应急通信系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种应急通信系统及方法。
【背景技术】
[0002]由于手机的普遍使用，给现代的救灾抢险带来了便利，待救人员只要拨通手机就可联系到救援中心，及时得到救助。但如果发生重大自然灾害如地震，或发生战争的地区，移动通信系统和传输线缆可能全部损毁，从而给现代的救灾抢险带来了新的课题。
[0003]现有的救灾应急恢复通信系统如申请号为2010102938193《船载移动基站及基于船载移动基站的移动通信系统》，系统基本组成包括:天线单元、射频单元、基带单元、船载卫星小站、供电单元等；其工作模式为:利用既有的船载卫星小站连接空中卫星通信子系统，并通过与空中卫星通信子系统相连的地面移动通信子系统，为移动终端提供服务。
[0004]还有《地震应急卫星通信系统的设计与应用》见《震灾防御技术》2012年3月第7卷，第I期，该系统基本组成包括个中心站，建在中国地震台网中心即国家抗震救灾指挥部；19个固定站，建在19个省级地震局即省级抗震救灾指挥部；若干个移动站，包括便携站和车载站，分布在各个省市，特别是地震多发区；其工作模式为:当某地发生破坏性地震，通信系统中断，迅速调集周边的移动站部署在震区，震区建立现场指挥部，建立震区到省级救灾指挥部和国家救灾指挥部的通信连接，为灾区人民和救灾人员提供通信服务。
[0005]上述应急通信系统的缺点是:
[0006]1.救灾应急恢复通信的速度较慢；
[0007]2.应急恢复通信系统要求特定终端，无法实现普通手机接入，其应急应用场景受到很大的限制。
[0008]现有的卫星通信技术，移动GSM(Global System for Mobile Communicat1n)通信技术，LCS (Locat1n Services)定位技术，CAPS (Chinese Area Posit1ning System)导航技术，MSC, MGW，HLR，BSC都可以为应急通信系统所用。
[0009]CAPS (Chinese Area Posit1ning System)是一套利用通信卫星星座和地面导航设施实现对用户接收机进行实时定位的系统，可同时实现通信和定位业务，特别适合用于实现本系统，其中通信卫星星座为退役的GEO通信卫星；用户接收机可以是北斗接收机，GPS接收机或特制的CAPS接收机；地面导航设施包括一个主控站和若干分布在广大地区的地面站；其导航业务工作模式为:地面主控站装有原子钟负责提供系统时钟并虚拟星上原子钟，根据地面站反馈的信息计算通信卫星的位置，速度和其信号的发射时间，然后根据这些信息给通信卫星发射导航信号；通信卫星仅是简单的将导航信号进行转发，欲测定位置需要至少3颗卫星用于确定目标的3维坐标，若要进行导航则至少需要I颗额外的卫星用于计算速度.更多的卫星可用于估算和减少定位误差；通常采用双频载波技术用于提高定位精度，其原理是利用大气对于不同频率电磁波的折射率的不同来实时计算电池波的传导速度而不是简单的采用c来作为电磁波的传播速度，从而提高距离测量的精度。
[0010]LCS (Locat1n Services)业务是定义于3GPP的通信系统标准业务(3GPPTS29.171 Vl0.4.0 (2012-12))，其原理是利用至少3个移动站，测定从I个终端发出的同一条信号到达的时间tl，t2, t3，然后计算终端和三个移动站的距离从而定位终端位置.
[0011]MSC(Mobile Switching Center，移动交换中心)是通信系统的核心网元之一，是在电话和数据系统之间提供呼叫转换服务和呼叫控制的设备。MSC转换所有的在移动电话和PSTN和其他移动电话之间的呼叫。MSC完成呼叫连接、过区切换控制、无线信道管理等功能，同时也是移动网与公用电话交换网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)等固定网的接口设备。MSC是整个GSM网络的核心，它控制所有BSC的业务，提供交换功能及和系统内其它功能的连接，MSC可以直接提供或通过移动网关GMSC提供和公共交换电话网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、公共数据网(TON)等固定网的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户和固定网用户互相连接起来。
[0012]MSC从GSM系统内的三个数据库，即归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)和鉴权中心(AUC)中获取用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。另外，MSC也根据最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。作为GSM网络的核心，MSC还支持位置登记、越区切换、自动漫游等具有移动特征的功能及其它网络功能。
[0013]对于容量比较大的移动通信网，一个NSS (网络子系统)可包括若干个MSC、HLR和VLR0当某移动用户A进入到一个拜访移动交换中心(VMSC)，为了建立对该移动用户A的呼口H，要通过移动用户A所归属的HLR(归属位置寄存器)获取路由信息。
[0014]MGff的英文全称为Media Gateffay,中文含义为媒体网关:具有通用的分组交换核心一一其利用适应相应技术的交换终端(ET)可以适用于任何类型的基础传输网(IP、ATM或TDM)。负责在连接网中建立承载用户数据的承载连接。如果需要，MGW可以在部署传输技术(TDM、ATM和IP)之间转换。还负责最终用户数据的处理，如:编码/解码(Codecs)、回波消除(echo canceling)以及多路桥接等。
[0015]HLR的英文全称为Home Locat1n Register，中文含义为归属位置寄存器，它是一个负责移动用户管理的数据库，永久存储和记录所辖区域内用户的签约数据，并动态地更新用户的位置信息，以便在呼叫业务中提供被呼叫用户的网络路由。归属位置寄存器(HLR)是系统的数据中心，它存储着所有在该HLR签约移动用户的位置信息、业务数据、账户管理等信息，并可实时地提供对用户位置信息的查询和修改，及实现各类业务操作，包括位置更新、呼叫处理、鉴权和补充业务等，完成移动通信网中用户的移动性管理。
[0016]BSC指的是基站控制器(Base Stat1n Controller)，BSC控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，无线设备的操作和维护，移动台的业务过程，并提供基站至MSC之间的接口。BSC由以下模块组成:AM/CM模块:话路交换和信息交换的中心；BM模块:完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能；TCSM模块:完成复用解复用及码变换功能。
[0017]基于以上技术，电信运营商可以通过卫星传输来转接基站到核心网的信号，用以达到恢复通信的目的，但其存在以下缺点:
[0018]1.每个运营商需要各自准备独立的应急方案，浪费传输和卫星资源，浪费人力物力财力；
[0019]2.某些大型灾害的情况下，由于核心网也是建在周边主要城市，同样可能受损，这样应急方案就无法起作用；
[0020]3.电信运营商网络功能多，连接复杂，不利于管控灾区通信；
[0021]4.电信运营商网络信令流程多，拓扑复杂，接续时间长，接通率低，通话延迟更长;
[0022]5.国内的电信运营商基站没有集成LCS定位功能，无法提供定位业务辅助救灾。
【发明内容】
[0023]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种应急通信系统及方法，采用卫星无线电通讯，太阳能电池供电，可以做到不依赖外部条件立即恢复通信的目的，可为抗震救灾赢得非常宝贵的时间，同时本