無人機在衛星通信里的應用介紹

我國是世界上自然災害最為嚴重的國家之一，隨著國民經濟快速發展、生產規模的不斷擴大以及社會財富的不斷積累，每年自然災害侵襲造成的直接經濟損失均在千億規模以上。今年以來，洪澇災害肆虐，據新華社報道，此次洪水災害已致 4552 萬人次受災影響，截至 7月22日 ，直接經濟損失超過1160億元。

我國歷年來洪澇及地震直接經濟損失

當地震、洪水、泥石流、冰雪等自然災害發生時，短期內會造成通信設備損毀，災區往往面臨著大面積通訊中斷、電力中斷、道路中斷的情況，普通的應急通信手段無法快速恢復通信。在災害突發事件初期，會引起大范圍社會關注甚至恐慌心理，通信業務量一般會猛增，會造成不同程度的網絡擁塞，極端情況下可能造成大面積通信網絡中斷，同時應急通信不易調度部署，快速恢復難度較大，會對救災行動帶來嚴重影響。

1 海外及我國的應急通信系統建設

簡介

發達國家應對突發事件的通信保障體系建設的較早，經過了多年的建設和實踐的不斷檢驗，發展了很多先進的技術、手段和措施。其中美國、日本、歐洲等國家及地區均建立了較為完善的應急通信體系，在應對2005年卡特里娜颶風、2011年日本特大地震海嘯等災害中發揮著顯著的作用，這些成熟的經驗對我國應急通信的發展具有很高的參考價值。

海外應急通信系統及通信方式

2003年非典發生后，我國十分重視應急管理工作，采納了車載衛星通信、車載移動通信、便攜衛星移動通信等較為豐富的應急通信手段，并在近年來的歷次災害中不斷發揮作用、得到有效檢驗。2008汶川大地震中，當地公用通信基本癱瘓，應急通信發揮了非常突出的作用，為抗災救援提供了有力的保障。

?我國應急通信及指揮網絡架構

由于光纜技術的快速發展及光纜成本的不斷降低，我國通信業大量使用光纜建設網絡。從目前常用的通信方式上看，固定電話、手機以及互聯網都對光纜等有線基礎設施有著極高程度的依賴。汶川大地震的教訓告訴我們，有線傳輸在大災面前極不可靠，修復難度大，也很容易被再次損壞。重點發展無線通信技術作為災害發生時的應急通信手段，建立衛星互聯網、無線應急通信網作為通信保障機制，是對通信過分依賴地面傳輸的不足之處進行補充與完善。

衛星通信：利用人造地球衛星做中繼站轉發無線電信號，實現多個地球站之間的通信，具有覆蓋面大、頻帶寬、機動靈活、不受地理條件限制等特點。衛星電話是地面光纜斷裂、基站被毀時唯一可用的通信設備，是災區最適用的應急通信手段。2016年8月6日，西昌衛星發射中心成功將天通一號發射升空，這是我國衛星移動通信系統的首發星。

專網集群通信： 集群通信系統是一種多用戶動態使用無線電通道的專用移動通信系統，語音通信采用PTT（Push To Talk）方式，呼叫接續快，主叫方能夠實現一呼百答。專網集群通信具有信號抗干擾能力、傳輸質量和保密性較強的特點，可作為現場應急指揮調度的專用網絡，能夠快速建立多種呼叫方式。常見的應急指揮車輛上都配備了數字集群通信系統。目前全球應急通信網絡的主流，仍是以語音集群通信為主的窄帶專網，傳輸數據能力有限。對于下一代寬帶專網，已有多個國家啟動了國家應急通信寬帶專網的建設，利用運營商現有 LTE網絡及專用頻譜共建專網。LTE 寬帶專網相比于窄帶專網最大的區別是從 PTT演變成 PTV（push to video），顯著提升了數據傳輸能力。

無線自組網：無線自組網包括 Ad hoc、Mesh、傳感器網絡等，具有無中心、自配置和快速組網等顯著特點，可以在沒有固定通信基礎設施的條件下，獨立動態性組網，通過多跳路由協同合作搭建無線通信網絡，適合區域應急通信，實現不同網絡類型、設備之間的聯通，有利于擴展覆蓋范圍。 通過借鑒海外應急通信模式，我國應急通信的通信方式逐漸走向衛星化、專網寬帶化。同時，隨著大數據、云計算、人工智能等技術的成熟，應用通信系統逐漸數字化及多媒體化、智能化。除此之外，在通信技術日新月異的今天，無人機、5G等“黑科技”在應急通信保障中扮演著重要角色。

2 無人機在應急通信里的應用

2008年的汶川地震發生后，道路損毀嚴重導致網絡搶通困難，應急通信車無法進入，震中區域的對外通信全部中斷，直到147個小時后，7個重災縣對外移動通信才逐漸恢復。此后，高空基站被正式提上研發日程，其主要載體為熱氣球、氦氣艇、無人機等，可升至千米高空，承載大容量的基站。

