密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法，包括第一无线网桥子系统、第二无线网桥子系统、若干个无线网桥中继子系统、若干个第一无线中继及若干个无线多媒体终端；本发明专利技术根据密闭空间环境的不同，无线网桥以无线的方式构成直线通信链路，构成密闭空间的通信骨架，然后通过无线中继和移动终端构成无信号盲区的无线通信自组网网络，实现无线信号的全覆盖；无线中继和无线多媒体终端都包括自适应算法模块和路由模块，一个用来计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况，另一个结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞。

Long distance multimedia wireless emergency communication system and method in confined space

The invention discloses a long-distance multimedia wireless emergency communication system and method in a confined space, including a first wireless bridge subsystem, a second wireless bridge subsystem, a number of wireless bridge repeater subsystems, a number of first wireless relays and a number of wireless multimedia terminals; according to different confined space environments, the wireless bridge forms a straight-line communication in a wireless way The signal link is the communication framework of the confined space, and then the wireless communication ad hoc network without blind area is formed by wireless relay and mobile terminal to realize the full coverage of wireless signal. Both wireless relay and wireless multimedia terminal include adaptive algorithm module and routing module, one is used to calculate the residual bandwidth of the channel and the power attenuation of the signal, the other is combined The best communication link is chosen for the size of the remaining bandwidth of the channel and the power attenuation of the signal to prevent the network congestion in the emergency.

【技术实现步骤摘要】
密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法
本专利技术属于应急通讯
，尤其涉及一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法。
技术介绍
我国是一个多山的国家，近年来，我国公路隧道、铁路隧道、地铁隧道建设的飞速发展。所谓密闭空间是指进出口受到限制、走向长度较长、四周有效空间较小以及污染类空气极其容易聚集的一种环境，比如公铁路隧道、地铁隧道以及矿井等。在欢呼这些隧道再给我们带来快捷的同时，同时也要想到隧道中隐藏的危害，比如在隧道范围内交通堵塞引起的污染气体，当气体聚集到一定密度时，及其容易发生爆炸事故，或者隧道内发生交通事故等。同时作为密闭长距离空间的地下矿井，在工作人员工作期间，矿井中不稳定性环境因素非常多，及其容易发生爆炸事故。在类似这种环境地势复杂的长距离密闭空间，为防止二次事故和有效减少灾后人员伤亡和财产损失，需要一套能实时高效通信、互联互通以及能快速部署的无线应急通信系统。目前类似密闭空间的应急通信系统都是以短距离有线或者无线局部应急通信为主，长距离有线通信系统为辅。在密闭空间短距离通信可以采用灵活经济的方案，比如放置微基站，但是在密闭空间内部有很长的距离时，如果使用微基站，成本明显较高，所以目前大都使用电缆、光缆等有线通信链路进行应急通信，密闭空间外部同样使用有线传输方式将灾后现场信息传送至指挥中心。但是该类应急通信系统有很多不足之处，比如通信系统信号不能全覆盖密闭空间，且在遇到紧急救援情况下通信系统部署较麻烦，信道传输带宽只能够允许语音通信无法进行视频信号传输，救护队在信号盲区无法将救援信息及时传送出去。即使是无线通信，在多弯道或者多坡度的密闭空间内部，因为信号遮挡等原因导致传输信号大幅度衰减，当传输信息量较大的时候，易导致网络拥塞情况；长距离有线通信，在有线在遭到破坏后，不能快速修复好通信链路，严重影响灾后应急通信系统的部署速度，大大降低救援队的营救效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法，以解决在长距离密闭空间中无法进行完全无线应急通信救援、信号衰减以及网络拥塞等问题。本专利技术采用以下技术方案：密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，包括：第一无线网桥子系统，安装于密闭空间的一端；第二无线网桥子系统，安装于密闭空间的另一端；若干个无线网桥中继子系统，间隔安装于第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统之间；若干个第一无线中继，分布安装于密闭空间内部；及若干个无线多媒体终端，分布安装于密闭空间内部；其中，所述无线多媒体终端(6)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)、第一无线中继(7)和第二无线网桥子系统(2)；所述第一无线中继(7)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)和第二无线网桥子系统(2)；所述第一无线网桥子系统(1)无线连接所述无线网桥中继子系统(5)；所述无线网桥中继子系统(5)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)。进一步的，第一无线网桥子系统包括：第一无线网桥；第一定向天线，安装在第一无线网桥的一端，且朝向无线网桥中继子系统；第二无线中继，通过第一传输线与第一无线网桥连接；第一全向天线，安装于第二无线中继上。进一步的，无线网桥中继子系统包括：第二无线网桥；第二定向天线，安装在第二无线网桥上，朝向第一定向天线或另一个无线网桥中继子系统；第三无线网桥，与第二无线网桥相连接；第三定向天线，安装在第三无线网桥上，朝向第二无线网桥子系统或另一个无线网桥中继子系统的第二定向天线；第三无线中继，与第三无线网桥相连接；第二全向天线，安装在第三无线中继上。进一步的，第二无线网桥子系统包括：第四无线网桥；第四定向天线，安装在第四无线网桥的一端，且朝向第三定向天线；第四无线中继，通过第二传输线与第四无线网桥连接；第三全向天线，安装于第四无线中继上。进一步的，第一无线网桥、第二无线网桥、第三无线网桥和第四无线网桥均包括ARM控制芯片、存储器、显示模块、网口/天线接口、5G双频模块、虚拟网卡模块及电池模块。进一步的，第一无线中继、第二无线中继、第三无线中继、第四无线中继均包括FPGA芯片、自适应算法模块、路由模块、5G双频模块、虚拟网卡模块、网口/天线接口及电池模块。进一步的，无线多媒体终端包括FPGA芯片、自适应算法模块、路由模块、电池模块及其他模块。本专利技术的另一种技术方案：密闭空间长距离多媒体应急通信方法，包括以下步骤：分别将第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统放置在密闭空间的两端；其中，第一无线网桥子系统中的第一定向天线朝向第二无线网桥子系统中的第四定向天线；在密闭空间内部设置若干个可移动的无线多媒体终端；通过第一无线网桥子系统中的第一无线网桥和第二无线网桥子系统中的第四无线网桥建立无线网桥直线通信链路；通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网；通过无线通信自组网进行其内部的数据通信，通过无线网桥直线通信链路进行密闭空间的整体数据通信。进一步的，当密闭空间的距离大于第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统的通信距离和/或密闭空间内部具有弯道/坡道时，在第一无线网桥子系统的通信距离内、第二无线网桥子系统的通信距离内和/或弯道/坡道处放置无线网桥中继子系统；其中，无线网桥中继子系统的第二定向天线朝向第一定向天线或与其相邻的无线网桥中继子系统的第三定向天线，无线网桥中继子系统的第三定向天线朝向第四定向天线或与其相邻的无线网桥中继子系统的第二定向天线；通过第一无线网桥子系统中的第一无线网桥、第二无线网桥子系统中的第四无线网桥、无线网桥中继子系统的第二无线网桥和第三无线网桥建立无线网桥直线通信链路；通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继、无线网桥中继子系统的第三无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网。进一步的，方法还包括检测密闭空间内是否具有没有无线信号处，并在没有无线信号处放置第一无线中继；通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继、无线网桥中继子系统的第三无线中继、第一无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网。本专利技术的有益效果是：本专利技术根据密闭空间环境的不同，无线网桥以无线的方式构成直线通信链路，构成密闭空间的通信骨架，然后通过无线中继和移动终端构成无信号盲区的无线通信自组网网络，实现无线信号的全覆盖；无线中继和无线多媒体终端都包括自适应算法模块和路由模块，一个用来计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况，另一个结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，包括：/n第一无线网桥子系统(1)，安装于所述密闭空间的一端；/n第二无线网桥子系统(2)，安装于所述密闭空间的另一端；/n若干个无线网桥中继子系统(5)，间隔安装于所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)之间；/n若干个第一无线中继(7)，分布安装于所述密闭空间内部；及/n若干个无线多媒体终端(6)，分布安装于所述密闭空间内部；/n其中，所述无线多媒体终端(6)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)、第一无线中继(7)和第二无线网桥子系统(2)；/n所述第一无线中继(7)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)和第二无线网桥子系统(2)；/n所述第一无线网桥子系统(1)无线连接所述无线网桥中继子系统(5)；/n所述无线网桥中继子系统(5)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)。/n

