前言
隨著通信網絡的發展和廣泛應用，人們對通信網絡的依存也越來越高。然而，突發事故引起的通信中斷也頻繁出現。如何快速有效地應急恢復通信網絡成為行業內關注的要點。車載應急通信系統作為應急通信最為廣泛的一種應用手段，以其靈活、快速的響應得到了各個運營商的認可。
1 應急通信的現狀與分類
1.1 應急通信基本情況
近幾年，各行各業都根據各自行業特點在應急通信方面加大了投入，建設了行業內部應急通信系統，例如水利防汛、交通、公安、消防等。
目前在專網中使用應急系統主要出于以下目的。
a) 為了提高出事現場的指揮能力，即時實現與指揮中心的通信和當地的通信能力，在某地出現意外時使用，主要業務包括電話、圖像等。例如武警部隊、衛生、交通部陸上交通事故和海上救援。
b) 作為代替當地的通信手段，在某地遭受自然災害，地面通信系統受到破壞時使用，例如地震局的應急通信系統。
1.2 應急通信的分類
從承擔的任務來分，應急通信主要包含3個方面：一是平時服務;二是及時應急，主要是為突發事件提供保障，這也是應急通信主要承擔的任務職責;三是戰時應戰。
從應急任務的性質來分，應急通信可以分為應急服務和應急保障。其中應急服務可以包括商業社會活動，包括內部的業務支撐。應急保障主要是體現社會性的責任，包括了重大通信事故、突發公共事件、戰爭軍事演習。從事件的歸屬來看，一是對外的事件保障，二是對內的事件保障。對內包括了業務的支撐、業務重大事故。對外主要是應對突發公共事件、戰爭、突發國事活動和商業活動等。
從功能上劃分，應急通信系統可分為：可獨立組網，完成各種非常規情況下的應急機動通信保障任務;替代各運營商公眾陸地移動網中的故障移動交換局、故障基站;增加各運營商公眾陸地移動網的容量及覆蓋范圍。
2 車載應急通信系統結構概況
2.1 CDMA網絡基站子系統的結構
車載應急通信系統由移動交換子系統和基站子系統組成，也可以根據需要只配置其中的部分網元，其他網元利用所使用地區的陸地移動通信系統。目前的車載應急通信系統車身內大多只配置移動基站子系統。車載應急通信系統采用CDMA 制式。
CDMA 無線子系統包含基站(BTS)、基站控制器(BSC)、分組控制功能實體(PCF)和接入認證(AN-AAA)等節點，具體構成如圖1所示。
BTC主要負責無線網絡管理、無線資源管理及移動性管理。通過碼速變換單元實現8K、13K、8K EVRC 語音編碼信號與64 kbit/s PCM 信號的變換。協助完成BSC與MSC間電路的管理。控制和支持BTS、MS 的功率控制。與PCF配合，完成與分組數據有關的無線信道控制功能。
BTS主要負責支持無線接口Um、提供CDMA 系統正向和反向各種邏輯信道、提供全向或扇形小區覆蓋、正向信道功率控制和反向信道對MS 的功率控制、空間分集和路徑分集接收和軟切換等功能。
PCF用于轉發無線子系統與PDSN 之間的消息，采用和BSC 合設方式。接入認證(AN-AAA)負責接入級的接入認證，原則上與AAA 合設。
2.2 傳輸系統的多渠道應用
車載應急通信系統的傳輸接入方式可采用PCM 2M 傳輸方式、HDSL 傳輸方式、微波傳輸方式、光傳輸方式和衛星傳輸方式等。
根據需求類型和服務的定位，應用場景為高突發話務量，對傳輸帶寬的要求較高，且不在很偏遠地域使用的地方，一般采用微波傳輸方式或光傳輸方式加以實現，微波傳輸方式也被車載應急通信系統廣泛采用。不過應對突發災難、重要任務保障等緊急情況，往往傳輸資源匱乏，條件惡劣，微波和光傳輸方式很可能不能使用，這種情況下應該配置衛星通信系統。圖2示出的是應急通信系統網絡示意。
