一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法及系统

摘要

本发明提出了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法及系统，包括：多台Mesh自组网设备、LTE设备及AP设备；其中一台Mesh自组网设备在车载站处接入卫星车互联网，其他多台Mesh自组网设备开机后，根据预先设置的IP地址和接收信号功率情况进行自组网；所述LTE设备在基站处接入卫星车互联网，并通过设备进行视频回传以及地图定位；AP设备，在卫星车处接入互联网，将Wi‑Fi信号的覆盖范围进行扩大，实现互联网接入，扩展近程覆盖的范围。

说明书

技术领域

本发明属于信息通信技术领域，尤其涉及一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在电力应急抢险场景下，例如，在某地暴雨等灾害出现时，电力系统原本采用单兵系统进行抢修人员与应急通信车之间的联系，采用卫星通道，借助应急通信车的方式与本部应急指挥中心联系。然而若暴雨灾害极为严重，公网已经损毁，且单兵系统受技术所限，只能在应急通信车1.5km内使用，将导致通信效果不佳，若超过此距离，则无法与应急通信车建立联系，且单兵只可以使用专用设备，现场只能听到声音，无法看到卫星车和指挥部图像。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法，扩展了近程覆盖的范围。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的系统，包括：

多台Mesh自组网设备、LTE设备及AP设备；

其中一台Mesh自组网设备在车载站处接入卫星车互联网，其他多台Mesh自组网设备开机后，根据预先设置的IP地址和接收信号功率情况进行自组网；

所述LTE设备在基站处接入卫星车互联网，并通过设备进行视频回传以及地图定位；

所述AP设备，在卫星车处接入互联网，将Wi-Fi信号的覆盖范围进行扩大，实现互联网接入，扩展近程覆盖的范围。

作为进一步的技术方案，终端设备通过Wi-Fi或网线连接的方式接入Mesh自组网设备，经过一跳或多跳传输到达车载站处的设备，进行互联网接入，并通过终端设备实现视频回传。

作为进一步的技术方案，还包括CPE设备，接收基站的信号，将LTE信号转换为Wi-Fi信号和以太网信号，实现CPE周边手机终端和笔记本电脑的互联网接入。

作为进一步的技术方案，还包括中心站，中心站接入互联网，卫星车通过卫星传输通道接入互联网，本地接交换机，连接AP/LTE/Mesh设备，终端设备通过Wi-Fi或网线接入的方式接入覆盖拓展设备，实现互联网接入。

作为进一步的技术方案，若Mesh自组网设备为三台，其中第一台Mesh自组网设备通过网络交换机连接至卫星车互联网，另外两台分别连接至第一台Mesh自组网设备。

第二方面，公开了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法，包括：

本地组网的模式下，中心站接入互联网，卫星车通过卫星传输通道接入互联网，本地接交换机，连接AP/LTE/Mesh设备，终端通过Wi-Fi或网线接入的方式接入覆盖拓展设备，实现互联网接入。

第三方面，公开了机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的系统的测试方法，包括：

LTE设备测试步骤：进行设备通信覆盖能力测试、设备数据传输质量测试及腾讯会议APP应用测试；

Mesh自组网设备测试步骤：进行1千米、1.5千米处速率测试、单跳极限通信距离和速率测试及两跳通信速率测试；

AP设备测试步骤：进行覆盖范围测试、速率测试及腾讯会议APP应用测试。

作为进一步的技术方案，还包括超短波设备测试，具体：双通、单通和直通业务距离测试、窄带自组网单跳最大通信距离测试、设备组网模式下通话清晰度与完整度测试及窄带自组网互通测试。

作为进一步的技术方案，双通、单通和直通业务距离测试中：

双通业务距离是指在中继台覆盖范围内手台能够双向通话情况下最远手台与中继站的距离；

单通业务距离是指在中继台覆盖范围内手台只能接收通话情况下最远手台与中继站的距离；

直通业务距离是指两个手台不经过中继台，语音业务正常使用的距离。

作为进一步的技术方案，窄带自组网单跳最大通信距离测试时：

被测设备A固定于测试园区，被测设备B在市区选点，被测设备B使用手咪定期发起组网测试，观察手咪测试结果，当连续三次测试中断并且无法再联通，记录满足条件的最大通信距离。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

针对单兵系统覆盖能力不足，本发明可超越1.5km的距离限制；目前的单兵系统只能保证单人与应急通信车取得联系，本发明可保证mesh端或lte端周围的人同样有与应急通信车取得联系的能力，目前的单兵系统只能使用专用设备进行通信，本发明可保证个人手机和笔记本电脑等统用设备接入Mesh的Wi-Fi进行互联网接入；前的单兵系统现场人员只能听到后方的声音信号，无法看到图像，本发明可以保证现场人员与后方指挥人员音视频通话。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例整体示意图；

