Mesh无线自组网传输，无线传输系统解决方案

       地震是具有强大毁灭性的自然灾害，对人类生命安全以及财产等造成很大伤害，如何去做到防震减灾，这是当今人们所掌握的必要技能之一。地震救援以迅速搜索与营救由于地震造成的建筑物破坏而被压埋人员的举动。在地震发生后展开救援的第一步是搜索工作。而在搜索之前必须要进行正确的区域、场所的划分和设定，现场必须实施警戒，严格控制人员出入，设立工作区、装备区、指挥部等职能部门才能提供良好的搜索条件，提高搜索效率。有效减少人民生命和财产损失。 

 

一、现 状： 

 

       地震发生同时伴随着对通讯、电力系统的破坏而造成通讯和电力中断，尤其在山区地震对通讯线路、机房破坏会更加严重，短时间内不能迅速恢复，但在地震发生以后的救援过程中，通讯指挥保障对抢险的速度和效率起到很关键影响，抢险救援过程中，搜救现场区域面积宽，需要动用大量救援力量，如搜救设备、救援人员多点同时进行救援才能以最快的速度抢救生命，协调好救援现场人员、救援装备发挥最大搜救功效，争分夺秒让被困人员尽快脱离被困区域，赢得抢救时间。搜救现场应建立一个指挥调度平台，中心平台按照每个救援点上情况，合理分配以及调度救援人员、机械装备、医疗等各个职能部门，让救援力量有序、有效充分发挥各自功能。 

 

二、需 求： 

 

       针对地震现场交通不方便,地表情况复杂,通信不畅的问题,为了使救援工作及时高效, 设计一套集视频采集、信号传输、自持续航一体地面终端;同时结合无人机搭载的视频采集和数据传输平台。实现地面终端、无人机、地面指挥中心三点之间数据相互共享。在搜救现场、现场搜救指挥部、各职能部门之间建立一套视频联动指挥系统很关键。现场搜救指挥中心通过该套系统能迅速了解各搜救点作业层情况、进度等信息。然后根据现场搜救需要合理指挥和调度搜救人员和装备。充分发挥现场各职能部门职责，提高抢险搜救的效率。 

 

三、系统设计： 

 

       无线应急视频传输基于融合 mesh 自组网平台和自持续航能力的高清云台球机、无人机载系统、现场指挥中心等各个单元。在救援现场快速搭建无线通讯网络实现现场指挥中心对各个职能部门进行调度指挥，让抢险救援力量发挥最大优势。具体如下图所示：

 

 

       救援出现房屋倒塌情况，对搜救工作开展带来很大麻烦，为了提高搜救进度，搜救现场会有多个救援点同时开展搜救工作，现场指挥中心对各个搜救点工作情况和进度进行协调指挥，根据搜救进展情况合理安排救援力量。提升抢险搜救效率、为营救受伤人员争取宝贵时间。 

 

四、Mesh 自组网原理 

 

1、前端（视频采集+mesh 自组网传输）现场视频由高清红外网络云台摄像机采集，视频信息通过 mesh 自组网系统形成信号链路通过 gateway mesh 网关接入有线网络。单台 mesh 自组网终端能快速关联起就近的两个 mesh 节点并且同时保持处于通讯状态，如果出现某一个 mesh 节点因故障发生下线情况，相邻其他 mesh 节点会自动搜寻和匹配相邻 mesh 网络节点恢复通讯。Mesh监控终端自持电池续航能力达 10 小时，能够满足终端长时间持续工作。 

2、中心平台 

       在同一个 mesh 自组网系统中，每个 Mesh 节点处于对等网络地位，mesh 网关和有线网络链接，实现 mesh 网络中数据传输至有线网络数据相互交互。后端指挥调度中心通过无线网络回传的数据实时监控前端各个 mesh 监控终端现场的工作开展情况，为指挥中心进行指挥决策、下发调度指令提供技术保障。 

 

五、Mesh 自组网模式： 

 

1、单频通讯 

       单频通讯可以根据需要选定使用 300Mz、600Mhz、800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G等不同无线频率实行无线组网，单台 Mesh 站点之间可以和就近且处于相互可视范围内的其他 mesh 基站节点建立通讯链接。如某一台 mesh 节点由于故障下线，其他 mesh 节点能够自动寻找其他相邻无线节点回传到 mesh 网关接入到有线网络。

 

 

       在同一个 mesh 网络，每一台 mesh 网络设备处于对等的无线地位。每台均可以作为 mesh 网关接入有线网络。Mesh 网络具有的灵活扩可以快速扩展网络中节点并且迅速上线。网络传输建立起来以后，mesh 节点会依据网络传输节点数量和网络承载能力等情况自动选择最佳的上传路径。mesh 节点在传输过程中，如果其中一个 mesh 节点出现故障下线，经过该节点传输的其他节点能自动重新计算新的传输路径将信号继续回传到监控中心。 

2、双频通讯 

       双频组网以 300Mz、600Mhz、800Mhz、1.4G、5.8G 为自组网通讯频率基础，2.4G 或 5.8G 为 WiFi 覆盖接入就近区域内无线终端数据，常见的应用场景。 

2.1 mesh 快速漫游和自组网传输 

       该业务应用场景为终端在移动环境中，终端设备监测数据要实时传输至中心。但由于终端处于移动状态，终端需要和沿途经过的 mesh 基站依次进行相互通讯，同时实现移动终端和 mesh 基站之间数据交互过程流畅，不出现卡顿或者数据丢包等情况。基于这个需求，终端和 mesh 基站需要占用一个射频通道实现 mesh 无感快速漫游切换的需求。

 