圖
2 應急通信系統網絡示意 下面以選用衛星通信方式為例，簡單敘述應急通信系統的傳輸系統。
a) 衛星車所載BTS 的傳輸電路通過衛星電路回傳到各機動局所在地的固定地面站，再通過地面電路調度送到所接入的BSC，但具體送入哪個BSC 將主要取決于突發現場所處位置和BTS所選用的設備。
b) 選定衛星合適的頻段。由于C 頻段屬于衛星通信與微波通信共用頻段，在很多地區都有4/6 GHz 微波通信系統的應用，因此，可能存在的各類干擾較多;另外，相同增益的C 頻段天線尺寸較大，不適合車載站的使用，但其受雨衰影響相對較小。Ku 頻段作為衛星通信的專用頻段目前較少存在信號干擾問題，給固定站選址和車載站選擇使用場地都提供不少便利;Ku 頻段的天線尺寸較小，適于車載站的使用，方便于車載站的安裝、運輸和調測，缺點是受雨衰影響較大，需要通過增大系統的余量來補償雨衰的影響。由于應急通信車一般是有人值守站，可隨時根據天氣情況調整系統發射功率。從維護、管理的角度出發，建議選擇使用Ku 頻段。
c) 傳輸容量的考慮。衛星傳輸一般應用于常規傳輸手段無法解決的場景，如緊急任務、抗震救險、無覆蓋區，其對話務的需求量不大。一般可按1~2M考慮。
2.3 供電系統的要求
2.3.1 供電運行方式
車載應急通信系統的供電系統由發電機、交流配電柜、高頻開關組合電源、蓄電池等組成，電源系統必須保證穩定、可靠、安全地供電。
a) 交流引電。在有條件的情況下，系統以市電作為主用電源，發電機作為備用電源。在市電不具備或斷電的情況下，發電機為車載應急通信系統中的設備提供充足的電源。發電機的供、回油管路應與車輛油箱相連，需配備自動切換功能，在切換期間，由蓄電池供電，確保供電連續不間斷，保證通信設備的正常工作。
b) 直流電源。-48 V 直流供電系統由高頻開關組合電源(架內含交流配電單元、高頻開關整流模塊、監控模塊、直流配電單元)和閥控式鉛酸蓄電池組組成。為保證應急車設備及傳輸設備的合理供電運行及保護蓄電池，直流配電系統應具有2級電壓切斷裝置。第一級先切斷應急車負荷(優先保證傳輸設備用電)，第二級為蓄電池放電至終止電壓時切斷蓄電池(保護蓄電池)。
2.3.2 供電設備配置原則
a) 應急車交流電源引入功率和交流引入線均按應急車設備所需最大容量考慮。
b) 高頻開關電源配置原則：高頻開關組合電源機架按遠期容量配置，整流模塊按近期負荷配置，高頻開關電源中整流模塊數按n+1 冗余方式確定。其中n 為主用，n≤10時，1 臺為備用;n>10 時，每10 臺備用1 臺。主用整流模塊總容量應按負荷電流和均充電流(10小時率充電電流)之和確定。
c) 蓄電池配置原則：蓄電池總容量計算公式為
式中：
Q——蓄電池容量(Ah)
K——安全系數，取1.25
I——負荷電流(A)
T——放電小時數(h)
η——放電容量系數，按表1取值
α——蓄電池溫度系數，1/℃取0.008
t——實際蓄電池所在地的環境溫度(℃)(當地無采暖設備時，按5℃考慮)
表1 蓄電池放電容量系數(η)
2.4 載體車輛的結構特點
車輛作為車載應急通信系統的主要載體，在整個系統中承擔了所有設備的運載，并要求保證設備的安全與正常運行。載體車輛主要分為底盤、廂體、平衡系統、塔桅系統和控制系統5個方面。