图2为本发明实施例多台Mesh自组网设备接入示意图；

图3为本发明实施例LTE设备接入示意图

图4为本发明实施例AP设备接入示意图；

图5两跳测试设备连接图；

图6华夏盛Mesh自组网设备拓补图及速率测试；

图7海能达Mesh自组网设备拓补图及速率测试图；

图8中兴高达Mesh自组网设备拓补图及速率测试图；

图9华为AP设备5G网络波段情况示意图；

图10华为AP设备2.4G网络波段情况示意图；

图11信锐AP设备5G网路波动情况示意图；

图12信锐AP设备2.4G网络波动情况示意图；

图13锐捷AP设备5G网络波动情况示意图；

图14锐捷AP设备2.4G网络波动情况示意图；

图15对讲终端连接示意图；

图16窄带自组网互通示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

参见附图1所示，本实施例公开了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的系统，包括：

多台Mesh自组网设备、LTE设备及AP设备；

其中一台Mesh自组网设备在车载站处接入卫星车互联网，其他多台Mesh自组网设备开机后，根据预先设置的IP地址和接收信号功率情况进行自组网；

所述LTE设备在基站处接入卫星车互联网，并通过设备进行视频回传以及地图定位；

所述AP设备，在卫星车处接入互联网，将Wi-Fi信号的覆盖范围进行扩大，实现互联网接入，扩展近程覆盖的范围。

Mesh自组网设备、LTE设备及AP设备这三种设备的应用场景不同。LTE只能用专用的设备回传视频，要实现个人设备接入需要加一个CPE设备。但是LTE设备可实现地图定位功能，这是其独有的。AP设备用于卫星车附近的网络部署，其最简单，但是覆盖范围更近。Mesh设备可实现远距离的网络覆盖。其接入的都是公网，需要根据实际情况(距离远近，是否需要地图定位)选择响应的设备。三者可都改成车载站。

在本实施例子中，参见附图2所示，为多台Mesh自组网设备接入示意图。多台Mesh自组网设备，一台设备在车载站处接入卫星车互联网。其他多台Mesh设备开机后，根据预先设置的IP地址和接收信号功率情况进行自组网。个人终端设备，如手机和笔记本电脑，可以通过Wi-Fi或网线连接的方式接入Mesh设备，经过一跳或多跳传输到达车载站处的设备，实现互联网接入，并通过个人终端的软件实现视频回传等功能。现有的设备仅支持车载站周边小范围覆盖，通过Mesh自组网设备多跳传输可以将覆盖范围扩大到至少1km，并通过个人终端实现视频回传。

具体的，参见附图2所示，Mesh自组网设备A一端通过网络交换机接入互联网，Mesh自组网设备A的另一端分别连接至Mesh自组网设备B、Mesh自组网设备C，Mesh自组网设备B、Mesh自组网设备C分别通过无线网络与个人智能手机通信，实现数据传输。

在本实施例子中，参见附图3所示，为LTE设备的接入示意图，LTE设备在基站处接入卫星车互联网，通过专有设备实现视频回传，地图定位；可以配备CPE设备，接收基站的信号，将LTE信号转换为Wi-Fi信号和以太网信号，实现CPE周边个人手机终端和笔记本电脑的互联网接入。现有设备仅支持车载站周边小范围覆盖，通过LTE设备和专用手持终端，可以将视频回传的覆盖范围扩展到1km左右，并实现互联网接入功能。LTE和CPE配合可以让个人终端通过基站实现互联网接入功能，拓展了覆盖范围。

具体的，参见附图3所示，LTE基站通过网络交换机接入互联网，LTE基站分别与LTE设备专用终端以及LTE设备CPE通信，LTE设备CPE通过网络与智能终端进行信息交互。

在本实施例子中，参见附图4所示，为关于AP设备接入示意图，在卫星车处接入互联网，通过个人设备和笔记本电脑接入Wi-Fi实现互联网接入，相比家用设备，这种AP设备可以将Wi-Fi信号的覆盖范围扩大到100m左右，实现互联网接入，扩展了近程覆盖的范围。

具体的，参见附图4所示，AP设备车载端通过网络交换机接入互联网，AP设备车载端通过网络与智能终端进行信息交互。

关于机动应急通信系统本地组网的模式，再次参见附图1所示，中心站接入互联网，卫星车通过卫星传输通道接入互联网，本地接交换机，连接AP/LTE/Mesh设备，个人终端通过Wi-Fi或网线接入的方式接入覆盖拓展设备，实现互联网接入。

