京津冀灾区通信中断,无人机构筑“天基通信生命线”

当地震、洪水、泥石流、冰雪等自然灾害发生时，灾区往往面临着大面积通信、电力和道路中断的情况，普通应急通信手段往往无法快速恢复，给救灾行动带来诸多不便。然而，无人机搭载“空中基站”，已经成为应急通信保障“黑科技”。

近日，受“杜苏芮”影响，京津冀多地防汛形势严峻，通信受阻。在当前汛情形势严峻的情况下，中国三大电信运营商均使用了无人机应急通讯系统，构筑了防汛的“天基通信生命线”。最近几年，4G/5G无人机基站已经在抢险救灾场景中得到更广泛的应用，成为保障灾区通信的新手段。

无人机应急通讯大展身手

8月1日，中国联通组建应急通信联合团队前往北京门头沟受灾地区，通过无人机应急通信系统，融合卫星链路，实现4G网络接入，为门头沟区妙峰山镇斜河涧村及时提供应急通话和短信服务，保障受灾地区和外界的通信“生命线”畅通。

此次使用的无人机是中国联通应急通信领域的最新成果，包含无人机、空中基站、卫星回传链路。升空后的无人机应急通信系统，可提供稳定、可靠的4G网络信号覆盖，支持受灾群众和指挥调度人员同时拨打电话和发送短信，最多可以支持1000名用户同时在线，满足了应急所需，为通信全面恢复争取了时间。

8月2日，中国工业和信息化部、应急管理部紧急调派中国移动三架空中基站无人机到涿州执行应急通信保障任务。经过连夜调试，首架空中基站无人机于8月3日7时起飞作业，为当地架起“高空基站”。本次调派的空中基站无人机，每架有效信号覆盖范围超过30平方千米，能够支持200个中国移动用户同时通话。

系留式无人机  图源：中国移动官微

8月3日，中国电信紧急调配至北京的通信无人机已在房山、门头沟等地区执行巡航通信保障任务。

其中，系留式无人机基站信号覆盖半径约3公里，每台无人机基站可同时为600人提供通信服务，实现部分失联区域信号临时覆盖。

而Skycells-60V型垂起固定翼无人机基站则通过配合卫星地面站回传，无需机场跑道即可垂直起飞，升空后可迅速飞行至灾区上空提供通信接入。同时该款通信无人机采用大功率低频段基站结合全向天线进行覆盖，可在15公里半径内，提供滞空数小时的应急通信保障能力。

可以说，在通信基础设施受到破坏、通信环境恶劣等条件下，无人机应急通信的优势愈加明显，不仅为灾区及时提供了应急通话和短信服务，同时也助力了抢险保障工作的顺利开展。

无人机基站如何恢复通信？

与地面基站相比，无人机基站（ABS）对环境变化的适应能力更强，因此也可以将无人机部署在没有基础设施覆盖的区域提供紧急通信连接。在地震、海啸、山洪等自然灾害发生的时候，地面基站常常会被毁坏，灾害地区的通信基础设施损坏不能提供通信服务，这使得救援行动的开展受到较大的阻碍。

无人机基站不受灾害地区基础通信设施的限制，可以以主从无人机方式快速为灾害地区提供大范围的可靠通信，其中主无人机是固定的空中基站可以为应急通信控制中心提供可靠通信覆盖，从无人机则是以主无人机为中心用圆形轨迹飞行的空中基站，为边缘用户提供通信覆盖。

无人机可以分为固定翼和旋转翼无人机，固定翼无人机能够保持在空中的持续飞行，旋转翼无人机可以在空中悬停。因此，主无人机选择转翼无人机，悬停于灾区中心位置，从无人机选择固定翼无人机，以主无人机为中心，匀速飞行在灾区边缘，为边缘用户提供服务。

这里也特别介绍一下无人机基站是如何帮助灾区恢复通信的？

无人机之所以能在应急通信中发挥重要作用，是因为无人机应急通信系统起飞要求低，对洪涝、地震等自然灾害或山地、河谷、高原等地形条件都有很强的适应性，能够满足应急救援的突发性需求。

以固定翼应急救灾型无人机系统为例，其应急通信保障背后的方案是4G/5G+空天地一体化的保障体系，由大型固定翼无人机、4G/5G基站设备（包括BBU、RRU和天线）、卫星通信系统组成。

大型固定翼无人机搭载4G/5G基站设备和卫星通信设备，基站向灾区提供无线信号覆盖，并通过卫星通信系统将业务回传到卫星地面站，再连接到移动核心网。

据了解，大型固定翼无人机具有续航时间长，飞行距离远，飞行成本低等优势，可大幅度提升抢险救灾的应急响应效率和覆盖范围，为抢险救灾通信指挥提供强有力的应急通讯支撑。未来将在突发灾区中加快恢复通信保障发挥重要作用。

空天地一体化应急通信保障方案未来应用

为了加快恢复在突发状况下的应急通信保障能力，中国各大通信机构一直在技术研究和应用实践中探索。

实际上，早在2017年九寨沟发生地震后，中国移动就通过紧急调运了一套无人机高空基站连夜送达地震灾区，打通了方圆30多平方公里受灾区域的移动通信信号，完成了无人机高空基站在地震环境下的首次应用。

在2021年河南特大暴雨灾情中，中国移动受命于应急管理部，紧急派出的搭载基站设备的翼龙无人机，从贵州安顺长途奔袭至河南省巩义米河镇，完成了应急通信保障。据悉，该无人机基站7月21日从贵州安顺起飞，到22日早6时15分返回安顺，全程航行约16个小时，往返上千公里，有效保障了灾区5个小时的通信信号。

当然，任何一个单一的手段都不能完美解决所有的问题，必须把所有的应急管理手段有机地结合起来，协同合作，才能在应急救援中充分发挥最大作用。无人机基站也是如此。

虽然固定翼无人机可完全摆脱地面供电、通信回传的束缚，快速打通指挥中心与指定区域之间的通信，减少灾区人民群众的生命和财产损失，但面对复杂的灾情应该配置更多的应用手段，满足灾情多样化的通信需求。

比如，尽管系留式无人机存在覆盖范围较小的缺点，但通过系留线缆连接无人机，通过系留线缆从地面向空中的无人机提供传输和电源，从而可解决无人机电池持续能力有限，无法实现长时间滞空的问题。

据悉，除了直接提供通信之外，无人机系统还可以实现通信设施搭建。8月1日，在易县境内、紧邻涿州的过河大桥北关大桥附近，河北联通采用无人机带缆过河的方式，把通信光缆布防到河的另一边，仅用30分钟就实现光缆跨河，节约了整体抢修时间。

图源：中国联通官微

在突发灾害情况下加快恢复通信，已经成为政府以及产业界亟待解决的共性问题。在无人机应急通讯上，我们还应该考虑如何发挥空天地一体化应急通信保障方案的最大功能以及推广应用。目前灾难应急救援有很多种方式，比如地面通信车、汽车便携式卫星站等。未来，空天地一体化应急通信保障方案将与现有应急管理体系方案进行融合，从而形成合力，协同运作，成为解决应急通信保障非常重要的手段。