徐亚冲，赵越

（1.中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081；2.保密通信重点实验室，四川 成都 610041）

1 引言

中国的国防科技政策主要是自主创新和军民结合、寓军于民。在国际上，“军民结合、寓军于民”也称“军民一体化”，是指将国防工业与民用工业基础结合起来。因此，军用品和民品生产可以共享普通的技术、制造设备与程序、人员与管理技术，以同时满足国防建设与民用商业需求。

近年来，为保障应对重大突发事件通信急需，给前方及后方各级指挥员提供话音、数据和视频通信保障，便于及时了解重大突发事件现场实况，提供分析判断与决策的直接依据，增强对突发事件的处置能力，“军民一体化”应急体系研究显得愈发重要。特别是在汶川地震以后，该体系及其应用的发展迎来新一轮热潮。

“军民一体化”应急体系具备有线、无线、移动、卫星、集群、定位等多种通信手段。在实际应用中，多种通信手段需要协作配合、互相补充。加强军地通信互联互通建设，需要实现多种通信保障纵横互联、上下贯通，建成集侦察预警、指挥控制、通信保障一体化的信息系统。目前，“军民一体化”虽然受到广泛关注，但政府的政策制定、军民企业的科研规划尚处于起步阶段，缺乏对大量、高价值的共性技术进行充分分析与利用，与世界强国相比有较大差距。值得注意的是，与传统的协作通信不同，“军民一体化”应急体系需要承载于各自的通信基础设施之上，由于军事通信的重要性和特殊性，在业务运行体系中需要区分军事通信和民用通信使用通信资源的优先级以及安全保密等级，对不同等级的业务采取不同的通信实现方式和安全防护机制。下面将针对“军民一体化”应急体系下的协作通信应用模式展开研究。

2 系统设计

协作一词源于拉丁语的“协同”和“工作”，因此它蕴含着“协同”的概念。协同是一个共同致力于实现共同目标的实体或个人团体的策略。协作通信本质是分布式多节点的资源共享。如果能够有效地发挥协作通信的资源共享优势，将会对应急通信系统起到强有力的支撑和增加作用。多模式协作通信往往由多个相互独立又互为补充的通信设备构成，由于没有集中的网络管理与信息服务机制，各通信设备缺乏统一的组网接入控制与数据传输格式。为了促进多模式协作通信和系统融合，往往使用网络互联控制设备实现各类通信体制在网络层的互联互通，统一使用IP地址格式标识通信节点，对数据报文在传输信道进行封装，维护封装格式与路由地址，以便在通信节点间的传输，并且在系统盘内扩展各种新的通信设备，简化网络配置。

应急通信系统主要包括卫星通信、短波通信、超短波图像传输、3G视频传输等无线传输信道，其组成框图如图1所示：

图1 应急通信系统组成框图

2.1 多模式协作配合

卫星通信是应急通信系统的核心组成部分，在应急指挥车和固定指挥中心之间完成话音/传真、数据、视频信息的双向传送，为应急指挥通信系统提供主要的传输通道。

卫星通信不受环境影响、传输距离远且传输带宽可以根据需要动态调整，适应应急救援指挥通信多业务传输需求。其担负信息汇集、灾情会商、远程传输、多业务传输等功能，采用FDMA方式，具有方便灵活、运行可靠、扩展能力强、设备成本较低、使用与维护方便的特点。数据、话音、图像信息采用IP方式接入卫星通信系统，经解调器调制后进行发送。

应急通信系统能够连续不间断地将覆盖区域情况及时、有效地传送到指挥中心，通过卫星通信、短波通信、超短波图像传输、3G视频传输、PSTN等连续实现话音、视频、数据、无线图传、传真等业务的通信保障。

在该系统中，多种无线通信模式和有线通信模式围绕卫星通信这一中心协作配合，互为补充，充分满足了“平战结合”的建设要求。

2.2 局部协作配合

中型应急通信车不仅可以进行应急通信，还可以作为移动应急指挥中心。

图2显示了局域网拓扑结构模型。该网络通过卫星、地面有线、车辆间的无线传输以及单兵图传的多项手段，高效及时地将图像、话音、数据等业务上传指挥中心以供决策，并可与地面固定网络进行通信联络，保障了应急通信的“第一时间”的及时性和“覆盖面广、容量大”的高效性需求。

2.3 多模式共用

前述中型应急通信车可视为车载节点，主要包括卫星通信、短波通信、集群通信、超短波COFDM传输系统、3G视频传输、现场语音接入及交换等。

其中，卫星通信系统是应急通信的必要保证，在应急指挥车和固定指挥中心之间完成话音/传真、数据、视频信息的双向传送，为应急指挥通信系统提供主要的传输通道。而其它短波通信、集群通信、3G视频传输、车载超短波COFDM传输系统利用了现有网络配置相应终端设备加以实现。

3 新型协作通信应用模式

车载节点现有卫星通信方式为“动中通”，其供电方式主要为油机和市电，辅以UPS。从提高网络覆盖能力、增强传输能力、军民共用的角度出发，立足现有协作通信应用模式，未来“军民一体化”应急体系建设可考虑地面站升级改造、增加“静中通”车载节点/便携终端节点/移动手持终端节点等相结合的新型协作通信应用模式。

3.1 建设建议

针对前述建设思路，图3给出了新型应急通信系统网络拓扑图。该系统立足于已有FDMA技术体制，兼顾卫星移动通信体制。其中虚线部分为建议增加部分，主要为“静中通”、便携终端以及手持终端、移动便携终端。该系统综合考虑多种通信体制，并向“设备小型化、乘坐空间最大化”方向发展。