【技术特征摘要】
1.密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，包括：
第一无线网桥子系统(1)，安装于所述密闭空间的一端；
第二无线网桥子系统(2)，安装于所述密闭空间的另一端；
若干个无线网桥中继子系统(5)，间隔安装于所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)之间；
若干个第一无线中继(7)，分布安装于所述密闭空间内部；及
若干个无线多媒体终端(6)，分布安装于所述密闭空间内部；
其中，所述无线多媒体终端(6)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)、第一无线中继(7)和第二无线网桥子系统(2)；
所述第一无线中继(7)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)和第二无线网桥子系统(2)；
所述第一无线网桥子系统(1)无线连接所述无线网桥中继子系统(5)；
所述无线网桥中继子系统(5)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)。


2.如权利要求1所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线网桥子系统(1)包括：
第一无线网桥(11)；
第一定向天线(13)，安装在所述第一无线网桥(11)的一端，且朝向所述无线网桥中继子系统(5)；
第二无线中继(14)，通过第一传输线(12)与所述第一无线网桥(11)连接；
第一全向天线(15)，安装于所述第二无线中继(14)上。


3.如权利要求2所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述无线网桥中继子系统(5)包括：
第二无线网桥(51)；
第二定向天线(53)，安装在所述第二无线网桥(51)上，朝向所述第一定向天线(13)或另一个所述无线网桥中继子系统(5)；
第三无线网桥(52)，与所述第二无线网桥(51)相连接；
第三定向天线(54)，安装在所述第三无线网桥(52)上，朝向所述第二无线网桥子系统(2)或另一个所述无线网桥中继子系统(5)的第二定向天线(53)；
第三无线中继(55)，与所述第三无线网桥(52)相连接；
第二全向天线(56)，安装在所述第三无线中继(55)上。


4.如权利要求2或3所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第二无线网桥子系统(2)包括：
第四无线网桥(21)；
第四定向天线(23)，安装在所述第四无线网桥(21)的一端，且朝向所述第三定向天线(54)；
第四无线中继(24)，通过第二传输线(22)与所述第四无线网桥(21)连接；
第三全向天线(25)，安装于所述第四无线中继(24)上。


5.如权利要求4所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线网桥(11)、第二无线网桥(51)、第三无线网桥(52)和第四无线网桥(21)均包括ARM控制芯片、存储器、显示模块、网口/天线接口、5G双频模块、虚拟网卡模块及电池模块。


6.如权利要求4所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线中继(7)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文峰，路建通，黄峰，代新冠，张渤，唐善成，李淑颖，赵谦，王建辉，郝秦霞，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61