公安武警反恐无线自组网系统应用方案

2023-04-13 09:31
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一、任务需求描述

反恐作战通信组网目标:远程通、动中通、协同通、持续通。实现分队内部、分队之间、分队与作战车、作战车队之间、战斗群队与空中平台之间、作战单元与作战指挥车(前方指挥所)、作战单元与后方固定指挥所之间的数据、语音、视频等多媒体综合业务的传输。


公安武警反恐作战通信组网具体需求:

(1)集结通信。为各队人员、车辆集结,物资搜寻提供通信保障,支撑分布位置、集结地点、态势情况、指挥命令等信息传递。要求可覆盖3 * 5 km范围,通过分簇可以支撑200用户规模。

(2)地域通信。为群队内、群队之间共享交互语音、数据、视频等多媒体综合业务,要求群队内部覆盖距离10km以内,群队间30~50km。

(3)远程通信。要能够实现反恐作战群队与后方指挥所之间进行指挥情报通信提供保障,要求支撑语音、数据、视频等多媒体综合业务的交互。

(4)协同通信。要实现反恐作战群队与空中平台之间的指令、态势、语音的交互,对空呼唤侦察打击。还要能够实现反恐作战群队与兄弟群队之间的指挥协同、情报共享。

二、无线自组网解决方案

根据上述任务需求,采用无线自组织网络解决方案来实现无线网络通信任务需求。该系统能够将战斗分队、巡逻车队、指控中心有机的结合起来,动态、快速构建一个无线IP网络,具有自组织、自恢复、高抗毁的能力,可以支撑数据、话音、视频等多媒体业务的多跳传输。如下图所示:

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图1 反恐作战组网示意图

前方作战车辆与作战分队协同作战,分队内部采用基于IP的自组织网络,车辆之间也采用基于IP的自组织网络,各分队的簇头和车辆之间可以形成基于IP的自组织网络,分队之间可以通过簇头形成分层分簇的自组织网络,分队也可以就近接入车载自组网实现与其他分队互联互通。

各作战车辆可以通过自组织网络的多跳路由中继实现与临时指挥车进行通信。前方临时指挥车可以通过高空无人机中继平台或动中通卫星通信设备实现与后方固定指挥所进行通信。综合采用自组网、卫星网络等,实现前方和后方的互联互通。

2.1 系统构成

2.1.1 分队内部自组网

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图2 分队内部自组网

分队内部利用单兵手持电台可以在内部形成一个基于IP的无线自组织网络。利用Ad hoc网络技术,可以动态快速组网,利用动态多跳路由技术可以实现更大区域的互联互通,结合数字GIS地图可快速形成作战分队的分布态势图,有利于实现作战分队的快速集结。在此基础上,利用分布式局域通信指挥软件,进行作战指挥命令的下达,情报的汇聚,从而达成高效的协同作战能力。分队内部自组网由士兵电台和班长电台组成。手持电台组成一个分布式对等网络,背负电台具有双通道通信组网的能力,既可以和手持电台组网,又可以和其他分队的背负电台、车载电台进行组网通信。

背负电台和手持电台均由自组网电台、交互终端组成,可以做成一体化,也可以分离设计。分离设计一般将交互终端与主体电台利用有线或近距离无线进行联接,如以色列的PNR-500就采用了分离式设计,人员不在主体电台上操作,而是直接操作PDA终端,通过PDA的人性化的互操作、显示界面来间接操作电台。

2.1.2 分队间与车辆间通信组网

3.jpg图3 分队与车辆之间通信组网

分队内部有一个背负自组网电台,该电台包括与车载自组网电台互通的电台以及与手持自组网电台互通的电台两部分,分队中任何一个手持终端都可以通过背负电台与车载终端进行数据、语音、视频等多业务的传递。背负电台为该分队的簇头,为该分队与外部节点进行通信的网关节点。为了网络的健壮性,分队内背负电台可以一主一备。

2.1.3 车辆自组网

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图4 车辆自组网

各作战车辆利用车载自组网电台可以形成一个基于IP的无线自组织网络。车载电台可以采用大功率功率放大器,高增益的天线,因此通信距离远、信息传输速率高,在支撑车载之间协同作战的同时,还可以为分队之间通信提供骨干链路。

2.1.4 分队间自组网

5.jpg图5分队之间通过背负电台进行互联互通

6.jpg图6 分队之间通过背负电台和车载电台进行互联互通

如图5、图6所示,各分队的簇头均使用背负电台,背负电台之间、背负电台与车载电台之间可以形成自组织网,分队内部成员可以通过背负电台与车载电台与其他分队的成员进行数据、话音、视频的通信,从而形成更大更高层面的多级分层分簇组网通信,为实现战场上分队之间的协同作战提供通信网络基础。

2.1.5 分队与机动指挥车之间

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图7 分队与机动指挥车之间的通信

分队与机动指挥车之间可以通过以下2种方式进行:

(1)分队成员通过分队内部手持自组网将情况汇报给簇头,簇头再通过背负电台、车载电台实现与机动指挥车之间进行通信。

(2)分队成员直接通过簇头背负电台、车载电台实现互联互通,背负电台作为分队与车载网络通信的网关。

采用何种方式,取决于指挥联络的约定。

2.1.6 前方与后方指挥所之间

8.jpg图8 前方与后方指挥所之间

由于与后方指控所的距离超过本无线自组织网络通信距离,前方不能与后方指控所直接通信,可以运用卫星、或多个高空通信中继平台等多种手段来进行保障,从而实现反恐作战分队与后方指挥所之间进行指挥情报通信提供保障,支撑语音、数据、视频等多媒体综合业务的交互。

2.1.7 对空呼唤打击

(1)如果空中平台配备自组网电台

如果空中平台加装了自组网电台,并可以和背负电台、车载电台互联互通,那么,在必要的时候,可以由地面实施对空呼唤打击,请求附件空域的作战平台进行空中支援。

(2)如果空中平台没有配备自组网电台

根据作战需求,通过与后方指挥所联系请求空中支援,后方指挥所通过航空数据链系统来指挥空中作战力量实施。





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