       另外一个通讯射频相互之间组件一个无线自组网实现终端和中心之间数据互通，最终实现移动终端和 mesh 基站，mesh 基站和数据中心之间全部链路之间无线传输的功能。 

2.2 mesh 自组网+WiFi

       覆盖该业务体系通过低频 mesh 网络链接起来以后，每个 mesh 节点上配载的 2.4G或 5.8G WiFi 信号覆盖就近区域，满足无线网络设备如手机、平板、PAD、电脑、WiFi 摄像机、无线监测设备等终端接入 wifi 网络实现上网。解决临时网络布线带来的问题。 

 

六、mesh 自组网优势： 

 

       无中心组网，可应需灵活部署，无需机房及传输网等基础设施支持，能够任意搭建网，并且可以实行多跳接力组网传输，进而扩大覆盖范围。专网专用，无线传输链路无任何链路费用或者流量费用。支持分级分组及漫游组网，实现扩大系统通信容量。具备跳频功能，有效提升抗干扰、抗跟踪能力;引入数字滤波功能，有效抑制远端干扰。同时，采用 ARQ 传输机制，降低数据传输丢失率，提升数据传输可靠性。数据透传支持各种业务数据无差异化透传。具备宽带传输能力，支持清晰语音、宽带数据和高清视频等多媒体业务。图像具备自适应调整能力，充分保障数据、视频等业务的连续性和流畅性。 

 

七、Mesh 自组网特点： 

 

1、靠性高 

       无线 Mesh 自组网移动基站工业化设计：具有便于携带、坚固耐用、防水防尘，满足各种恶劣环境迅速布署满足应急现场数据通信需求。对比传统 WLAN 网络某台 AP 上行链路出现故障将会导致该 AP 上所有终端无法接入该 WLAN 网络。而无线esh 自组网具有网络自愈修复功能、同一台 mesh 站点会和就近的 2 台可视范围内的其他另外 mesh节点进行通讯，如其中一台 mesh 节点因故障下线，该节点会自动重新计算网络路径和中心传输数据，通常 Mesh 网络中节点通常都有多条可用链路，这样能够有效避免单点故障，网络将会更加坚固。 

2、机动性 

       突发事件的发生地具有很大不确定性，且事件现场变化无常，因此根据突发事件的发生情况，因地制宜地设置现场临时便携基站十分必要。现场基站是临时性的，随现场出现而建立、事件结束而撤收。 

3、快速布署 

       面对突发事件如何及时、准确、快速、深入的掌握事件现场实时动态信息，对各级指挥员能否做出正确的判断和定下作战决心起着至关重要的作用。无线 Mesh 自组网高性能基站基于高频或超短波无线调制技术组网，力争实现简化现场配置和布署难度，同时结合使用现场不同现场环境保证通讯通讯距离和速率最大化。非视距传输(NLOS)利用 Mesh 自组网技术实现 NLOS 传输，其自动中继特性可以实现非视距传输，同时利用 mesh 自组网的灵活组网特点，能有效延伸和扩展区域内信号覆盖面积，扩大通讯范围，真正实现为各领域解决“最后一公里”问题的关键技术。 

4、高数据带宽快速移动 

       Mesh 无线自组网系统的峰值数据带宽为 80Mbps。节点具备非固定移动传输能力，且快速移动也不影响高数据带宽业务，如语音、数据和视频的业务不会受到系统拓扑结构快速变化以及终端高速运动的制约影响。

5、安全保密性

       系统同时具备编组加密(工作频点、载波带宽、通信距离、组网模式、MESHID 等)、信道加密或信源加密等多种加密方式，专网专用，可防止其他网络侵入截获数据，确保网络和信息高度安全。 

 

八、Mesh 自组网参数 

 

       LA-Mesh 系列无线自组网设备是一款具备 Mesh 自组网特性的无线基站产品，基于高通 MIPS 芯片设计（300~800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G 等不同频率）开发单频自组网或双频自组网、无感漫游二合一平台，实现大规模无中心自组网。广泛应用在地震、火灾、抗洪等、泥石流等应急抢险指挥、车队、船队、电力、勘测、隧道、救援、演习训练、巡逻、安保、大型会议、无人机、游船、轨道交通、铁路、驾校科目二、科目三等，各种不同环境下组建无线局域网传输视频、声音、数据等重要信息。具有组网灵活、在线智能扫描、多路径连接、智能路径学习等功能，高速移动中提供高带宽、低延时的数据漫游服务。 

 

九、主要特点 

 

频率：300~600Mhz、800Mhz、1.4G、2.4G、5.8G（根据需要定制） 

最高速率可达 160Mbps 

架高无障碍传输距离 8~10 公里（视天线增益） 

自组网规模不小于 50 台，中继能力超过 10 跳以上 

网络中无需核心设备管理 

单频可以在多个 MESH 无线基站之间毫秒级高速切换、漫游，平均切换时间 30ms 

4 个 N 头天线接口，外接 MIMO 天线，理论空中速率 600Mbps 

符合全球各地无线电法规，支持非标信道可选，保证数据传输更加稳定可靠 

电源输 入：非标 POE 供电， 12-48VDC 

工业级设计，适合在恶劣环境中工作设备外壳支持 IP67 防护等级，配备安装 L 型夹板和 U 型卡箍 

 

十、主要优势 

 

♦  传输距离远 

♦  抗干扰性强 

♦  良好绕射性 

♦  安全稳定 

♦  自动路径习 

♦  网络自愈 

       基于 mesh 自组网的地震抢险救灾视频传输系统，能够在通讯保障不足条件下在现场能够快速、灵活、高效的搭建无线专网传输系统实现抢险现场各点之间的视频回传。对抢险救援力量进行合理安排和调度，为抢险生命和财产争取时间，把受灾损失降到最低。