大学论文
摘要：近年来，我国科技水平不断提升，已经逐步从4G迈向5G,这促使我国对通信与信息系统的自主可控要求越来越高，一直在加强S频段自主卫星移动通信系统的建设，希望能够在国土及周边海域范围内，为各行业用户提供良好的卫星移动通信服务。本文首先分析了卫星移动通信系统应用现状，而后介绍了宽带无线自组网系统技术特点与应用，最后分析了无线自组网与卫星移动通信的融合应用。
关键词：无线自组网； 卫星移动通信； 融合应用；
基于物联网、大数据、人工智能等应用背景下，5G移动通信以及全球卫星通信系统作为推动各个行业发展的有利工具，对其需求显得更为迫切。早在2017年，全球范围内，各国就一直致力于发展5G移动通信网络试点建设，不断强化全球星座卫星系统，同时，也推动了我国各卫星通信系统建设进程，促使卫星移动通信系统的优势得以充分展现，尤其是与地面无线系统的结合，更是为卫星移动通信系统的市场推广扩展了发展空间。
一、卫星移动通信系统应用现状分析
从卫星移动通信系统自身看，不会受到地理位置的限制，能够达到更为广泛的覆盖，同时，该系统还不会受到天气的影响，不仅如此，卫星移动通信系统的系统网络拓扑简单、链路非常稳定可靠，能够在移动平台、无人平台等实现话音与数据方面的相关应用，当发生紧急事件时，能够为不同行业、领域的用户实现与个人终端用户的应急通信，如果是特殊机密信息，也可以实现专网通信的需求[1].当前的卫星移动通信系统在实际应用中，还存在一定不足，比如，对于针对一些特殊条件、环境下的卫星链路下降、中断，如室内、林区、都市密集区、隧道等，将会难以为特殊的网状网提供应用服务，比如无人机编队组网，经常使用，会耗费巨大资金，这些情况会到严重制约卫星移动通信系统的大规模应用。
对于卫星移动通信系统应用中的问题，部分卫星移动通信系统提供商试图采取一些措施解决。一般主要有两种方式，其一方，运用地面辅助设施（ATC），通过合理部署，增强卫星通信系统在地面区域覆盖情况；其二，使用卫星/蜂窝双模终端，促使用户能够更加方便、灵活的切换卫星通信系统与地面通信系统，进而提升系统应用作用发挥，提升利用性、经济性。但是由于地面辅助设施，不仅成本高周期长，同时需要频繁与地面电信运营商协调，所以针对应急方面，此类措施并不是最优选择。而将卫星移动通信系统与无线自组网结合，能够在很大程度上有效延伸系统覆盖范围，进而推动卫星通信系统的进一步完善与发展[2].
二、无线自组网系统特点及其应用
无线自组网属于一种无线网络，但主要采用的是分布式、自组织式方式，不与蜂窝移动通信相比，属于无中心基站的系统。在无线自组网系统中，每个节点都具备路由功能，所以，能够不受时间限制为其他节点的数据传输服务。依照技术原理、应用场景等方面对无线自组网进行划分，可以分为Adhoc网络、Mesh网络[3].如果按照网络承载的数据带宽、业务类型进行划分，则可以分为窄带与宽带两种无线自组网。两种带宽对应能够承载的业务范围存在一定差异，其中的窄带无线自组网的数据带宽，最高也就几百Kbit/s,主要可以为窄带语音、低速数据业务等提供服务，相比之下，宽带无线自组网，则可以从1 Mbit/s,高达到几十Mbit/s,可以承载视频、语音、数据等融合性的综合业务[4].
其中的COFDM IP Mesh宽带无线自组网系统，通过采用COFDM技术，能够较好的应对多径衰落、多普勒频移等情况，在真正意义上实现在移动中的通信服务功能，这为多种搭载平台实现了实时双向通信的功能，比如汽车、飞机等可以在可350km以上时速移动中完成实时通信。此外，在COFDM IP Mesh宽带无线自组网系统中，用户可以通过该系统中节点提供的IP接口、串口，应用视频、音频、数据等。同时，也可以在IP接口作用下，与多种网络形式实现对接，比如卫星通信、3G/4G、短波、地面网络等[5].在该系统作用下，能够以不同网络拓扑类型展现，从而更好的应用到不同场景中。
三、宽带无线自组网与卫星移动通信的融合应用
3.1设备层面
将宽带无线自组网与卫星移动通信进行结合，需要充分发挥出二者各自的优点，进而促使终端设备使用效能得以最大化发挥，对此，可以将二者中的多种功能集成到一个终端设备中，进而形成卫星移动通信与宽带无线自组网双模终端，其中存在两种类型，分别为双通道双待、单通道双模[6].当中单通道双模，可以在统一的硬件平台上，加载卫星移动通信或者宽带无线自组网的波形软件，与双通道终端对比，无论是在体积上还是在功耗上，单通道双模优势更为明显。此种类型的卫星移动通信和宽带无线自组网融合的多模终端，一般会多应用于数字化单兵、无人化平台等场景中。
1、无人化平台
无人化平台能够实现在远程操控模式、自主智能模式下，完成预定、应急响应的任务，具有非常强的自主机动能力。该平台能够实现对信息采集、传输、处理等操作，最为典型的就是无人机、无人艇、无人车等[7].
