一、需求背景

       复杂战场环境下的通信保障能力是打赢信息化条件下的局部战争的关键因素之一，对于不同战地场景下各类复杂战场条件下的无线宽带通信保障能力更是至关重要。但当前战场区域宽带无线通信网络支撑存在如下问题不足：一是组网手段相对单一，未更好实现不同技术体制网络平滑融合组网，一旦网络故障缺乏抗毁备份，网络健壮性和完备性差；二是网络架构基本以点对点或点对多点为主，不具备多跳中继传输能力，在复杂地形地貌地物战场环境下，覆盖通联距离容易受限，难以保证可靠有效通联；三是网络多采用有中心组网，未去中心化，当中心点关键设备被摧毁或发生故障时，网络立即陷入瘫痪中断，战场环境下网络顽存性和可用性不强；四是战场复杂电磁环境下，存在多种信号频率干扰可能，设备缺乏自适应跳频或干扰频率智能躲避能力，抗干扰性能差，误码率高，可靠通信能力弱；五是现有设备传输带宽能力不足，难以支持清晰语音、宽带数据和高清视频的并发业务传输，特别无法保证可视化信息的实时传输。因此，针对上述存在的问题不足，为有效弥补当前战场环境下通信组网手段单一、抗干扰抗毁性薄弱，可靠通信能力不足，通过利用具备快速展开灵活组网、多跳中继接力传输、无中心强抗毁、自感知自愈合、智能路由动态重构、自适应跳频及干扰频率智能躲避等特点的IP MESH无线宽带自组网技术，构建复杂多变战场环境下“天-空-地-海”立体化战术信息栅格网。

       目前，中科华军基于无线宽带自组网技术研制的微波宽带自组网终端传输系列产品，其形态多样、功能丰富、性能强大，可实现多载体部署、多场景应用、多体制互联的无线宽带化组网通信，包括单兵（如手持、背负、）、车辆（如有人车、无人车）、智能装备（如机器人、机器狗）、空基平台（如有人机、无人机、无人升空平台）、地基平台（如建筑物制高点、通信塔）及水基平台（如有人船、无人船、水上浮动平台），支持“天-空-地-海”互联互通的立体化信息栅格网构建及前后端可视化指挥调度。系统可泛应用于军队、公安、武警、消防、人防、电力、石油、交通、水利、林草、广电、医疗及水上通信等诸多领域，可为用户提供可靠、及时、安全、高效的语音、数据、视频及可视化指调等丰富的综合业务，最大程度地满足用户在“平急战”等各种应用场景下的无线宽带通信需求，真正为用户提供“随时随地应需而通”的整体解决方案。

二、应用描述

1、地基（陆基）场景

       1) 在地基（陆基）上的建筑物制高点或通信塔上固定部署微波宽带自组网固定电台（以下简称固定电台），利用部署点位的高度优势，可对地面、水面或空中形成有效无线覆盖，既可以作为电台地面、水面无线覆盖增强节点，增大地基、水基场景下无线覆盖范围；又可以作为电台多跳中继转发节点，有效提升不同形态电台设备间无线通联距离。同时，还可以与空基的各类飞行器上升空部署的微波宽带自组网机载电台（以下简称机载电台）更好的“空-地”(ATG)互联互通组网，进一步拓宽无线覆盖范围和延展无线通联距离；

