應(yīng)急通信保障中無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

文/趙淼 鄭珊珊

1 應(yīng)急通信保障簡(jiǎn)介

在現(xiàn)代社會(huì)中，通信系統(tǒng)可以說(shuō)是一個(gè)國(guó)家的命脈，通信系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)與現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展息息相關(guān)。當(dāng)受災(zāi)地區(qū)的有線通信光纜、無(wú)線通信基站等通信設(shè)施遭到破壞時(shí)，便與外界通信中斷，且無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)修復(fù)，對(duì)政府部門實(shí)施搶險(xiǎn)救災(zāi)工作造成阻礙。

應(yīng)急通信保障系統(tǒng)是國(guó)家面對(duì)社會(huì)突發(fā)的緊急事件時(shí)建立起的一種以保障通信功能為主要目標(biāo)的暫時(shí)性的通信系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著國(guó)家保障能力的進(jìn)步，對(duì)于緊急事件發(fā)生時(shí)的保障能力提出了更高的要求，國(guó)家在大力發(fā)展和建設(shè)應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，來(lái)更充分地面對(duì)社會(huì)突發(fā)事件。但是目前的應(yīng)急通信保障系統(tǒng)仍然不足以完全滿足處理緊急事件的需要，與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在著許多不足。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，推動(dòng)技術(shù)的變革與更新，借助新技術(shù)的優(yōu)越處理能力，我們將能夠更加迅速地建立起應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，保障處于災(zāi)害中人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。相較于其他的通信系統(tǒng)，應(yīng)急通信保障系統(tǒng)具備很多獨(dú)特性。自然災(zāi)害大多是突然發(fā)生的，這種情況下，對(duì)于通信功能的首要要求便是時(shí)效性。時(shí)間就是生命，短時(shí)間內(nèi)災(zāi)害事件就能造成巨大的損失。每早一刻建立起應(yīng)急通信系統(tǒng)，救援中心就能早一刻掌握災(zāi)害事件的危害范圍，人民群眾的受災(zāi)情況，可以更好地調(diào)度救援行為，更加高效的進(jìn)行賑災(zāi)救援。再者就是不可預(yù)料性，我們無(wú)法預(yù)知下一次會(huì)在哪里發(fā)生哪種災(zāi)害，只能被動(dòng)的接受，因此應(yīng)急通信保障系統(tǒng)需要對(duì)各種事件做好準(zhǔn)備，面臨各種復(fù)雜的情況都能拿出行之有效的解決方案。

2 無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介

無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與移動(dòng)無(wú)線通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合誕生的一種高新技術(shù)。它是由一組設(shè)置有無(wú)線收發(fā)裝置的單元集合而成，每個(gè)單元都不僅有接受裝置，還可以作為發(fā)射裝置起到通信作用。傳統(tǒng)的移動(dòng)無(wú)線技術(shù)中，設(shè)置有一個(gè)路由器發(fā)射單元，其余每個(gè)單元只能被動(dòng)地接受來(lái)自發(fā)射單元的信息，不能夠向別的單元傳送信息。當(dāng)路由器在緊急事件中遭到破壞時(shí)，其余單元就會(huì)失去聯(lián)絡(luò)。而在無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)中，每個(gè)單元都可以參與進(jìn)通信過(guò)程中，在突發(fā)的緊急事件中，即使有某個(gè)單元受損，其他的單元仍然可以相互溝通，起到通信作用。無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)具有無(wú)網(wǎng)絡(luò)控制中心，快速展開(kāi)，臨時(shí)組網(wǎng)，抗破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)，包括無(wú)線傳感網(wǎng)、無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)、AdHoc網(wǎng)絡(luò)等。在無(wú)線自組網(wǎng)中，單元間的線路通常由多個(gè)節(jié)段組成。雖然無(wú)線傳輸距離有限，但是兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的單元之間可以通過(guò)增加中間單元的連接來(lái)達(dá)到相互通信的目標(biāo)。Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)就是一種特殊的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，不需要預(yù)設(shè)的基站作為基礎(chǔ)就可以自動(dòng)成網(wǎng)，具有很強(qiáng)的抗破壞性，在軍事和民用領(lǐng)域均具有很大的發(fā)展前景。AdHoc網(wǎng)絡(luò)研究跨越的范圍十分廣泛，包括跨層設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，信息安全傳輸?shù)取ｋS著技術(shù)的發(fā)展，AdHoc網(wǎng)絡(luò)又衍生出了無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)WMN（WirelessMeshNetwork）等技術(shù)。Mesh網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的自我修復(fù)能力，借助了Mesh骨干路由器的幫助，展示了一種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入的新思路。

