车载基站:应急通信的移动堡垒
一、车载基站是什么
车载基站是安装在车辆上的基站设备,可提供临时无线通信覆盖,如应急通信、移动通信车等。它由天线、无线传输设备、信号处理设备、传输介质和电源及电池备份系统等组成。
从功能上看,车载基站与其他类型的基站类似,都是无线通信网络中的关键设备之一。它通过天线向周围的无线设备发送信号,并接收无线设备的信号,实现双向通信。同时,车载基站负责处理和转发无线设备发送和接收的数据,包括语音、短信、图像、视频等各类数据。在连接和切换管理方面,当无线设备从一个基站的覆盖区域移动到车载基站的覆盖区域时,车载基站负责切换连接以保持通信继续进行。此外,车载基站还负责管理无线通信中的频谱资源,包括频率分配、调度和优化,保证无线通信网络的正常运行和资源的合理利用。
从组成部分来说,天线用于向周围无线设备发送和接收信号,通常安装在车辆的合适位置,以实现更好的通信覆盖。无线传输设备包括发射和接收射频信号的设备,如射频发射器、射频接收器等。信号处理设备用于处理和转发无线设备发送和接收的信号,包括信号处理器、调制解调器、编解码器等。传输介质用于连接车载基站和核心网之间,如光纤、微波天线等。电源及电池备份系统为车载基站提供电源,保证基站持续运行,同时还配备备用电池或发电机等备用电源,以应对停电等紧急情况。
车载基站作为一种移动基站,根据覆盖范围和功能可以分为多种类型。与宏基站相比,车载基站覆盖范围较小,但在应急通信等场景中具有独特的优势。与微基站相比,车载基站的移动性更强,可以迅速到达需要临时通信覆盖的区域。与室内基站相比,车载基站适用于室外环境,为应急通信、移动通信车等提供服务。
此外,车载基站在紧急状态下具有重要作用。例如,当某个基站的发射塔发生倒塌,或基站设备发生意外事故时,车载基站可以迅速暂时替代,保持小区内的通信。在应急通信、抢险救灾、公安、部队、应急救援等部门和领域,车载基站发挥着关键作用。像北峰通信发布的 BF-TR955 数字集群车载基站,采用标准机架式结构设计,集信道机、同步单元、射频分配单元和基站控制器等核心功能于一体,实现了高度的集成化设计,为应急通信提供了强大的支持。还有比利时 Citymesh 测试用于紧急通信的车载 5G 基站系统,即使在极端条件下,也可以将 5G 覆盖带到最偏远和难以到达的地方。
二、车载基站的优势
1. 灵活部署:车载基站支持车载、便携等多种部署方式,可快速搭建临时通信网络。例如,北峰 BF-TR955 数字车载基站既可搭载在通信车辆上使用,又可以选购设备便携箱灵活部署,能满足抢险救灾、应急通信等特殊场景下大、中、小规模的快速部署。中讯慧通的无线自组网设备作为一款大功率高性能 MESH 自组网设备,可广泛应用于消防应急、武警反恐、部队演练等复杂高动态环境的现场组网应用,支持车载部署。此外,一种自组网车载基站的底板上方设置有容纳箱,容纳箱内的基站本体可通过万向轮连接机构实现便捷移动,方便在不同场景下进行快速部署。
2. 信号扩展:车载基站能够有效扩展信号覆盖范围,消除通信盲点。运营商在郊野地区部署的基站数量较少,且基站信号容易受地形影响而大幅衰减,而汽车车身也会使基站信号衰减 15~20dB,当汽车行驶在郊外,车内接收到的基站信号低于 -105dBm 时,车内的手机将无法正常通信。在汽车内安装车载信号放大器,当汽车行驶在基站信号较弱的区域时,能有效改善车内信号。同时,一些车载天线信号增强装置,如锥形结构的信号增强环,通过减速电机带动转盘上的第一固定杆和第二固定杆之间的拉绳,使信号增强环上下移动,增强车载天线的信号,满足不同地区的需求。
3. 功能强大:车载基站支持多种语音、数据业务,满足用户多样化通信需求。北峰 BF-TR955 数字车载基站可提供语音集群对讲、数据采集、人员定位、人员管理与调度等多种业务。PDT 车载基站支持多种语音、数据业务,如个呼、组呼、紧急呼叫、短消息、GPS 定位等。中讯慧通的移动自组网通信设备基站中继车载可组成智能、多跳、移动、对等的去中心化自治网络通信系统,具备动态密匙信道加密能力,能有效阻断外来设备的非法接入,满足现场视频图像回传,集群调度、移动办公等业务需求。
4. 安全可靠:车载基站采用数字加密技术,确保通信安全保密。PDT 车载基站采用数字加密技术,保障通信安全。中讯慧通的移动自组网通信设备基站中继车载具备动态密匙信道加密能力,有效阻断外来设备非法接入,确保通信安全。
