COFDM技术在人防应急通信中的应用

赵亮

【摘要】 本文介绍了COFDM调制技术的基本原理，分析了人防应急通信保障的任务，对基于COFDM技术的无线图像传输系统在人防应急通信中的运用情况加以介绍。基于COFDM技术的无线图像传输系统具有良好的通信效果，可为人防参与应急救援提供有力保障。

【关键词】 COFDM 人民防空 通信

一、COFDM技术概述

COFDM（coded orthogonal frequency division multiplexing），即编码正交频分复用调制。其中编码（coded）是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式；正交频分（orthogonal frequency division）是将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到在每个子信道上进行传输；复用（M）指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上形成一个频道。

COFDM是一种载波数字通信调制技术，被认为是未来移动通信系统中的重要技术。COFDM特点是各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰。每个子载波可使用不同的调制方法，各个载波能够根据信道状况选择调制方式，达到频谱利用率和误码率之间的最佳平衡；COFDM使用自适应调制方式，根据信道条件的好坏来选择不同的调制种类。其本质是一种充分利用无线电频谱资源的技术，基本原理是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。功率控制和自适应调制相协调，信道质量好的时候，发射功率不变，可增强调制方式（如64QAM），或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。其在杂波干扰下依然具有传送信号能力，常被利用在容易受外界干扰或者抗干扰能力较差的传输介质中。

二、人防应急通信的特点

近年来，相继发生特大冰雪灾害、汶川地震、舟曲泥石流，各类灾害频繁发生，人民生命财产安全受到严重威胁，突发自然灾害往往造成交通中断、电力线路破坏，开展应急救援致使通信需求急剧增大，通信线路也可能在应对突发事件的关键时刻因遭受破坏而失效。常规通信容量无法满足急剧增加的通信需求，通信设备超负荷使用而失灵。从而导致通信指挥失灵、应急行动陷入被动。

人防部门战时防空，平时防灾应急的“兩防一体化”职能，使得人防部门在防灾应急、处置突发事件方面具有得天独厚的优势，人防参与防灾处突应急行动，通信保障是其重要内容之一，应建立健全多手段保障、多业务互补、多网络支持的应急通信保障体系。

突发事件，发生地域不固定，情况难以预测，机动条件特殊，能否及时获取重大灾害和恶性事故等的第一手信息，是取得应急事件处理主动权的关键。光缆等固定通信设施往往在自然灾害中被破坏造成固定线路中断，难以有效发挥作用。不同通信网络在突发事件中损毁程度不同。应综合运用短波、超短波无线电台通信、卫星通信、微波通信等高科技通信手段，保证至少有一路通信畅通，保障应急指挥，为指挥员综合研判、指挥救援行动提供通信保障。

三、基于COFDM技术的无线图像传输系统在应急通信中的运用

突发事件不确定性、高复杂性、非常规性和敏感性等特点，涉及各个领域和部门，仅靠单一部门自身的通信保障能力很难满足需求，必须建立完善各部门一体的协同通信保障机制。地震、海啸、泥石流、冰雪等灾害的破坏性，决定了应急救援工作必须第一时间展开。“时间就是生命”，早一分钟，也许就能挽救很多人的性命，抢救许多公私财产和物资，因而应急救援具有迫切性。获得、传输现场第一手的信息，及时、准确为应急救援行动决策提供现场图像、声音信息，成为人防通信保障的重要任务之一。

近年来，人防部门针对应急救援、处置突发事件特点，装备了机动指挥系统。该系统由机动指挥车、信息采集车、单兵等组成。在人防部门接到处置突发事件、灾害应急通信任务时，立即派出机动指挥车、信息采集车、单兵开赴现场，由信息采集车采集现场图像、声音，实施传送到机动指挥车，由机动指挥车载卫星通信系统或公网转发至人防应急指挥所，再经人防应急指挥所分发至各应急救援部门；对于现场环境复杂，信息采集车无法开赴的地域，由单兵携带便携式摄像机及无线图像传输设备深入现场，实时传送现场音、视频信息；信息采集车可作为中继转发点以延长无线传输距离。该应急通信系统的技术核心，就是基于COFDM调制的无线图像传输技术。

COFDM调制技术解决了“非视距”、“动中通”等无线宽带传输系统中的难题，应用于无线图像传输系统时时延小，便于指挥员及时掌握现场情况，实现高效指挥。它的实用价值就在于支持视距传播限制，信号覆盖能力强，抗噪声和干扰能力强，具有很好的绕射和穿透遮挡物能力。

基于COFDM的无线视频传输系统适合在城区、建筑物内等非通视环境中使用，能以高概率实现图像稳定传输，受环境干扰小；适合在移动中传输数据，可应用于人防机动指挥车辆在移动中传递信息，未来可应用于人防应急通信保障用直升机或无人机；适合传输高画质信息，速率一般大于4Mb/S，满足应急救援需要；频谱利用率高，便于充分利用有限的频谱资源。随着高性能芯片技术及无线信道自适应技术的发展COFDM的应用范围将被引入数据传输，无线通信，多路音视频传输等多个领域，应用范围将更加广泛。