2017年8月8日九寨溝地震中，一套由中國移動研發的無人機高空基站在光纜震斷、飛石不斷的九寨溝景區荷葉寨緊急升空，迅速打通方圓30多平方公里的移動通信信號。這是中國移動首次在地震中嘗試用無人機搭載基站進行通信搶險作業，實現了在應急通信車不能到達區域的情況下迅速搶通網絡。此后，在 2018年廣東“山竹”臺風、山東壽光抗洪，2019年木里森林火災等救援中，不斷驗證了無人機高空基站是地震、洪水、泥石流等受災面積大、道路損毀嚴重的災害場景下，最為有力的通信保障利器之一。

?無人機高空基站在地震中首次應用 助援九寨溝

廣東“山竹”臺風救災

山東壽光抗洪救災

木里森林火災救援

無人機不僅僅可以用于搭載通信基站，提供強有力的應急通信支撐，并且在今年的洪澇救災過程中大放異彩，成為應急通信保障的又一利器。

據人民郵電報報道，受持續性強降雨影響，湖北恩施鶴峰縣四個行政村19個基站退服。由于光纜恢復區域山勢險峻，需要橫跨水面60多米的灣潭河，無法采用傳統人力布放光纜的方式恢復，中國移動搶修人員結合現場實際情況后決定采用無人機牽引技術布放光纜，于次日下午恢復全部通信業務。

無人機布放光纜能有效克服地貌及施工作業環境復雜等不利因素，特別適用于自然災害頻發的山區和跨河等復雜區域，確保了施工的安全，為5G基站布放光纜工作增加了新思路。

中國移動采用無人機牽引技術布放光纜，布放光纜1300多米

除了無人機技術，5G技術也正從全方位地在應急通信里發揮重要作用。

3 5G在應急通信里的應用

在年初這場新冠肺炎疫情“阻擊戰”中，中國移動在3天內完成了武漢“小湯山”醫院5G部署，實現2G、4G、5G全覆蓋，可滿足2萬人通話上網需求，有效支撐央視直播和北京301醫院遠程會診。中國移動還利用5G移動醫療車+云視訊終端，構成移動化、小型化、一體化會診系統，讓優質醫療資源快速抵達“戰疫”一線，助力疫情期間的一線醫護人員進行5G床旁會診。在武漢，5G遠程醫療系統讓北京的專家跨越1200公里，與武漢“戰疫”前線的臨床醫生實現“面對面”高清救治指導。

?中國移動5G醫療車

?中國移動5G云視訊終端

5G技術與無人機的組合也讓5G高空基站方案成為可能。據環球網報道，今年初，中國移動聯合華為完成全球首個無人機5G高空基站應急通信測試，高空無人機基站飛行200m高空時覆蓋能力超過6.5KM。此次測試進一步驗證了5G高空基站方案的落地可行性，為今后的應急救援工作提供更加優質的通信保障方案。

5G無人機高空基站

4 5G消息在應急通信里的應用

隨著國內LTE網絡的成熟覆蓋，IMS的建設完成，使得RCS（Rich Communication Suite，富媒體通訊套件）的乘著5G通信建設的東風煥發了新機。5G消息本質上不是5G通信特有的功能，其源于2008年就已經誕生的RCS業務，是一種富媒體消息業務。相比較傳統的短信服務，5G消息具備內容豐富、全面可達的優勢。在5G消息應用之前，政府部門只能向公眾推送文本消息，進行簡單的應急預警通知與防災科普宣傳?，F在通過5G消息的應急群發應用，政府部門可以面向公眾推送包含圖文、視頻、鏈接等豐富的媒體消息，更具有交互性。

7月24日，中國移動浙江公司基于全新5G消息平臺，上線了政府應急業務，為公眾提供應急預警體系和科普宣傳，其中的應急群發功能可以提供臺風、地震等災害性預警和預測查詢。我國南方正遭遇洪澇災害，5G消息的應用將為人民群眾提供及時的應急通訊，同時也顯現出5G消息在應急通信保障和指揮調度體系方面有著廣闊的應用前景。

?5G 消息在應急通信中的應用

在中國應急通信保障體系的發展中，我們能夠看到，以中國移動為代表的運營商始終沖鋒在第一線，這是中國移動作為央企的使命擔當。我們也要看到，中國移動積極應用無人機、5G通信等新技術，幫助救援隊伍搭建信息通道，有效保障現場救援指揮，為受災民眾不僅僅是提供了及時的通信保障服務，更是快速架設了重要的信息生命橋梁。

隨著科技的進步，在中國移動這樣負責任的企業的努力下，暢通互通、安全可靠的中國應急通信保障體系也越來越牢靠，極大地助力保障人民群眾生命財產安全。
? ? ? ?責任編輯:pj