突發事件通信急需，給前方及后方各級指揮員提供話音、數據和視頻通信保障，便于及時了解重大突發事件現場實況，提供分析判斷與決策的直接依據，增強對突發事件的處置能力，“軍民一體化”應急體系研究顯得愈發重要。特別是在汶川地震以后，該體系及其應用的發展迎來新一輪熱潮。

“軍民一體化”應急體系具備有線、無線、移動、衛星、集群、定位等多種通信手段。在實際應用中，多種通信手段需要協作配合、互相補充。加強軍地通信互聯互通建設，需要實現多種通信保障縱橫互聯、上下貫通，建成集偵察預警、指揮控制、通信保障一體化的信息系統。目前，“軍民一體化”雖然受到廣泛關注，但政府的政策制定、軍民企業的科研規劃尚處于起步階段，缺乏對大量、高價值的共性技術進行充分分析與利用，與世界強國相比有較大差距。值得注意的是，與傳統的協作通信不同，“軍民一體化”應急體系需要承載于各自的通信基礎設施之上，由于軍事通信的重要性和特殊性，在業務運行體系中需要區分軍事通信和民用通信使用通信資源的優先級以及安全保密等級，對不同等級的業務采取不同的通信實現方式和安全防護機制。下面將針對“軍民一體化”應急體系下的協作通信應用模式展開研究。

2 系統設計

協作一詞源于拉丁語的“協同”和“工作”，因此它蘊含著“協同”的概念。協同是一個共同致力于實現共同目標的實體或個人團體的策略。協作通信本質是分布式多節點的資源共享。如果能夠有效地發揮協作通信的資源共享優勢，將會對應急通信系統起到強有力的支撐和增加作用。多模式協作通信往往由多個相互獨立又互為補充的通信設備構成，由于沒有集中的網絡管理與信息服務機制，各通信設備缺乏統一的組網接入控制與數據傳輸格式。為了促進多模式協作通信和系統融合，往往使用網絡互聯控制設備實現各類通信體制在網絡層的互聯互通，統一使用IP地址格式標識通信節點，對數據報文在傳輸信道進行封裝，維護封裝格式與路由地址，以便在通信節點間的傳輸，并且在系統盤內擴展各種新的通信設備，簡化網絡配置。

應急通信系統主要包括衛星通信、短波通信、超短波圖像傳輸、3G視頻傳輸等無線傳輸信道，其組成框圖如圖1所示：

圖1 應急通信系統組成框圖

2.1 多模式協作配合

衛星通信是應急通信系統的核心組成部分，在應急指揮車和固定指揮中心之間完成話音/傳真、數據、視頻信息的雙向傳送，為應急指揮通信系統提供主要的傳輸通道。

衛星通信不受環境影響、傳輸距離遠且傳輸帶寬可以根據需要動態調整，適應應急救援指揮通信多業務傳輸需求。其擔負信息匯集、災情會商、遠程傳輸、多業務傳輸等功能，采用FDMA方式，具有方便靈活、運行可靠、擴展能力強、設備成本較低、使用與維護方便的特點。數據、話音、圖像信息采用IP方式接入衛星通信系統，經解調器調制后進行發送。

應急通信系統能夠連續不間斷地將覆蓋區域情況及時、有效地傳送到指揮中心，通過衛星通信、短波通信、超短波圖像傳輸、3G視頻傳輸、PSTN等連續實現話音、視頻、數據、無線圖傳、傳真等業務的通信保障。

在該系統中，多種無線通信模式和有線通信模式圍繞衛星通信這一中心協作配合，互為補充，充分滿足了“平戰結合”的建設要求。

2.2 局部協作配合

中型應急通信車不僅可以進行應急通信，還可以作為移動應急指揮中心。

圖2顯示了局域網拓撲結構模型。該網絡通過衛星、地面有線、車輛間的無線傳輸以及單兵圖傳的多項手段，高效及時地將圖像、話音、數據等業務上傳指揮中心以供決策，并可與地面固定網絡進行通信聯絡，保障了應急通信的“第一時間”的及時性和“覆蓋面廣、容量大”的高效性需求。

2.3 多模式共用

前述中型應急通信車可視為車載節點，主要包括衛星通信、短波通信、集群通信、超短波COFDM傳輸系統、3G視頻傳輸、現場語音接入及交換等。

其中，衛星通信系統是應急通信的必要保證，在應急指揮車和固定指揮中心之間完成話音/傳真、數據、視頻信息的雙向傳送，為應急指揮通信系統提供主要的傳輸通道。而其它短波通信、集群通信、3G視頻傳輸、車載超短波COFDM傳輸系統利用了現有網絡配置相應終端設備加以實現。

3 新型協作通信應用模式

車載節點現有衛星通信方式為“動中通”，其供電方式主要為油機和市電，輔以UPS。從提高網絡覆蓋能力、增強傳輸能力、軍民共用的角度出發，立足現有協作通信應用模式，未來“軍民一體化”應急體系建設可考慮地面站升級改造、增加“靜中通”車載節點/便攜終端節點/移動手持終端節點等相結合的新型協作通信應用模式。

3.1 建設建議

針對前述建設思路，圖3給出了新型應急通信系統網絡拓撲圖。該系統立足于已有FDMA技術體制，兼顧衛星移動通信體制。其中虛線部分為建議增加部分，主要為“靜中通”、便攜終端以及手持終端、移動便攜終端。該系統綜合考慮多種通信體制，并向“設備小型化、乘坐空間最大化”方向發展。

