隨著國際政治軍事形勢發(fā)展及國家改革開放不斷深化,社會利益關(guān)系碰撞日益復(fù)雜,突發(fā)事件發(fā)生的頻率越來越高、影響和傳播越來越廣泛,大規(guī)模沖突發(fā)生的可能性也越來越大,凸顯了突發(fā)事件現(xiàn)場快速處置和控制的重要性。為更好維護(hù)我國社會經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展,提高新時期突發(fā)事件的處置效率,迫切需要加快推動應(yīng)急處置隊(duì)伍戰(zhàn)斗力生成模式轉(zhuǎn)變,對突發(fā)事件現(xiàn)場的應(yīng)急通信提出了新的要求。本文對寬帶無線應(yīng)急通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究和探討,并針對突發(fā)事件現(xiàn)場應(yīng)急通信系統(tǒng)的機(jī)動組織和快速部署,構(gòu)建起一套面向突發(fā)事件現(xiàn)場的寬帶無線應(yīng)急通信體系結(jié)構(gòu),以滿足應(yīng)急現(xiàn)場大數(shù)據(jù)應(yīng)用、高清視頻傳輸和應(yīng)急指揮調(diào)度等業(yè)務(wù)的需要。進(jìn)而圍繞新體系結(jié)構(gòu)在突發(fā)事件現(xiàn)場復(fù)雜電磁環(huán)境下的通信可靠性和有效性問題進(jìn)行深入鉆研,探討其中物理層和網(wǎng)絡(luò)層的關(guān)鍵技術(shù),取得一定的研究成果并開展了仿真驗(yàn)證和實(shí)物驗(yàn)證。本文的主要工作和成果可以概括為以下四個方面。(1)研究分析了突發(fā)事件現(xiàn)場應(yīng)急通信保障需求,提出了一種集成核心網(wǎng)功能的基站間自組織通信網(wǎng),形成適用突發(fā)事件現(xiàn)場通信保障的寬帶無線應(yīng)急通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),解決了寬帶無線集群通信系統(tǒng)的機(jī)動組織和快速部署難題。通過構(gòu)建寬帶集群核心網(wǎng)與其基站之間一對一線性結(jié)構(gòu)及其自組織通信鏈路,實(shí)現(xiàn)寬帶集群通信系統(tǒng)在機(jī)動狀態(tài)的快速建網(wǎng)開通。論證了寬帶集群系統(tǒng)自組織通信鏈路波形設(shè)計(jì)原則并給出自組織通信波形參考設(shè)計(jì),可作為寬帶集群通信系統(tǒng)拓展移動組網(wǎng)應(yīng)用場景的標(biāo)準(zhǔn)化參考。(2)研究分析了寬帶無線通信中的變換域信道估計(jì)算法,提出了寬帶無線應(yīng)急通信中一種基于K近鄰原理噪聲消除的信道估計(jì)算法,增強(qiáng)了突發(fā)事件現(xiàn)場寬帶無線通信的傳輸可靠性。通過數(shù)據(jù)挖掘理論與變換域數(shù)字信號處理理論的結(jié)合,在時域信道沖激響應(yīng)中基于K近鄰原理完成噪聲和信號的分類識別,以實(shí)現(xiàn)相對更精確的噪聲消除。計(jì)算機(jī)仿真和外場實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果表明K近鄰噪聲消除的信道估計(jì)算法能夠以相對較低的計(jì)算復(fù)雜度取得相對較高的信道估計(jì)準(zhǔn)確度,提升了寬帶無線應(yīng)急通信的傳輸可靠性。(3)研究分析了窄帶干擾對寬帶無線通信的惡劣影響,提出了寬帶無線應(yīng)急通信中一套基于訓(xùn)練序列的K均值干擾抑制方法,解決了復(fù)雜電磁環(huán)境下寬帶無線應(yīng)急通信的抗干擾通信問題。通過對頻域信道沖激響應(yīng)基于K均值原理進(jìn)行干擾信號的聚類識別,配合干擾頻點(diǎn)的插值擬合和信道譯碼的軟比特加權(quán)實(shí)現(xiàn)干擾抑制。計(jì)算機(jī)仿真和外場實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果表明K均值干擾抑制方法能夠?qū)⒏蓴_的負(fù)面影響控制在寬帶無線應(yīng)急通信可以接受的范圍之內(nèi),進(jìn)一步提高了突發(fā)事件現(xiàn)場寬帶無線應(yīng)急通信的傳輸可靠性。(4)研究分析了無線自組織網(wǎng)絡(luò)上的廣播業(yè)務(wù)傳輸機(jī)制,提出了寬帶無線應(yīng)急通信指揮中一種基于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間自協(xié)商的廣播業(yè)務(wù)傳輸機(jī)制,提升突發(fā)事件現(xiàn)場應(yīng)急指揮調(diào)度信息的傳輸效率。通過建立轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間優(yōu)先級自協(xié)商機(jī)制,將點(diǎn)對點(diǎn)傳輸?shù)臋C(jī)會路由理論擴(kuò)展應(yīng)用到點(diǎn)對多點(diǎn)的廣播業(yè)務(wù)傳輸中。計(jì)算機(jī)仿真和外場實(shí)物試驗(yàn)結(jié)果表明基于轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)間自協(xié)商的廣播業(yè)務(wù)傳輸機(jī)制能夠充分利用無線信號的廣播特性,在保證廣播業(yè)務(wù)傳輸覆蓋的情況下減少參與廣播數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的節(jié)點(diǎn)個數(shù),有效提升突發(fā)事件現(xiàn)場無線應(yīng)急通信指揮的通信傳輸有效性。本文主要研究成果己在實(shí)際設(shè)備中實(shí)現(xiàn),關(guān)鍵算法己通過真實(shí)環(huán)境驗(yàn)證,對國家應(yīng)急通信保障體系的制定有積極參考作用。
【學(xué)位單位】：北京科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