       2) 固定电台依托其部署高度优势，可一定程度上降低建筑物非通视遮挡及弱化地球曲率对微波传播的不利影响，能够对地面或水面区域更好地实现无线宽带覆盖。在地面区域，固定电台与地面上各型机动车辆上部署的微波宽带自组网车载电台（以下简称车载电台）及单兵人员配发的微波宽带自组网背负电台（以下简称背负电台）或微波宽带自组网手持电台（以下简称手持电台）能够“固（固定）移（移动）”有机结合快速组网，可构建“单兵-车辆-固定”的区域宽带化无线专网。一方面，可通过单兵配备的图像采集设备（如头盔式鹰眼摄像头）现场采集一线战场态势，然后视频编码压缩有线连接输出给单兵背负电台，再经“背负电台-车载电台-固定电台”构建的无线宽带专网实时回传，最后经由固定电台有线接入军用光纤网回传至后端固定指挥所实时呈现。同时，单兵电台及背负电台便于灵活机动地深入前端战地现场，既能将现场采集的音视频信息，第一时间经“手持电台或背负电台-车载电台”回传前端通信指挥车，让前端指挥员能够实时直观掌控现场态势，又能与现场其他班组单兵或指挥员间进行语音、数据及视频业务的双向实时通信；另一方面，可通过通信塔上固定部署的图像采集设备（如各类IPC摄像头）或各型车辆上机动部署的图像采集设备（如车载摄像头）实时采集各级现场态势，同样视频编码压缩有线连接输出给固定电台或车载电台，再经“车载电台-固定电台”构建的无线宽带专网实时回传，最后同样经由固定电台有线接入军用光纤网回传至后端固定指挥所实时呈现。同时，各型车辆上部署车载视频调度终端，有线连接至车载电台，再经“车载电台-车载电台”构建的“动中通”无线宽带专网实时通信，可在车队驻停或行进过程中动态组网，即便车队队形发生变化，网络拓扑会动态重构，也不会影响各车间保持正常的语音、视频及位置信息等业务通信；

       3) 地面固定部署的SAR雷达（合成孔径雷达）、固定光电转台（支持三光：可见光、红外热成像和激光照明）将图像信息通过有线连接输出给固定电台，再经“固定电台-固定电台”构建的无线宽带专网实时回传，最后经由固定电台有线接入军用光纤网回传至后端固定指挥所实时呈现；车载部署SAR雷达将图像信息通过有线连接输出给车载电台，再经“车载电台-固定电台”构建的无线宽带专网实时回传，最后经由固定电台有线接入军用光纤网回传至后端固定指挥所实时呈现；单兵携带的智能手持终端上安装软终端APP，既可通过有线方式直接连接背负电台，又可通过无线Wi-Fi方式先接入现场CPE设备（用户侧设备，同时支持Wi-Fi AP接入和有线网口连接），然后由现场CPE设备通过有线方式直连背负电台，再经“背负电台-背负电台”或“背负电台-车载电台-背负电台”构建的无线宽带专网实现智能手持终端间的多方实时通信；

       4) 此外，地面各种无人化装备（如无人车、机器人、机器狗等）通过部署配套定制化宽带自组网电台，可与手持电台、背负电台、车载电台等构建机动区域无线宽带专网。一可实现不同无人化装备间数据链无线通信；二可实现不同无人化装备采集的各类数据及图像信息的实时回传；三可实现后端对不同无人化装备的远程控制。

2、空基场景

       1) 地基上部署的各型电台设备在复杂战场环境下进行覆盖通联时，其信号极易受到障碍物遮挡和多径衰弱等传播因素的影响，无论通信距离，还是传输带宽，往往都无法得以保障。虽然现场可通过将电台设备架高部署，以此增大覆盖通联的有效距离范围。但在复杂多变战场条件下实战应用时，相对可架设高度还是有限，这就需要充分利用空基平台（如有人机、无人机、无人升空器）的升空高度优势，搭载机载电台升空，为地面各型电台（如手持电台、背负电台、车载电台和固定电台）提供“地-空-地”间多跳中继传输链路，从而有效减小地形地物和地球曲率对无线电波传播的影响，进而甚至可将原来的非视距（NLOS）通信变为视距（LOS）通信，显著提升无线通信链路质量。此外，相对于地基上部署的各型电台设备，海基上各型舰船艇部署的微波宽带自组网船载电台（以下简称船载电台）虽然不易受障碍物遮挡影响，但仍然受制于地球曲率对无线电波传播的影响。故船载电台在与地基固定电台“海-陆”间无线宽带通联时，仍难以摆脱对固定电台架设高度的要求，这同样也需要利用机载电台的升空高度优势，以此作为“海-陆”间空中中继节点，构建“船载电台-机载电台-固定电台”的“海-陆”间无线宽带专网，进一步增大海基船载电台与地基固定电台的“海-陆”间无线宽带通联距离（如有效距离和极限距离）和提升二者间的传输性能（如吞吐量）；