3.2 多平臺配合

移動應急平臺是固定應急指揮中心指揮調度工作的必要延伸和補充，是可移動的分指揮中心。在突發事件發生后，移動應急平臺能迅速到達事發現場，連接災難現場和安全區域指揮中心，以便及時準確地上報突發事件情況，并在固定應急指揮大廳遠程進行現場指揮、調度和決策。

移動應急平臺在“玉樹抗震救災”、“舟曲救災”、“王家嶺礦難救援”等重大事件中承擔了通信保障任務。新型應急通信系統可圍繞大型移動應急平臺，增設“二類底盤+擴展方艙”的大型機動指揮通信車，多平臺配合，以提升應對大災、特大災、局部沖突等的局域應急能力。

3.3 融合協作通信模式研究

針對具體的車載節點，以下3點融合協作通信模式可供研究：

（1）終端融合

圖2 局域網拓撲結構模型

圖3 新型應急通信系統網絡拓撲圖

采用動靜結合的手段，即“動中通”和“靜中通”相互配合、互為補充，同時研究GEO衛星移動通信中衛星移動通信網與LTE乃至4G網絡的終端融合技術。北斗二代升級后，中國自主導航技術將上升到一個新臺階，可針對該技術展開民用化和小型化研究。

（2）網絡融合

針對衛星移動通信系統的總體技術方案、空中接口體制、承載業務類型和地面網絡現狀，研究與地面網絡互聯互通并具有后向兼容性的信關站整體架構。

（3）全IP設計與信息安全

目前已有的衛星通信終端及調制解調器等業務設備可支持IPv4協議，下一代互聯網的發展將推動通信設備的全面升級，以支持IPv6協議。因此，應針對下一代互聯網的全IP設計，研究其中的IP加速、隧道技術、鑒權加密等業務和信息安全核心問題。

4 新型應急通信體系研究

以上指出的“軍民一體化”應急體系初具規模，今后將依托國家應急法案，廣泛借鑒各單位的先進經驗，并在用戶單位的指導和要求下展開新型應急通信體系的研究，如將“星地一體化”建設思路逐步向“天空地一體化”思路演進。適當引入光通信地面終端、無人機、船載、手持終端等移動設備，以提升整體應急通信能力。

（1）衛星移動通信

衛星移動通信是利用衛星作為移動通信信號中繼設備，實現移動用戶之間、移動用戶與固定用戶之間的相互通信，可為地面通信系統難以覆蓋地區的用戶提供大跨度、大范圍、遠距離漫游和機動靈活的移動話音、短報文和數據傳輸、視頻上傳業務。衛星移動通信業務的顯著特點是可提供不受地理環境、氣候條件限制的通信服務。衛星移動通信服務適用于地面通信網絡覆蓋不完善、通信質量無法保證甚至無法提供服務的海洋、山區、災區、航空和偏遠地區，是地面蜂窩系統和地面固定網覆蓋的補充及延伸。

（2）衛星互聯網和寬帶化

隨著歐美等國家對衛星互聯網業務廣泛投入并取得了成功的運營，近年來國際寬帶衛星系統技術進入了新的發展期，基于Ka頻段的寬帶衛星通信已成為固定衛星通信的發展方向。寬帶通信衛星與以往的通信衛星最大的區別是提供的業務由低速業務和話音業務變為Internet和多媒體業務。發展我國寬帶衛星通信系統符合我國國情和當前現實，是解決各領域對于寬帶多媒體業務通信急切需求的必經之路。

（3）衛星光通信

衛星光通信就是用激光進行衛星間通信，使衛星間通信容量大為增加，而衛星通信設備的體積和重量卻大大減小，同時也增加了衛星通信的保密性。衛星光通信系統主要由光源子系統、發射/接收子系統、瞄準/捕獲/跟蹤子系統組成，此外還包括伺服系統、控制系統等。

5 跨行業、跨區域合作

5.1 配合公共安全等熱點行業

應急通信體系建設是一項長期復雜的研究課題，需要多行業配合，共同研究既符合國家規定又能滿足地方政府需要的特色應急通信應用模式。新型協作應急通信應用模式的研究服務于國民經濟信息化主戰場，今后將繼續在安全電子、交通電子、能源電子、通信網絡、衛星導航、天線伺服等熱點行業，服務覆蓋行業與企事業及社會管理信息化、工業自動化、公共安全和應急管理、能源、交通、金融等國民經濟各領域。

5.2 從局部熱點輻射周邊地區

在行業應急領域，局部地區的發展可促進周邊地區的協調發展，而周邊地區的發展又能起到反向推動作用。因此，“軍民一體化”應急體系建設，特別是新型協作應急通信應用模式的研究需要與各省區相互配合，共同尋求提高，從局部熱點逐步輻射并覆蓋到周邊地區。

6 結束語

應急通信是我國應急體系建設中重要的組成部分，應急通信系統能保障應對重大突發事件通信急需，給前方及后方各級指揮員提供話音、數據和視頻通信保障，便于及時了解重大突發事件現場實況，提供分析判斷與決策的直接依據，增強對突發事件的處置能力。本文通過在“軍民一體化”應急體系下對協作通信應用模式展開研究，給出了建設建議、新型通信體系和跨行業、跨區域的研究內容，對于應急通信的行業建設具有一定的啟發作用，后續將結合實際深入開展研究。

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