移动网络能连接偏远地区的第一响应者吗

2020-03-24 14:27:41

科罗拉多州落基山脉的高高原,以全景、野生动物、旧金矿和各种体育运动而闻名,正在吸引新的先驱者:致力于改善通信的工程师。

第一反应者面临许多通信挑战,包括无人居住的地方缺乏电池塔和不兼容的设备。 公共安全机构在应对野地火灾和其他紧急情况的同时,需要找到可靠地共享语音、文本、即时信息、视频和数据的方法。

国家标准和技术研究所的研究人员与国土安全部科学技术局合作,正在皮卡车和无人驾驶航空系统上安装微型移动通信网络,以测量缺乏无线基础设施的山区的信号强度和覆盖范围。

在丹佛以西几个小时车程的石膏附近的联邦土地上进行的NIST实验表明,移动网络仍有许多有待改进的地方。 地面系统的初步实验表明,在地形崎岖的地区-丘陵和山谷-覆盖范围很差,但机载系统提供了更好的覆盖范围。

NIST公共安全通信研究部门的电子工程师塞缪尔?雷(Samuel Ray)说:“到目前为止,测试现场的结果证实了我们的一些期望,并确定了一些在实验室中不明显的性能问题。

雷补充道:“由于地形原因,很难提供覆盖范围,特别是在蜂窝系统所需的频率上。” “作出反应的机构也可能遇到森林地区或有结构的城市环境。 所有这些因素都影响到覆盖范围,增加了提高通信平台的必要性。

NIST研究人员研究“可部署系统”,以帮助创建可互操作的临时网络。 不仅农村地区需要部署系统,而且还需要在无线覆盖受到破坏或大规模事件造成网络拥塞的其他情况下部署系统。 一些可部署的系统可以在商业上使用,但NIST正在研究任何人都可以使用的通用技术。

石膏工地的NIST实验使用长期进化(L TE)系统,这是目前广泛用于手机的最新无线标准。 据估计,全国500万公共安全人员传统上使用对讲机(陆地移动无线电),但许多人正在用LTE系统来补充他们的能力,LTE系统提供的数据传输率高达1000倍。

一年来,NIST一直在测量火箭的可部署系统性能。 石膏遗址由美国内政部土地管理局拥有,之所以被选中,部分是因为它是一个大高原,周围是相对平坦的灌木丛,是野地火灾的现实环境。

NIST的早期实验使用了地面和卡车安装的天线桅杆,天线桅杆比地面高2-4米(7-14英尺)。 覆盖面积从天线延伸到几百英尺;然而,覆盖范围很差,当跨越山丘或战壕时,信号完全下降,表明需要保持“视线”通道。

最近,NIST团队使用了一个无人驾驶航空系统,搭载了一个重量小于2.3公斤(5磅)的商用LTE网络系统。 平台一次在离地面121米(400英尺)的高空盘旋15分钟..

覆盖范围比以前扩展得更远,信号距离空中平台大约半英里。 根据石膏测量项目的首席工程师MaxMaurice的说法,NIST的工作人员正在研究几个稳定性问题,并寻找优化移动网络平台以获得更长的飞行和更有效的天线的方法。

一种可能的解决方案是用集成天线连接氦气球。 这种系统已经具备,可以在空中停留较长的测量时间。 但是石膏场地的海拔超过6000英尺,那里的空气变得稀薄,大大降低了气球的提升能力,雷说。 气球还将对培训和操作以及获取、储存和运输氦提出新的要求。

雷说:“许多供应商正在研究更好的空中通信网络设计;困难在于重量和功率,或者两者之间的平衡,还有许多物理限制。” 「我们正继续与业界人士讨论机会,并留意创新的解决方案及替代技术。」

“2020年,我们预计将在实地测试中引入更多的天线选择和弹性网络功能,并继续完善试验台。 这是一个前瞻性的研究领域,重点放在离商业供应还有四到五年的技术上,我们期望每年在该网站继续工作几次“。

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