而是綜合利用各種通信技術(shù)手段和方法保障應(yīng)急處突及必要通信所逡逑需資源的集合。應(yīng)急通信融合了管理學(xué)、社會學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科知識體系，逡逑涉及傳輸和信息處理的關(guān)鍵技術(shù)如圖１－１所示［３］。逡逑應(yīng)急通信是以信息為中心的傳輸和處理過程，涉及突發(fā)事件發(fā)生前的監(jiān)逡逑測、預(yù)警和報(bào)警，發(fā)生現(xiàn)場的應(yīng)急處突通信保障，以及事件結(jié)束后的通信過逡逑渡和恢復(fù)［４］。由于突發(fā)事件現(xiàn)場既是信息產(chǎn)生的起點(diǎn)，也是命令執(zhí)行的終點(diǎn)，逡逑保障突發(fā)事件現(xiàn)場應(yīng)急處突工作的通信系統(tǒng)必然成為應(yīng)急通信的重點(diǎn)研宄內(nèi)逡逑容之一。逡逑－１邋－逡逑

ＴｒｕｎＣ標(biāo)準(zhǔn)寫入到Ｍ．２０１４－３標(biāo)準(zhǔn)修訂稿中，成為ＩＴＵ－Ｒ推薦的集群空中接口逡逑標(biāo)準(zhǔn)［７］。逡逑Ｂ－ＴｒｕｎＣ是基于ＬＴＥ技術(shù)的寬帶集群系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖１－２所示，逡逑其中Ｕｕ和Ｕｕ－Ｔ是基于空間傳輸?shù)臒o線接口，Ｓ１－Ｔ和Ｄ接口是基于ＩＰ傳輸逡逑的數(shù)據(jù)接口［８］。逡逑ＬＴＥ寬帶邐令逡逑集群終端邐ＵＵ－Ｔ逡逑ＩＴＩＩ邐ＬＴＥ逡逑集群基站一Ｉ邋—群核心網(wǎng)￣ｈ￣｜灥臺逡逑，邐Ｓｌ－Ｔ邐Ｄ逡逑ＬＴＥ數(shù)據(jù)終逡逑端邐Ｕｕ逡逑圖１－２寬帶集群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖逡逑根據(jù)圖１－２所示的寬帶集群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，集群基站與集群核心網(wǎng)之間的連逡逑接及集群核心網(wǎng)與調(diào)度臺之間的連接都需要依托基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。但是，在大逡逑型搶險救災(zāi)和反恐維穩(wěn)等突發(fā)事件現(xiàn)場，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施不可用或不可信，單逡逑純集群系統(tǒng)在類似場景下的通信保障能力明顯不足，有必要結(jié)合多種通信技逡逑術(shù)手段建立完整應(yīng)急通信保障體系。逡逑此外，在突發(fā)事件現(xiàn)場，保障應(yīng)急處突的寬帶集群通信系統(tǒng)還存在一些逡逑技術(shù)難題有待研宄和解決