3.2 多平台配合

移动应急平台是固定应急指挥中心指挥调度工作的必要延伸和补充，是可移动的分指挥中心。在突发事件发生后，移动应急平台能迅速到达事发现场，连接灾难现场和安全区域指挥中心，以便及时准确地上报突发事件情况，并在固定应急指挥大厅远程进行现场指挥、调度和决策。

移动应急平台在“玉树抗震救灾”、“舟曲救灾”、“王家岭矿难救援”等重大事件中承担了通信保障任务。新型应急通信系统可围绕大型移动应急平台，增设“二类底盘+扩展方舱”的大型机动指挥通信车，多平台配合，以提升应对大灾、特大灾、局部冲突等的局域应急能力。

3.3 融合协作通信模式研究

针对具体的车载节点，以下3点融合协作通信模式可供研究：

（1）终端融合

图2 局域网拓扑结构模型

图3 新型应急通信系统网络拓扑图

采用动静结合的手段，即“动中通”和“静中通”相互配合、互为补充，同时研究GEO卫星移动通信中卫星移动通信网与LTE乃至4G网络的终端融合技术。北斗二代升级后，中国自主导航技术将上升到一个新台阶，可针对该技术展开民用化和小型化研究。

（2）网络融合

针对卫星移动通信系统的总体技术方案、空中接口体制、承载业务类型和地面网络现状，研究与地面网络互联互通并具有后向兼容性的信关站整体架构。

（3）全IP设计与信息安全

目前已有的卫星通信终端及调制解调器等业务设备可支持IPv4协议，下一代互联网的发展将推动通信设备的全面升级，以支持IPv6协议。因此，应针对下一代互联网的全IP设计，研究其中的IP加速、隧道技术、鉴权加密等业务和信息安全核心问题。

4 新型应急通信体系研究

以上指出的“军民一体化”应急体系初具规模，今后将依托国家应急法案，广泛借鉴各单位的先进经验，并在用户单位的指导和要求下展开新型应急通信体系的研究，如将“星地一体化”建设思路逐步向“天空地一体化”思路演进。适当引入光通信地面终端、无人机、船载、手持终端等移动设备，以提升整体应急通信能力。

（1）卫星移动通信

卫星移动通信是利用卫星作为移动通信信号中继设备，实现移动用户之间、移动用户与固定用户之间的相互通信，可为地面通信系统难以覆盖地区的用户提供大跨度、大范围、远距离漫游和机动灵活的移动话音、短报文和数据传输、视频上传业务。卫星移动通信业务的显著特点是可提供不受地理环境、气候条件限制的通信服务。卫星移动通信服务适用于地面通信网络覆盖不完善、通信质量无法保证甚至无法提供服务的海洋、山区、灾区、航空和偏远地区，是地面蜂窝系统和地面固定网覆盖的补充及延伸。

（2）卫星互联网和宽带化

随着欧美等国家对卫星互联网业务广泛投入并取得了成功的运营，近年来国际宽带卫星系统技术进入了新的发展期，基于Ka频段的宽带卫星通信已成为固定卫星通信的发展方向。宽带通信卫星与以往的通信卫星最大的区别是提供的业务由低速业务和话音业务变为Internet和多媒体业务。发展我国宽带卫星通信系统符合我国国情和当前现实，是解决各领域对于宽带多媒体业务通信急切需求的必经之路。

（3）卫星光通信

卫星光通信就是用激光进行卫星间通信，使卫星间通信容量大为增加，而卫星通信设备的体积和重量却大大减小，同时也增加了卫星通信的保密性。卫星光通信系统主要由光源子系统、发射/接收子系统、瞄准/捕获/跟踪子系统组成，此外还包括伺服系统、控制系统等。

5 跨行业、跨区域合作

5.1 配合公共安全等热点行业

应急通信体系建设是一项长期复杂的研究课题，需要多行业配合，共同研究既符合国家规定又能满足地方政府需要的特色应急通信应用模式。新型协作应急通信应用模式的研究服务于国民经济信息化主战场，今后将继续在安全电子、交通电子、能源电子、通信网络、卫星导航、天线伺服等热点行业，服务覆盖行业与企事业及社会管理信息化、工业自动化、公共安全和应急管理、能源、交通、金融等国民经济各领域。

5.2 从局部热点辐射周边地区

在行业应急领域，局部地区的发展可促进周边地区的协调发展，而周边地区的发展又能起到反向推动作用。因此，“军民一体化”应急体系建设，特别是新型协作应急通信应用模式的研究需要与各省区相互配合，共同寻求提高，从局部热点逐步辐射并覆盖到周边地区。

6 结束语

应急通信是我国应急体系建设中重要的组成部分，应急通信系统能保障应对重大突发事件通信急需，给前方及后方各级指挥员提供话音、数据和视频通信保障，便于及时了解重大突发事件现场实况，提供分析判断与决策的直接依据，增强对突发事件的处置能力。本文通过在“军民一体化”应急体系下对协作通信应用模式展开研究，给出了建设建议、新型通信体系和跨行业、跨区域的研究内容，对于应急通信的行业建设具有一定的启发作用，后续将结合实际深入开展研究。

[1] 孙玉. 应急通信技术总体框架讨论[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2009.

[2] 葛永智,侯光明. 中国国防科技政策与军民一体化[J]. 国防科技, 2009(1): 34-37.

[3] 徐亚冲. 中继通信模型下协作ARQ协议性能分析[D]. 成都: 西南交通大学, 2010.

[4] 朱军,王培国. 卫星通信技术及其发展趋势[A]. 四川省通信学会2010年学术年会论文集[C]. 2010: 1-3.

[5] LIU Q, ZHOU S, Giannakis G B. Cross-Layer Combining of Adaptive Modulation and Coding With Truncated ARQ Over Wireless Links[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications, 2004,3(5): 1746-1755.★