MiWAVE系統:保證高效調度和決策
在抗震救災過程中,由我國最新自主研發的名為MiWAVE的寬帶無線應急通信系統,被緊急調往北川等災區投入使用。作為重要的應急通信手段,該系統在災區通信基礎設施嚴重毀損的情況下發揮了關鍵作用。
就MiWAVE寬帶無線應急通信系統的特點以及其在本次抗震救災過程中起到的重要作用,《中國電子報》獨家采訪了中科院上海微系統與信息研究所研究員卜智勇。卜智勇研究員參與了這套寬帶無線應急通信系統的研發工作,并作為中科院上海微系統與信息研究所組織的專家救援隊隊長,多次深入到抗震救災前線參與救災活動。
采用4G核心技術
卜智勇介紹說,MiWAVE系統采用最新的4G核心技術,是國家863計劃與B3G移動通信的最新科技成果,是專為地震、水災、雪災、緊急軍事事件、緊急社會事件等特殊情況而專門設計的應急通信平臺。
MiWAVE寬帶無線應急通信系統是基于我國自主制定的寬帶無線多媒體(BWM)國家標準草案開發的。為了推動我國寬帶無線接入產業發展,促進我國具有自主知識產權的寬帶無線接入技術的應用,2005年底全國信標委組織成立了寬帶無線多媒體標準項目組。BWM項目組的目標是制定支持無線網絡融合的寬帶無線接入技術標準,使寬帶無線接入網、移動電視網和互聯網三大網絡經過統一設計和協調,能夠提供包括語音、數據、圖像等綜合多媒體的通信業務;同時致力于針對行業應用等特點進行系統優化,增加無線鏈路的覆蓋距離,強化集群調度的功能,降低行業運營的網絡成本。自2005年項目組成立以來,項目組各成員單位通力合作,共收集了涉及物理層上下行調制方式、組網方案、安全機制等具有核心專利的多種技術方案。已經開展了理論分析、方案論證、仿真驗證等工作。目前標準草案基本完成,原型系統已經在上海、杭州的試驗網成功試用,并在這次抗震救災中,為保障實時多媒體通信發揮了重要作用。
獨立實現大范圍覆蓋和快速組網
寬帶無線應急通信系統的組成主要分基站和終端兩個部分。基站比通常的PC機體積小,而終端體積也只有電話機的一半。一個終端則可以帶8臺電腦。因為每個基站的覆蓋面廣,可用于城域網范圍;每個基站的高數據率,不僅能夠“聽”,還能夠解決一般難以實現的“看”的問題。卜智勇說:“過去普遍使用的2.5G無線通信網絡,只能支持通話,如果要看實時視頻,帶寬就顯得過于狹窄。而我們這一系統應用了最新自主研發的4G核心技術,能把無線帶寬拓寬到幾十兆甚至上百兆,使‘實況轉播’成為可能。”
MiWAVE系統可以在沒有固網和移動網的情況下獨立工作。該系統采用UHV(磁控測射源)頻段傳輸,便于在山區以及地形復雜的環境下實現大范圍組網覆蓋和快速組網。該系統的各終端通過寬帶無線多媒體空中接口與基站聯通。在當地的基礎設施已經損失殆盡、無法提供骨干網情況下,基站通過衛星接入、微波中繼、地面固網接入等多種接入方式與IP骨干網和互聯網相連。各終端可以提供互聯網接入、語音、視頻等寬帶無線多媒體的業務。
在本次抗震救災過程中,MiWAVE寬帶無線應急系統體現了以下特點:多接入方式,可通過衛星接入、微波中繼、地面固網接入等多種接入方式與IP骨干網和互聯網相連,根據不同的應用環境而采用不同的接入方式。可以提供較大的接入半徑,可組網,可切換,最高可支持120km/h的移動速度,支持高帶寬的數據吞吐量。無須固定通信頻道,可通過自動掃描獲取可用頻率。無須架設即可在應急通信車上使用。在道路損毀、無法進行車載通信的情況下,可通過單兵徒步攜帶基站設備,基站架設方便,在1~2小時內,終端可通過使用背包電池或者汽車點煙器配備于單兵、汽車、無人機等多種載體。
助力抗震救災高效調度和決策
MiWAVE寬帶無線應急系統的建立,為武警、特警、公安、消防、救援隊、地震局、醫院、媒體等部門提供了實時多媒體通信,為指揮中心掌握轄區內各救災點的情況并進行高效的調度和決策發揮了重要作用,使北川、平武、青川等地的抗震救災工作明顯受益。
在抗震救災過程中,該系統的重要作用主要體現在以下幾個方面:第一,在后方救援指揮中心和前方救援隊之間搭建了一條“直觀通道”。救援人員通過此通道將前方的救援情況,主要以視頻的形式傳輸到救援指揮中心,指揮中心再根據前方返回的情況進行測評決斷,及時地進行人員的調配和救援力量的增補,提高了救援效率。第二,方便各類救援機構開展工作。在很多時候語音和手機短信不能直觀地反映問題,必須通過圖片和視頻才能將問題說清楚,而這些信息的傳遞必須通過寬帶網絡。如遠程實施治療和救災指導。富有經驗的醫生可通過該系統實時傳輸的語音視頻,同時指揮多個救災地點對傷殘人員進行診治;能讓建筑和水利專家與盡可能多的救援隊員進行現場溝通,使專業知識與救援行動緊密結合。第三,給災區人民提供了一條和外部溝通的信息渠道。通過這個渠道,可以讓受災群眾看到全國人民都在為抗震救災而積極努力,讓他們看到大規模的捐款、捐物、獻血等援助活動。在情感上給他們支持,讓受災群眾知道全國人民都在關心他們,給他們信心和勇氣。第四,可以將帶有攝像頭的寬帶無線應急系統終端安放在大壩上,即時讀取堰塞湖水文數據,并將觀測到的水文的變化和壩上的情況通過天上的衛星適時傳至遠在綿陽市里的專家面前。第五,為新聞媒體的多媒體實時報道提供了保證。湖北衛視、江西衛視以及新民晚報、廣州晚報等幾十家媒體單位都通過MiWAVE寬帶無線應急通信系統回傳了音頻、視頻和大量的文字、圖片資料。
對于該套系統在災后重建中能起到哪些作用,卜智勇表示,其正在向國家有關部委建議,由科技部牽頭建立一個大的寬帶無線系統,該系統可以作為一個預警和應急系統。系統底層是由地震、水災等與自然系統有關的傳感器構成的傳感系統,寬帶無線系統將傳感系統獲取到的地理信息進行集中匯總后傳送到監控中心,地質專家通過分析可以及早地發現問題,進而采取相應的預防措施,起到真正的預警作用。
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