5. 易于维护:车载基站采用模块化设计,维护简单方便。车载移动基站用户手册提到,对于车载基站的维护,建议在工厂完成更换内部部件,并遵守对静电敏感器件的专门保护措施,设备高温时需等待冷却后处理,断开电缆前做好标记以保证正确连接。基站维护流程包括巡检工作、故障处理、安全管理、资料管理、工程随工、投诉处理等方面,通过日常巡检、告警故障处理、维护人员随工等实现基站维护。例如,巡检人员严格按巡检计划和检测计划开展基站巡检和设备周期检测,发现问题及时处理;故障处理时,维护部门在规定时限内处理故障并详细记录处理经过等情况反馈给维护管理人员。同时,维护部门应选派技术满足要求、责任心强的维护人员随工,做好工程规范、巡检测试项目和耗材的核对认证等工作。
三、车载基站的应用场景
1. 大型活动:车载基站在大型活动中发挥着重要作用,如体育赛事、演唱会、会议等。PDT 车载基站可用于保障大型活动、会议的通信需求,确保现场指挥调度有序进行。北峰 BF-TR955 数字集群车载基站也能在大型活动中提供语音集群对讲、数据采集、人员定位、人员管理与调度等多种业务,为活动的顺利进行提供有力的通信保障。
2. 应急指挥:在突发事件应急指挥中,车载基站是不可或缺的通信设备。它能够实现快速信息传递和人员调度,为应急救援工作争取宝贵时间。例如,在自然灾害、事故灾难等突发事件发生后,北峰 BF-TR955 数字集群车载基站可迅速搭建临时通信网络,提供集中式的指挥调度服务。中国电信在应急指挥中也会出动应急通信车,如在四川雅江山火应急通信保障中,中国电信四川机动通信局的应急通信车在现场保障通信,车载 4G 基站顺利开通,为火灾现场提供了稳定的通信服务。
3. 日常巡逻:公安、武警、城管等日常巡逻执法过程中,车载基站方便与指挥中心保持联络。PDT 车载基站广泛应用于公安、武警、城管等日常巡逻执法,确保巡逻人员能够及时接收指令和反馈信息。杭州市通过配备前突指挥车等设备,利用车载 mesh 基站与方舱指挥车进行数据连接,实现双向可视指挥调度,提升了日常巡逻的应急指挥能力。
4. 野外作业:对于电力、通信、石油等野外作业人员来说,车载基站的通信保障至关重要。它能够确保野外作业人员的安全,提高工作效率。在野外作业场景中,北峰 BF-TR955 数字集群车载基站可满足抢险救灾、应急通信等特殊场景下的通信需求。同时,中国电信全力开展四川雅江山火应急通信保障,为野外作业人员提供了可靠的通信支持。
5. 数字车载基站搭载无人机:数字车载基站搭载无人机可应用于公共安全管理、应急救援等领域。在突发事件发生后,公共网络瘫痪的情况下,无人机可以通过搭载数字基站设备,形成空中中继站,为救援人员提供应急无线通信信号放大作用。北峰 BF-TR955 数字车载基站可由无人机搭载部署,能满足抢险救灾、应急通信等特殊场景下大、中、小规模的快速部署。此外,在 “通信使命 - 2024” 国家应急通信抗震救灾演练中,大型无人直升机、系留无人机等在空中保障方面发挥了重要作用,为震区通信提供了有力支持。
四、车载基站的作用
1. 无线信号传输:车载基站通过无线电波向周围的无线设备发送信号,并接收信号,实现双向通信。例如,在汽车上高速移动时,手机能够发送信号到基站是因为手机信号的传输是通过无线电波进行的,不需要物理连接。手机通过内置的无线电发射器和接收器,将信号转换成无线电波并发送出去,这些无线电波可以被车载基站接收到,并通过基站进行处理和转发。
2. 数据传输:车载基站负责处理和转发无线设备发送和接收的数据,包括语音、短信、图像、视频等。例如,基站接收第一车载终端发送的融合信息,并发送融合信息,其中,融合信息由第一车载终端对共享信息进行处理得到的,融合信息的字节数小于共享信息的字节数。
3. 连接和切换管理:车载基站管理与无线设备的连接和切换,保证无线通信的稳定性和连续性。例如,依据当前车载终端的实时位置信息,搜索基站可信度列表,确定与当前车载终端连接的基站的待处理信息,依据待处理信息和预设阈值,确定是否进行基站间切换,从而保证车载终端在移动过程中始终保持良好的通信连接。
4. 频谱管理:车载基站管理无线通信中的频谱资源,保证无线通信网络的正常运行和资源的合理利用。例如,车联网的频谱管理方法及系统通过根据车联网的目标部署环境的环境模拟生成频谱预分配策略,基于当前车联网的部署环境和频谱预分配策略迭代生成频谱分配方案,实现对频谱资源的有效管理。