“空中基站”如何實現(xiàn)應(yīng)急通信

國內(nèi)基站建設(shè)相對比較完善，但當(dāng)?shù)卣稹⒑樗?、泥石流、冰雪等自然?zāi)害發(fā)生時，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)防等進程。因此，無人機搭載“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嚴峻，通信受阻。在當(dāng)前汛情形勢嚴峻的情況下，無人機應(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無人機基站已經(jīng)在搶險救災(zāi)場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。

翼龍無人機

實際上，早在2017年九寨溝發(fā)生地震后，就通過一套無人機高空基站打通了方圓30多平方公里受災(zāi)區(qū)域的移動通信信號，完成了無人機高空基站在地震環(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)備的翼龍無人機，成功完成了應(yīng)急通信保障。據(jù)悉，該無人機基站7月21日從貴州安順起飛，到22日早6時15分返回安順，全程航行約16個小時，往返上千公里，有效保障了災(zāi)區(qū)5個小時的通信信號。

無人機可以分為固定翼和旋轉(zhuǎn)翼無人機，固定翼無人機能夠保持在空中的持續(xù)飛行，旋轉(zhuǎn)翼無人機可以在空中懸停。翼龍無人機就屬于固定翼無人機，其系統(tǒng)的方案是由大型固定翼無人機搭載4G/5G基站設(shè)備和衛(wèi)星通信設(shè)備，基站向災(zāi)區(qū)提供無線信號覆蓋，并通過衛(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、山洪海嘯就會發(fā)現(xiàn)其使用場景具有一定的局限性，與地面基站相比，無人機基站對環(huán)境變化的適應(yīng)能力更強；再加上近兩三年 ，隨著直流無刷電機 、高能鋰聚合物 、多旋翼協(xié)同控制等關(guān)鍵技術(shù)的突破 ，微小型多旋翼無人機日漸成熟。于是，便攜式通訊基站 —— 即是基于系留式無人機實現(xiàn)的空中應(yīng)急基站成為一種重要的解決方案。

系留式無人機大展身手

雖然固定翼無人機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)航時長、靈活性和人員要求都在一定程度上限制了它的使用場景。

系留線纜連接無人機則能實現(xiàn)連續(xù)不間斷飛行，一般的多旋翼無人機僅能飛行30分鐘至1個小時，但通過系留線纜從地面向空中的無人機提供傳輸和電源，從而可解決無人機電池續(xù)航能力有限，無法實現(xiàn)長時間滯空的問題。

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

系留式無人機應(yīng)急通信高空基站具備三大特點：

· 續(xù)航時間長：采用光電復(fù)合纜，為無人機和RRU供電，續(xù)航時間可達8小時，較傳統(tǒng)無人機基站續(xù)航時間提升31倍。

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

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

通過系留式無人機應(yīng)急通信系統(tǒng)，融合衛(wèi)星鏈路，實現(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)接入及時提供應(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名用戶同時在線，滿足了應(yīng)急所需，為通信全面恢復(fù)爭取了時間。

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