“空中基站”如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)急通信

國(guó)內(nèi)基站建設(shè)相對(duì)比較完善，但當(dāng)?shù)卣?、洪水、泥石流、冰雪等自然?zāi)害發(fā)生時(shí)，災(zāi)區(qū)往往面臨著光纖、基站受損等導(dǎo)致的通訊中斷，普通應(yīng)急通信手段往往無(wú)法快速恢復(fù)，影響救災(zāi)組織、指揮調(diào)度、人員搜救、次生災(zāi)害預(yù)防等進(jìn)程。因此，無(wú)人機(jī)搭載“空中基站”，已經(jīng)成為應(yīng)急通信保障“黑科技”。

近日，受“杜蘇芮”影響，京津冀多地防汛形勢(shì)嚴(yán)峻，通信受阻。在當(dāng)前汛情形勢(shì)嚴(yán)峻的情況下，無(wú)人機(jī)應(yīng)急通訊系統(tǒng)構(gòu)筑了防汛的“空中基站”生命線。最近幾年，4G/5G無(wú)人機(jī)基站已經(jīng)在搶險(xiǎn)救災(zāi)場(chǎng)景中得到更廣泛的應(yīng)用，成為保障災(zāi)區(qū)通信的新手段。

翼龍無(wú)人機(jī)

實(shí)際上，早在2017年九寨溝發(fā)生地震后，就通過(guò)一套無(wú)人機(jī)高空基站打通了方圓30多平方公里受災(zāi)區(qū)域的移動(dòng)通信信號(hào)，完成了無(wú)人機(jī)高空基站在地震環(huán)境下的首次應(yīng)用。

后在2021年河南特大暴雨災(zāi)情中，緊急派出搭載基站設(shè)備的翼龍無(wú)人機(jī)，成功完成了應(yīng)急通信保障。據(jù)悉，該無(wú)人機(jī)基站7月21日從貴州安順起飛，到22日早6時(shí)15分返回安順，全程航行約16個(gè)小時(shí)，往返上千公里，有效保障了災(zāi)區(qū)5個(gè)小時(shí)的通信信號(hào)。

無(wú)人機(jī)可以分為固定翼和旋轉(zhuǎn)翼無(wú)人機(jī)，固定翼無(wú)人機(jī)能夠保持在空中的持續(xù)飛行，旋轉(zhuǎn)翼無(wú)人機(jī)可以在空中懸停。翼龍無(wú)人機(jī)就屬于固定翼無(wú)人機(jī)，其系統(tǒng)的方案是由大型固定翼無(wú)人機(jī)搭載4G/5G基站設(shè)備和衛(wèi)星通信設(shè)備，基站向?yàn)?zāi)區(qū)提供無(wú)線信號(hào)覆蓋，并通過(guò)衛(wèi)星通信系統(tǒng)將業(yè)務(wù)回傳到衛(wèi)星地面站，再連接到移動(dòng)核心網(wǎng)。

雖然最常見的應(yīng)急通信系統(tǒng)是應(yīng)急通信車，但當(dāng)遭遇損毀塌方、山洪海嘯就會(huì)發(fā)現(xiàn)其使用場(chǎng)景具有一定的局限性，與地面基站相比，無(wú)人機(jī)基站對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力更強(qiáng)；再加上近兩三年 ，隨著直流無(wú)刷電機(jī) 、高能鋰聚合物 、多旋翼協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)的突破 ，微小型多旋翼無(wú)人機(jī)日漸成熟。于是，便攜式通訊基站 —— 即是基于系留式無(wú)人機(jī)實(shí)現(xiàn)的空中應(yīng)急基站成為一種重要的解決方案。

系留式無(wú)人機(jī)大展身手

雖然固定翼無(wú)人機(jī)可完全擺脫地面供電、通信回傳的束縛，快速打通指揮中心與指定區(qū)域之間的通信，但續(xù)航時(shí)長(zhǎng)、靈活性和人員要求都在一定程度上限制了它的使用場(chǎng)景。

系留線纜連接無(wú)人機(jī)則能實(shí)現(xiàn)連續(xù)不間斷飛行，一般的多旋翼無(wú)人機(jī)僅能飛行30分鐘至1個(gè)小時(shí)，但通過(guò)系留線纜從地面向空中的無(wú)人機(jī)提供傳輸和電源，從而可解決無(wú)人機(jī)電池續(xù)航能力有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間滯空的問(wèn)題。

與此同時(shí)，由于天線高度可隨無(wú)人機(jī)飛行高度升高，覆蓋角度可隨無(wú)人機(jī)旋轉(zhuǎn)方向調(diào)整，能更加有效地實(shí)現(xiàn)大面積信號(hào)覆蓋。

系留式無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信高空基站具備三大特點(diǎn)：

· 續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)：采用光電復(fù)合纜，為無(wú)人機(jī)和RRU供電，續(xù)航時(shí)間可達(dá)8小時(shí)，較傳統(tǒng)無(wú)人機(jī)基站續(xù)航時(shí)間提升31倍。

· 靈活性強(qiáng)：由小型越野車搭載無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，可快速到達(dá)通信中斷現(xiàn)場(chǎng)，滿足保障需求。

· 可擴(kuò)展性強(qiáng)：根據(jù)應(yīng)急通信的不同場(chǎng)景，可靈活配置全向或定向天線，選擇分組化微波或無(wú)線環(huán)網(wǎng)傳輸設(shè)備，安裝模塊化、飛控半自動(dòng)化，普通人員短期培訓(xùn)即可上崗。

通過(guò)系留式無(wú)人機(jī)應(yīng)急通信系統(tǒng)，融合衛(wèi)星鏈路，實(shí)現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)接入及時(shí)提供應(yīng)急通話和短信服務(wù)，保障受災(zāi)地區(qū)和外界的通信生命線暢通，最多可以支持1000名用戶同時(shí)在線，滿足了應(yīng)急所需，為通信全面恢復(fù)爭(zhēng)取了時(shí)間。

據(jù)悉，除了直接提供通信之外，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)通信設(shè)施搭建。8月1日，在易縣境內(nèi)、緊鄰涿州的過(guò)河大橋北關(guān)大橋附近，采用無(wú)人機(jī)帶纜過(guò)河的方式，把通信光纜布防到河的另一邊，僅用30分鐘就實(shí)現(xiàn)光纜跨河，節(jié)約了整體搶修時(shí)間。