星業(yè)務(wù)主要指衛(wèi)星終端隨載車“動中通”的應(yīng)用模式ｆｌ８］。廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)主要逡逑是依托衛(wèi)星向突發(fā)緊急事件現(xiàn)場的公眾發(fā)布災(zāi)情信息的傳播通道［１６１。應(yīng)急現(xiàn)逡逑場的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D２－１所示。逡逑４＇邐、邐Ｊｚｍ，逡逑＼衛(wèi)以怒逡逑ｖ邐衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)邐Ｙ逡逑衛(wèi)星灥Ｓｉ邐Ｍ制）}B邐ＩＳｆｉ定業(yè)務(wù)逡逑圖２－１衛(wèi)星通信拓?fù)涫疽鈭D逡逑目前，衛(wèi)星通信在Ｃ波段和Ｋｕ波段上的頻譜資源日益擁擠，圖像和視逡逑頻傳輸質(zhì)量不高，加上空間傳輸時延導(dǎo)致的語音延時也非常明顯，在突發(fā)緊逡逑急事件現(xiàn)場的多媒體指揮調(diào)度中存在一定局限性，加之衛(wèi)星通信使用成本較逡逑高，一定程度上也制約了衛(wèi)星通信手段的應(yīng)用拓展。逡逑（二）短波通信逡逑短波通信是利用天波或者地波傳播無線信號，完全不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源逡逑中繼體制約的遠(yuǎn)程通信手段，具有傳輸距離遠(yuǎn)、組網(wǎng)靈活、抗毀能力強(qiáng)等特逡逑點(diǎn)

【參考文獻(xiàn)】

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1 王海濤;張吉剛;宋麗華;陳暉;張國敏;;公共安全部門應(yīng)急通信系統(tǒng)建設(shè)探討[J];電信快報(bào);2015年07期

2 陳永華;肖毅;;我國短波通信技術(shù)的發(fā)展及方向探究[J];電子技術(shù)與軟件工程;2015年07期

3 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J];中國科學(xué):信息科學(xué);2014年05期

4 方偉杰;;淺談公共保護(hù)和救災(zāi)中TD-LTE專網(wǎng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用及要求[J];中國新通信;2014年09期

5 楊驊;劉勁松;;TD-LTE寬帶數(shù)字集群通信發(fā)展分析及建議[J];移動通信;2014年01期

6 牛金行;趙偉;馬越;;數(shù)字集群通信寬帶化發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2013年21期

7 陳琦;;應(yīng)急通信保障指揮平臺的研究與實(shí)踐[J];電信快報(bào);2013年01期

8 陳園;;基于LTE的寬帶集群系統(tǒng)演進(jìn)路線及關(guān)鍵技術(shù)研究[J];電信科學(xué);2012年11期

9 劉尚合;孫國至;;復(fù)雜電磁環(huán)境內(nèi)涵及效應(yīng)分析[J];裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2008年01期

10 唐恬;張治;張平;;一種基于頻域加窗的OFDM信道估計(jì)算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2007年12期

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1 宋得龍;;寬帶集群增強(qiáng)技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)新趨勢[N];人民郵電;2017年

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1 許怡春;應(yīng)急場景下空天地一體化系統(tǒng)的資源分配研究[D];北京郵電大學(xué);2017年

2 董緒鵬;TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)與公眾通信網(wǎng)互聯(lián)互通的研究與實(shí)現(xiàn)[D];北京交通大學(xué);2017年

3 韓曉艷;OFDM系統(tǒng)干擾抑制技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

4 李寧;OFDM系統(tǒng)的高效干擾技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

5 易友文;基于OFDM的認(rèn)知無線電（CR）系統(tǒng)中窄帶干擾抑制的研究[D];華中科技大學(xué);2009年

本文編號：2810860