本公开技术方案根据实际情况可选择三种方案任意一种，车附近可采用ap设备，其最简单；距离更远可采用mesh，若还需要提供地图定位功能则需选择lte设备。

实施例二

在该实施例子中，公开了一种机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的方法，包括：

本地组网的模式下，中心站接入互联网，卫星车通过卫星传输通道接入互联网，本地接交换机，连接AP/LTE/Mesh设备，终端通过Wi-Fi或网线接入的方式接入覆盖拓展设备，实现互联网接入。

具体的，卫星车附近，连接交换机，交换机连接AP\LTE\AP设备；

联系国网中心站，分配带宽，建立接入互联网通道；

人员背负LET\MESH设备，通过多设备级联方式，沿途覆盖网络信号，AP设备由于覆盖距离短无需背负架设环境；

互联网接入完成，远端抢修人员-通信车-中心站-应急指挥中心网络架设全部完成。

实施例三

在该实施例子中，公开了机动应急通信系统中近程覆盖拓展延伸的系统的测试方法，包括：

LTE设备测试步骤：进行设备通信覆盖能力测试、设备数据传输质量测试及腾讯会议APP应用测试；

Mesh自组网设备测试步骤：进行1千米、1.5千米处速率测试、单跳极限通信距离和速率测试及两跳通信速率测试；

AP设备测试步骤：进行覆盖范围测试、速率测试及腾讯会议APP应用测试。

本公开实施例的上述方案进行了测试，具体测试报告：

一、近程覆盖方面测试记录

(一)LTE设备测试

1.测试设备列表

2.测试方法

2.1设备通信覆盖能力测试

(1)LTE背负基站(以下简称“基站”)放置在测试固定地点，开机后自行完成组网和选频，测试人员手持LTE手台进行极限通信距离测试；

(2)以基站为中心点，测试人员以固定线路向外围行进，使用笔记本电脑信号扫描软件(比如inSSIDer)查看无线网络的信号强度，分别记录信号强度稳定在-65dbm、-70dbm、-90dbm时的点位至基站的直线距离。

2.2设备数据传输质量测试

(1)终端接入基站；

(2)在距离基站0.5千米、1千米处选点，利用终端测速软件记录数据传输速率及网络波动情况。

2.3腾讯会议APP应用测试

(1)在测试现场，分别在距离基站0.5千米、1千米测试点，将基站与卫星设备连通，接入互联网；

(2)分别在LTE手台、记本电脑连接CPE场景下上使用腾讯会议测试移动视频会商功能。

3.测试记录

3.1鼎桥通信(华为)

