窄带自组网
窄带自组网技术以语音通信系统为代表,通常以12.5kHz和25kHz的信道间隔承载数据,能够支持包括语音、传感器数据等在内的低速数据业务(有些也支持图片传输)。窄带和宽带相比,其硬件和软件技术实现相对简单,同等条件下抗干扰能力、延时和覆盖范围等性能要优于宽带,是比宽带自组网技术更为稳定、可靠的通信系统。
应急通信场景中,窄带自组网技术也被大部分应用在语音通信系统,该系统的特点是:
⇨ 网内所有设备工作在同一频点(包括基站和终端);
⇨ 所有设备能够发送自身数据,转发和接收周围设备传送的数据;
⇨ 所有设备之间使用无线互联,无需有线参与。
具体如下图所示,左侧终端发送语音后,通过几个中继(基站或者终端)的不断转发,终到达网络中的所有节点。
相比基于中心节点的语音通信系统,窄带自组网通信系统的主要优势在于:
⇨ 频率资源复用,节省频谱资源,终端漫游便捷;
⇨ 通过多跳链路完成区域覆盖;
⇨ 网内无需有线连接,部署灵活、快速。
与宽带自组网技术不同,窄带自组网技术通常没有路由概念,而是以广播的形式在网内传输数据,特别是基于语音的窄带自组网技术。其实现原理是通过不断接收和转发,来实现网内所有节点对信息的获取。其主要的技术难点在于:
⇨ 同步技术:网内节点需要实现精准同步,通常通过北斗或GPS来完成。但是在某些应急通信的复杂场景中,如地下室、隧道等,北斗和GPS不能再为系统提供精准定时,则只能依靠节点本身的算法来做网内同步。
⇨ 同频技术:需要通过频率校正,来确保各个设备的发射载频的中心频点偏差在允许范围内(一般是十几赫兹),以避免中心载频不同而导致的各种噪音。
⇨ 抗干扰能力:信号在传输、转发和接收的过程中,都会受到环境噪声、同频干扰和设备本身硬件(如锁相环,压控晶振等)的影响,导致信号衰减。这种现象在多跳链路中更为明显,其特点是随着多跳路径的增加,语音质量不断下降。
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