由于无人化平台需要一定的安装空间以及输出功率，所以对通信装备具有非常严格的要求，特别是体积、功耗方面。无人化平台若想实现多地域、任务功能的目的，则需要无线通信系统做出相应的改变，能够实现超视距、高机动。而在宽带无线自组网与卫星移动通信融合下的多模终端，则可以很好的实现这一目标，不会受到地形的影响，为无人化平台提供远距离、高可靠的安全链路，进而有效满足了无人化平台实施姿态控制、指挥控制以及信息回传的需求。
2、数字化单兵
数字化单兵装备主要就是帮助单兵完成信息化任务操作，进而在数字化战场中，能够实现观察、攻击、防护、通信的多功能装备。将宽带无线自组网与卫星移动通信进行融合使用，可以较好的实现数字化单兵对宽带自组织通信的需求，此种需求特点主要是移动性、小型化、低功耗，通过和单兵信息装备进行结合，能够较好的完成相应的单兵数据采集、实时音视频等业务需求，可以非常快速安全的进行传输，从而帮助单兵分组时能够实时通信，也可以充分发挥卫星移动通信手段作用，实现后方指挥所对单兵的指挥控制，与此同时，也为单兵情报回传提供了有力支持[8].
3.2系统层面
在卫星移动通信与宽带无线自组网系统融合下，能够形成一个紧密型移动通信专网，在该系统中，不同的各移动平台以及单兵节点，可以借助宽带无线自组网，完成在局域范围内接入无线宽带，同时，也可以在车载、船载等节点作用下，根据自己的情况接入卫星移动通信系统，从而完成较广范围内的专网连接。
以智慧林业为例，对于林区的日常管理，比如森林防火、野生动物保护、日常巡逻等工作，能够在林区范围内提供高效、可移动、多业务的通信覆盖能力，进而能够实时监控、管控林区，这对提升林业管理效率起到重要作用。图1为智慧林业林区巡逻监控组织应用。
为了进一步构建智慧林业无线专网系统，需要全面整合宽带无线自组网、第四代移动通信（LTE）公网等，充分发挥无线宽带通信及卫星移动通信技术优势，建设出信息感知与实时传输一体化的体系。在体系中，网络节点涉及到了无人机、传感器、缭望塔，还有监测站、巡护车辆以及人员等，不同的节点根据实际使用场景自组成专网，使得功能得以发挥。
1、多样化监测林区
在林区内安置多方面的传感器，比如视频、红外、夜视微光等，其中有人值守的瞭望会收集到相应的数据，与传感器数据一同回传到指导中心，从而实现了实时监控探测林区的目的。
2、巡逻监控指挥林区
辖内林区巡逻队以及巡逻指挥车辆，需要对林区综合情况实施巡逻监控，借助移动通信设备作为保障，能够与指挥中心进行双向音视频通信，指挥中心会结合具体情况进行实时指挥，必要时，则可以利用无人机巡查等先进巡查手段对林区情况进行针对性的监控。
3、防火应急救援指挥
在林区中，需要满足消防灭火、人员搜救、抢险救灾等应急需求，因此，该系统可以提供现场无线专网通信服务，使得后方指挥中心可以通过音频、视频等方式对现场实施高效指挥。
四、结语
总而言之，通过本文的分析，5G移动通信、无线自组网、卫星移动通信能够独立组网、也可以融合组网，实现了在不同时空下的高效应用，其优势与作用得以突显。在我国通信技术不断发展与创新下，未来将会全面实现万物互联的融合应用。基于无线自组网和卫星移动通信的结合，将会在不远的未来进一步发展，二者界限将会更加模糊，在真正意义上实现了天地融合，进而促使人类社会进入新纪元。
图1 智慧林业林区巡逻监控组织应用
参考文献
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