设备型号：LTE背负站MiniRapid

便携CPE EG860

手持终端EP821

功率：背负台2*10W

频段：600MHz、带宽20MHz

表1鼎桥LTE设备覆盖能力及数据传输质量记录表

表2：鼎桥LTE设备腾讯会议APP测试情况记录表

4.2远东通信

设备型号：LTE背负站IKLS600

便携CPE LDC810

手持终端LHT650

功率：背负台10W

频段：450MHz、带宽5MHz/10MHz/15MHz/20MHz

表3：远东通信LTE设备覆盖能力及数据传输质量记录表

表4：远东通信腾讯会议APP测试情况记录表

4.3中兴高达

设备型号：LTE背负站P300

CPE便携站GD600

手持终端GH880

表5：中兴高达LTE设备覆盖能力及数据传输质量记录表

表6：腾讯会议APP测试情况记录表

(二)Mesh自组网设备测试

1.测试设备列表

表7

2.测试方法

2.1 1千米、1.5千米处速率测试

设备A在测试场地，测试设备B在测试场地外1千米、1.5千米选点，通过Jperf软件测试速率；

2.2单跳极限通信距离和速率测试

设备A在测试场地，测试设备B在测试场地外选点，通过Jperf软件测试速率，记录最大通信距离；

2.3两跳通信速率测试

以单跳极限通信距离为基础，在设备A和设备B之间增加一台设备C，作为中继点，进行两跳通信速率测试，记录通信距离，参见附图5所示。

3.测试记录

3.1华夏盛

设备型号：mesh背负台MM10×2-1400-38-1

手持台MM2×2-1400-6.8-1

功率：背负台2*10W、手持台2*2W

频段：1.4G、带宽20MHz

特点：三跳以后带宽不再衰减、智能选频、抗干扰，华夏盛Mesh自组网设备拓补图及速率测试参见附图6所示。

表8：华夏盛Mesh自组网设备性能测试记录表

4.2海能达

设备型号：mesh背负台imesh-3800p

固定台imesh-3800V

功率：背负台2*2W、固定台2*5W

频段：580MHz左右、带宽10MHz

特点：三跳以后带宽不再衰减，海能达Mesh自组网设备拓补图及速率测试参见附图7所示。

表9：海能达Mesh自组网设备性能测试记录表

4.3中兴高达

设备型号：mesh背负台ZXIMCU sMesh100

功率：背负台2*2W

频段：566-626MHZ、带宽5/10/20MHZ，中兴高达Mesh自组网设备拓补图及速率测试参见附图8所示。

表10：中兴高达Mesh自组网设备性能测试记录表

4.4慧明捷

设备型号：mesh手持台HMJ-500ZJ

功率：背负台2*0.5W

频段：1.4GHZ、带宽20MHz

表11：慧明捷Mesh自组网设备性能测试记录表

4.5南京京迪

设备型号：Comdi ICS-V1

功率：2W

传输带宽：20M

特点：定制化设备，无线AP和MESH集成一个设备

表12：京迪Mesh自组网设备性能测试记录表

(三)AP设备测试

1.测试设备列表

表13

2.测试方法

2.1覆盖范围测试

测试AP设备5G、2.4G频率下的覆盖范围，利用INSSIDER和Jperf软件分别记录-65dbm、-70dbm、-90dbm下的信号强度和速率。

2.2速率测试

利用测速软件Jperf测试设备在100米处的速率和网络波动情况，记录数据并截图；

2.3腾讯会议APP应用测试

利用卫星通道的互联网测试腾讯会议APP视频传输质量，记录通信距离。

测试记录

4.1华为

设备型号：AirEngine6760R-51全向内置天线

理论覆盖范围：半径150米，重量：3KG

特点：支持胖瘦两种AP模式

表14：华为无线AP覆盖范围和传输质量记录表

华为AP设备5G网络波段情况参见附图9所示，华为AP设备2.4G网络波段情况参见附图10所示。

表15：华为AP设备腾讯会议APP应用测试记录表

4.2信锐

设备型号：NAP-8220-X全向外置天线

理论覆盖范围半径150米

表16：信锐无线AP覆盖范围和传输质量记录表

信锐AP设备5G网路波动情况参见附图11所示。信锐AP设备2.4G网络波动情况参见附图12所示。

表17：信锐AP设备腾讯会议APP应用测试记录表

4.3锐捷

设备型号：RG-AP680-A全向内置天线

理论覆盖范围半径150米

表18：锐捷无线AP覆盖范围和传输质量记录表

锐捷AP设备5G网络波动情况参见附图13所示，锐捷AP设备2.4G网络波动情况参见附图14所示。

表19：锐捷AP设备腾讯会议APP应用测试记录表

4.4南京京迪

设备型号：Comdi ICS-V1

功率：1W；带宽：20M；天线：定向

理论覆盖半径：300米(无遮挡)

特点：定制化设备，无线AP和MESH集成一个设备

表20：南京京迪无线AP覆盖范围和传输质量记录表

表21：南京京迪AP设备腾讯会议APP应用测试记录表

(四)超短波设备测试

1.测试设备列表

表22

2.测试方法

2.1双通、单通和直通业务距离测试

双通业务距离是指在中继台覆盖范围内手台能够双向通话情况下最远手台与中继站的距离。

单通业务距离是指在中继台覆盖范围内手台只能接收通话情况下最远手台与中继站的距离。

直通业务距离是指两个手台不经过中继台，语音业务正常使用的距离。

(1)天线安装、集群系统搭建。

(2)设备实测，手台直拨状态下，以中继台为中心向固定线路行进1000米进行对讲测试，记录通信质量(清晰、卡顿、丢字等)、通信状态(双通、单通、超范围)。

2.2窄带自组网单跳最大通信距离测试

被测设备A固定于测试园区，被测设备B在市区选点，被测设备B使用手咪定期发起组网测试，观察手咪测试结果，当连续三次测试中断并且无法再联通，记录满足条件的最大通信距离；

2.3设备组网模式下通话清晰度与完整度测试

1台设备固定于园区内，其他4台设备在园区内找点，形成5台设备组网，进行语音通话测试。

2.4窄带自组网与现有通信车载台互通测试

用伴侣线将背负中继台和一台数字对讲终端相连接，如图15所示。进行A和B之间的通话测试。

2.5窄带自组网互通测试

将现场应急系统的宽窄带设备(iMesh3800P、E-pack100)有线方式接入系统，PUC软件建立融合组，呼叫融合组；

窄带E-pcak下PD780与宽带POC下PDC680进行通话，窄带自组网互通示意图如图16所示。

3.测试记录

4.1远东通信

设备型号：PDT移动站IPS371

PDT手台AP600

表23：远东通信业务距离测试记录表

4.2海能达

设备型号：中继台E-pack100

终端PD780

调度台E-center

表24：海能达窄带自组网模式测试情况记录表

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。