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2019/6/18 17:50

十年磨一剑持续研发创新,应急通信保障利器新秀 —— 湖南移动无人机应急通信高空基站树立行业标杆

移动Labs  

目前,全球的通信技术发展取得了辉煌成绩,通信技术切实改变了人们的生活。然而,在出现突发事件或重大自然灾害等情况之下,传统的通信网络就显得脆弱且难于恢复。尤其,我国是一个自然灾害频发的国家,近年来地震、泥石流、洪灾、冰灾时有发生,灾区出现大面积通信中断;在重大自然灾害发生后,地面通信系统瘫痪,交通受阻,应急通信无法抵达,而救灾仅用应急卫星通信系统抢险的话,现场的抢险单位和人员通信需求过多导致负荷过重,不能保证大多数民众抢险的通信需求。抢险队伍往往无法将抢险现场的信息快速送至抢险现场指挥部和后方应急中心,抢险队伍在进入灾区核心区域常常与抢险现场指挥部通信失联。

2008年,我国南方遭遇50年一遇的特大冰雨灾冻天气,灾情最严重时,8.3万个基站因停电退出服务,数以千万计的用户通信受到影响;2008年5月12日汶川发生7.8级大地震,当时通信设施遭到严重损坏,汶川、北川等诸多县整个通信网络瘫痪,外界无法及时获悉这些县的任何消息,成为了信息孤岛,灾区信息传送一直牵动着亿万中国人的心。因此,在这些特大灾害发生后,快速建立起一套稳定的应急通信系统,恢复灾区通信信号,是应急通信领域的一项重要研究课题。

自汶川地震后,中国移动通信集团就提出研制高空基站快速恢复灾区应急通信的设想,湖南分公司受集团总部委托历经近十年潜心研究、一直致力研究探索适用于不同保障场景、便捷、易部署的高空基站,从方法、原理、算法、模型持续创新研究,并对热气球、氦气球、氦气艇、无人机等高空基站浮空平台反复改良,确定使用续航长的系留无人机系统作为浮空平台,最终历经上百次外场测试实验,创新研制出快速、便捷、低成本、易部署的无人机应急通信高空基站,快速保障核心灾区的应急通信需求,提升中国移动应急通信保障能力。

中国移动研制的系留式无人应急通信高空基站能够在24小时通信中断的情况下快速提供远距离通信覆盖的应急通信需求,支持微波设备、光纤或卫星接入方式, BBU和RRU地空之间采用光电复合系留线缆,整套无人机高空基站的工作示意图如下图所示。

系留式工作示意图

这套系统主要由系留无人机系统和通信基站设备组成,其总体结构如下图所示:

由于系留无人机通过系留线缆从地面获得源源不断的电力供应,所以可系留无人机携带通信基站设备在指定高度长时间定点驻空,即可保障一定区域内的通信覆盖。系留光电复合线缆与地面站连接即保证电力供应,也为高空的传输提供了一条大带宽、低损耗的通道。系留式无人机高空基站抗风等级达到6级,可在雨雪恶劣天气下正常飞行,大量应用轻量化、稳固耐用航空材料,搭载减重后大功率射频单元以及自主研发高增益小型化4G全向天线,系留式无人机应急高空基站可实现大范围通信覆盖,升空高度100米,采用定制的6.5dBi全向天线,无人机高空基站滞空300米,满功率发射信号可覆盖约50平方公里,无人机高空基站可同时支持F/A/D频段,目前4G带宽最大能达到90M,最大可支持900个用户同时通话、1800个用户同时上网,5400个用户同时在线。

中国移动研制出的无人机应急通信高空基站具有五大优势:

第一,运输方便,能快速达到救灾现场;

第二,快速恢复信号,5分钟迅速开通应急基站就能恢复数十平方公里信号;

第三,滞空时间长,采用系留电缆可实现24小时全天候滞空工作,

第四,扩展性强,通过模块化设计易扩展,可集成多种小型化通信基站;

第五,自由调整升空高度,可根据信号覆盖范围需求在300米范围内自由调整升空高度。

湖南公司自主研发的无人机高空基站系全球技术首创,为全球电信运营领域树立了行业标杆。无人机高空基站项目申报8项专利,已经获得授权4项专利,同时该项目获得2017年湖南公司科技创新一等奖、2017年集团应急通信新技术创新一等奖、2017年荣获中国移动集团科技创新一类成果、2018年荣获中国移动集团科技进步与业务创新一等奖、2017年获得中国通信产业大会暨第十二届中国通信技术学会年会颁发金紫竹年度产品技术方案奖。

无人机高空基站在四川九寨沟抗震救灾、湖南抗洪抢险的突出表现,受到了中央电视台、湖南卫视、人民邮电报、央视网、凤凰网等多家电视、纸质、网络媒体的高度关注,充分展现了中国移动在应急通信领域的技术实力和品牌实力。

鉴于湖南公司研制无人机高空基站应急通信解决方案的领先性,无人机应急通信高空基站受到GSMA协会邀请参展2018年巴塞罗那通信展,世界移动通信组织向中国移动颁发人道主义救援特别贡献奖,解决方案被全世界认可并推广,进一步扩大了中国移动品牌的国际影响力。

无人机应急通信高空基站极大地提升了中国移动的应急通信保障能力。中国移动集团高空基站一期工程采购系留无人机高空基站车载系统2套,系留无人机高空基站30套,总计投资二千多万元,分别装备湖南、四川、北京、山西、黑龙江、浙江、安徽、江西、河南、广东、海南、云南、西藏、甘肃14个省,中国移动集团未来将在全国三百多个地市全面部署,每个城市至少一套无人机高空应急基站。在地震、洪水、泥石流等自然灾害中,系留无人机应急通信高空基站能够快速建立可靠、稳定的救灾指挥通信系统,及时地保障了应急抢险队伍以及灾民的通信需求,为防灾救灾期间移动通信生命线畅通提供了坚实保障。系留无人机应急通信高空基站搭建起移动通信生命线畅通后可减少人员伤亡,可挽救灾区人民群众巨大生命财产损失。极大地提升了中国移动面对重大自然灾害时的应急通信保障能力,使中国移动能够更好地履行作为优秀企业公民的社会责任,更好地服务于中国经济社会的不断发展。

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