3 應(yīng)急通信保障中無(wú)線自組網(wǎng)的應(yīng)用

3.1 基于可移動(dòng)基站的便攜式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)

基于可移動(dòng)基站的便攜式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以利用Mesh網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地建立一定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接，可以根據(jù)環(huán)境需要在陸地、海面、空中建立起通信平臺(tái)，不需要預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施就可以支持本地通信，只需要通過(guò)很小的人為干預(yù)就可以靈活調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置。這種便攜式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以用于各種短時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)通信的場(chǎng)地，施救人員使用便攜式移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以非常便捷地實(shí)現(xiàn)溝通網(wǎng)絡(luò)的建立。

3.2 實(shí)施安全監(jiān)控和預(yù)警的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)

使用無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)建立通信時(shí)必須注意對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行安全監(jiān)控。對(duì)于一些之前就沒(méi)有建立通信網(wǎng)絡(luò)的地區(qū)，要及時(shí)建立大范圍無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警，以應(yīng)對(duì)隨時(shí)都可能發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。即使一些已經(jīng)發(fā)生過(guò)災(zāi)害的地區(qū)，也應(yīng)當(dāng)建立用以預(yù)警的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，預(yù)防災(zāi)害的再次發(fā)生，減少可能造成的損失。無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于可以提供與現(xiàn)存性質(zhì)不一通信網(wǎng)絡(luò)的交互溝通，同時(shí)還具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性。為了提供堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，可以使用基于簇的分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.3 集成蜂窩網(wǎng)絡(luò)和Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)的混合式無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)

在一些大型自然災(zāi)害中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的部分基站受損，可以采用Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)構(gòu)建成混合式的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)。在這種混合網(wǎng)絡(luò)中，救援人員攜帶的終端既可以選擇接入蜂窩模式也可以選擇接入Ad Hoc模式，在正常情況下使用蜂窩模式，數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)往可以使用的基站，當(dāng)基站出現(xiàn)故障無(wú)法直接接入時(shí)，終端會(huì)自動(dòng)調(diào)整為Ad Hoc模式，并會(huì)通過(guò)多跳轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)找到一條通向基站的線路，最終達(dá)到建立通信的目的。在這種模式下，既能完成建立通信的任務(wù)，又高效使用了剩余的有效資源。這種混合式無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)至少要具備兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口，一個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)接口用于和基站通信，另一個(gè)用于和其他移動(dòng)終端通信。

4 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)國(guó)家發(fā)生突發(fā)的緊急事件時(shí)，應(yīng)急通信保障功能顯得尤為重要。通過(guò)建立起更加完善的應(yīng)急通信保障系統(tǒng)，可以將緊急事件發(fā)生時(shí)的支援變得更加明確高效，將事件中的損失盡量降低。無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)不需要預(yù)設(shè)的基站作為基礎(chǔ)就可以自動(dòng)成網(wǎng)，具有很強(qiáng)的靈活性和抗損性。在面對(duì)各種突發(fā)的緊急事件中復(fù)雜的形式，無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以發(fā)揮出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在爭(zhēng)分奪秒的救援形勢(shì)中，迅速地建立起有效的通信網(wǎng)絡(luò)，為后續(xù)的處理奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，盡可能地保障受災(zāi)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。