2.4.1 車輛底盤
車載應急通信系統選用車輛的底盤必須是專業汽車生產廠家成熟的定型產品，并應根據車輛的載荷來確定，車輛的實際載重量應不超過總載重量的80%，安裝通信設備時不得對原車發動機和底盤做重大的改裝。
原車改裝并安裝通信設備及其附屬設備后，底盤離地間隙不小于0.25 m，接近角不小于25°，離去角不小于20°;汽車在空載、靜態情況下，側傾穩定角不小于35°。
2.4.2 車輛廂體
車輛廂體應采用重量輕、強度好、無污染、易修復、結構牢固、不易腐蝕、外型美觀的廂體，應具有很好的隔熱性，總傳熱系數不大于0.4 W/m2K。
廂體應按照國家相關規范設置廂體外照明燈和示廓燈、應急燈。并具有很好的密封性，密封門、天線頂板洞及饋線孔洞等應能夠有效地防雨、防塵。外部應有與外部系統連接的接口盤，接口盤上應標明相應的接口類型;內部應根據需要分割為主通信設備區和天線塔升降塔等輔助設備區，如果裝備有發電機組，則還要分割出單獨的發電機工作區，以隔絕噪聲、震動和污染，必要時應采取隔聲、消聲措施，降低噪聲干擾。
2.4.3 塔桅系統
天線桅桿是附加在車頂的一套升降系統，在工作時，上升至所需高度，支撐車載應急通信的收發天線;工作結束后，降下桅桿，待天線放置固定后，便于車輛移動，同時也保障了車輛行進的安全。
桅桿升降裝置主要包括液壓、氣壓和電動/手動幾種。液壓系統的最大優點就是承重能力大，穩定性、抗風能力強，升起高度高，缺點為占用空間較大，但液壓油需要每1~3 年定期更換;氣壓系統相對于液壓系統，承重能力較小，穩定性、抗風能力較差，但其占用空間比較小，維護比較方便。
2.4.4 控制系統
控制系統主要實現對天線桅桿(塔)的升降、平衡系統、天線方向(俯仰)調節結構、柴油發電機及防雨頂蓋等的自動控制功能。控制系統還應能實現在外電突然斷電時，自動啟動柴油發電機供電。同時控制系統應具有良好的操作方式和控制方式、能夠明確顯示各系統的工作狀態。
2.4.5 其他系統
車載應急通信系統除了上述四大方面的構成以外，還包括車輛及通信設備的防雷接地，車載空調的溫控系統，環境監控及告警系統等輔助功能系統。這幾套輔助功能系統均按照基站建設的相關標準和要求考慮。
3 討論與展望
3.1 節能減排和新能源的利用
目前，由國家發改委倡導的節能減排已經深入到各行各業的發展和研討中。節能減排已經在通信基站、通信設備等領域得以有效的實施，車載應急通信系統也應引入更新的理念和設計。首先要對車載系統本身進行優化，可選用強度更大，更為先進的輕型廂體材質以減輕重量、降低油耗;車載設備的集約化也相當重要，特別是通信基站系統的改進，可選用集成化更高的設備;車輛的動力系統也可采用新能源汽車，減少碳排放。
車載應急通信的供電系統，可以引入太陽能供電，在車身或者車頂布放可靠的定制太陽能板，增加蓄電池的蓄能和數量，車輛在趕往事發地點的途中便可以進行供電系統的運轉，進行蓄能。
3.2 進一步推進共建共享
工信部對運營商基站的建設提出了共建共享的要求，在近3年中也得到了實施，并收到了一定的成效。共建共享可以整合資源、提高效率，特別是在應急通信領域的應用也尤為重要。各個運營商對應急通信的理解應該跳出盈利的圈子，真正意義上實現在緊急情況下，對通信網絡的支撐。隨著3G的發展，從設備選擇方面可以采用多頻段智能天線，BTS設備也得到了升級，實現了體積更小，功能更多，完全有可能在同一車輛廂體內放置多運營商網絡設備。