       2) 空基平台搭载图像采集设备（机载光电吊舱）和机载电台（二者间可通过有线方式互连）同时升空，机动高效、快速部署，既可作为对地区域（地-空-地）或对海区域（海-空-地）的空中中继节点，进一步增强扩大无线覆盖范围，减少覆盖盲区，为地基各型电台和海基船载电台的空中中继传输链路提供保障；又能利用空中视野高度优势，将空中图传与地基图传（如固定光电转台、IPC摄像头、车载摄像头）或海基图传（如船载光电转台）有机结合，形成“立体式”无线图传网络，有效增大区域可视化范围，减少侦察死角的同时，更好实现侦察预知预判，为作战单元及后端指挥所提供更为直观全局的决策信息支撑。

3、海基（水面）场景

       1) 海基常规通信手段可实现语音通话、短报文通信及窄带数据传输等业务功能，但对于海域战场的多样性和复杂性，难以满足海基各型舰船艇远程“可视化”通信保障的“宽带化”需求。围绕“宽带通指”组网构链的实战应用需求，构建以海基船载电台、空基机载电台和陆基固定电台为主，综合利用既有军用光纤网的“海基与陆空、无线与有线、移动与固定”相结合的“海—陆”远程可视化宽带通信体系，着力破解前端现场舰船艇“信息孤岛”支撑不足和与后方各级指挥所通联不畅等问题；

       2) 在海面区域，海基舰船艇上可部署船载雷达、船载光电转台和船载电台（三者间可通过交换机或网关设备有线方式接入互连），船载电台与机载电台、固定电台间能够“固（固定）移（移动）”有机结合快速组网，可构建“船载电台-机载电台-固定电台”的区域宽带化远程无线专网。通过舰船艇上部署的图像采集设备（如船载光电转台）现场采集前端战场态势，然后视频编码压缩有线连接输出给船载电台，再经“船载电台-机载电台-固定电台”或“船载电台-固定电台”构建的“海-陆”无线宽带专网实时回传，最后经由固定电台有线接入军用光纤网回传至地面后端固定指挥所实时呈现。同时，舰船艇上部署的船载雷达将实时探测获取的相关目标战场环境信息，第一时间经“船载电台-机载电台-固定电台”或“船载电台-固定电台”构建的“海-陆”间无线宽带专网实时回传，最后数据经由固定电台有线接入军用光纤网回传至地面后端固定指挥所；

       3) 各型舰船艇上部署船载视频调度终端，有线连接至船载电台，再经“船载电台-船载电台”构建的“动中通”无线宽带专网实时通信，可在舰船艇编队停泊或航行过程中动态组网，构建“打不垮的海上移动网络”，确保各舰船艇编队保持正常的语音、视频及位置信息等业务通信。

4、天基场景

       1) 前端节点卫星通信指挥车上可共车部署车载卫星终端、车载摄像头和车载电台（三者间可通过交换机或网关设备有线方式接入互连），现场快速可达，其上车载电台可与手持电台、背负电台和其他车载电台间以任意网络拓扑、多跳中继方式，实现灵活无线组网，现场构建一张地基区域宽带无线网络。其作为前端机动型指挥中心，可为无线覆盖范围内的手持电台、背负电台提供通信网络支撑，对单兵人员或其他车辆进行统一指挥调度。同时，还可将单兵在一线前端现场采集的音视频信息，实时回传至前端指挥车上，让一线指挥员实时掌控现场动态，并在GIS地图上清楚看到单兵人员及各型车辆的实时位置及移动轨迹；