专利名称：一种灾后搜救生命探测方法及生命探测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灾后搜救生命探测技术领域，特别涉及一种灾后搜救生命探测方法及生命探测装置。
背景技术：
自然灾害具有瞬间发生、破坏剧烈、监测预报困难、社会影响深远等特点，例如，破坏性强烈的地震、山体滑坡等灾害，给国家经济建设和人民生命财产安全造成巨大的危害和损失。国内外无数次的自然灾害事例证明，灾后紧急救援技术水平对于减轻灾害损失具有极其重要的意义。我国目前在灾害紧急救援技术方面还十分薄弱，主要依靠人力、搜救犬以及生命探测装置进行生命探测，以寻找幸存者。人力和搜救犬探测效率比较低下，且受周边环境影响严重。现有生命探测装置均存在着受现场环境影响较大、搜索空间范围小、搜索速度慢、 缺乏快速定位能力等缺点，远远满足不了灾后废墟埋压的被困人员大范围快速搜救的需求。为了解决现有技术中生命探测装置受到环境影响严重，导致搜救效率低下的问题，一种基于手机的灾后生命探测方法和系统被提出。如图1所示，这种系统由手机(移动终端)和若干生命探测装置(基站)组成。发生灾情后，由生命探测装置(基站)发送消息诱发被困人员手机(移动终端)进行登记接入，搜索生命探测装置发出的信号建立紧急链路链接。生命探测装置根据求救信号，确定移动终端并进行定位操作，最终确定被困人员的位置，进行有效的施救。在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题基于诱发手机注册的灾后生命探测装置组成的生命探测网是一种伪移动通信网， 虽然能完成手机的定位探测功能但正常通信功能难以得到保证。而手机处在通信状态时， 只能与当前基站保持通信，因此生命探测网与公用移动通信网络(公网)存在一定的互斥关系并由此引发一系列问题。并且，由于生命探测网与公用移动通信网络的互斥关系将导致下行干扰加重、切换失败等问题，直接影响灾区手机的正常通信。在灾后公用移动通信网络未瘫痪或应急通信网搭建完成的环境下，现有技术中尚没有解决该问题的方案。
发明内容
为了解决现有技术中由于生命探测网与公用移动通信网络无法兼容而影响灾区正常移动通信的问题，本发明实施例提供了一种灾后搜救生命探测方法及生命探测装置。 所述技术方案如下一种灾后搜救生命探测方法，所述方法包括生命探测装置监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号；如果有，则所述生命探测装置转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号；
如果无，则所述生命探测装置发送控制信号，诱发接收到所述控制信号的手机发起登记接入，接收所述登记接入的信号，并登记所述手机的信息。所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置发送控制信号，诱发接收到所述控制信号的手机发起登记接入；接收所述登记接入的信号，登记所述手机的信息，并转发该登记接入的信号给所述公用移动通信网络基站。所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置放大并转发所述公用移动通信网络基站发射的控制信号，诱发接收到所述控制信号的表层手机发起登记接入；接收所述登记接入的信号，登记所述表层手机的信息，并转发该登记接入的信号给所述公用移动通信网络基站。所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置接收并解码所述公用移动通信网络基站的前向链路信号，实现与所述公用移动通信网络基站的同步。所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置放大并转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。所述生命探测装置转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，包括所述生命探测装置搜索得到信号最强的所述公用移动通信网络基站，并转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。一种生命探测装置，该装置包括无线监测单元、控制信号单元、转发单元和登记接入单元，其中，所述无线监测单元，用于监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号；所述控制信号单元，用于生成控制信号并发送；所述转发单元，用于转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号；所述登记接入单元，用于接收手机发起的登记接入的信号，并登记所述手机的信肩、ο所述转发单元进一步包括前向转发子单元和反向转发子单元，其中，所述前向转发子单元，用于在前向链路接收和转发所述公用移动通信网络基站的通信信号；所述反向转发子单元，用于在反向链路接收和转发所述手机的通信信号。所述转发单元进一步包括放大子单元，用于放大所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。所述转发单元进一步包括同步子单元，用于与所述公用移动通信网络基站进行同
步ο本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是本发明实施例通过生命探测装置对无线环境的监测，在公用移动通信网络有信号的情况下，能与之配合完成探测功能且不影响手机正常通信。在公用移动通信网络无信号的情况下，能独立完成探测功能，以保证搜救过程平稳有序进行。从而实现了生命探测装置与公用移动通信网络的融合与兼容，无论公用移动通信网络有无信号均能完成生命探测过程，保障了探测工作的顺利开展，有效的解决了由于生命探测网与公用移动通信网络无法兼容而影响灾区正常移动通信的问题。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中基于手机的灾后生命探测系统示意图；图2是本发明实施例1提供的灾后搜救生命探测方法原理流程图；图3是本发明实施例3提供的生命探测装置结构示意图；图4是本发明实施例4提供的生命探测装置中转发单元300结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。当地震等自然灾害发生后，大型建筑倒塌的废墟中会有大量的人员被困或者被埋，灾区的公用移动通信网络有可能瘫痪，也可能并未瘫痪或者经过抢修可以实现应急通信。在这种情况下，生命探测装置在进行生命探测时，由于生命探测装置的信号比较强，会与公用移动通信网络基站的信号产生严重的干扰，造成手机无法与公用移动通信网络基站进行通信。这种干扰也会对生命探测的过程造成影响。当生命探测装置(探测网基站)与公用移动通信网络基站同时工作时，手机根据公用移动通信网络基站与生命探测装置前向链路的导频信道Ec/Io来确定主服务基站。通常生命探测装置为了具备良好的搜救能力， 前向导频功率较普通基站大，因此一般情况下，手机选择生命探测装置为主服基站。然而生命探测装置不具备正常通信功能，这直接影响了当地手机的正常通信，影响救援工作。由于现有的CDMA移动通信系统为自干扰系统，生命探测装置与公用移动通信网络基站下行信道公用同一频段。当手机以公用移动通信网络基站为主服基站进行待机或通话状态时，将导致手机在接收公用移动通信网络基站下行消息时受到生命探测装置下行信号的干扰，严重时会导致无法正常通信。本发明实施例提供的方案原理如下在灾害导致当地公用移动通信网络瘫痪且应急通信网尚未建立完成的情况下，生命探测装置自行发送前向链路信号(导频信号、同步信号以及系统消息等)用以诱发手机发起登记进而获取其位置及用户信息。当灾害未导致公用移动通信网络瘫痪或应急通信网建立完成的情况下，探测网基站不再自行发送信号而进入兼容状态在前向链路，接收并解码公用移动通信网络基站的前向链路信号实现与公用移动通信网络基站的同步，与此同时将前向链路信号放大并转发给废墟深层中的手机， 诱发其发起登记。在反向链路，接收并解码登记消息获取手机位置及用户信息，与此同时将登记信号放大并转发给公用移动通信网络基站以实现手机与公用移动通信网络基站的通fn °本发明实施例是基于一种基于手机的灾后生命探测方法和系统的，本发明实施例中的探测基站可以是基于手机的生命探测方法中的生命探测装置，也可以是具有相应功能的其它信号发生装置。实施例1本发明实施例1提供的灾后搜救生命探测方法具体如图2所示，包括如下步骤步骤10，生命探测装置监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号。本发明实施例提供的生命探测装置，适用于如图1所示的生命探测系统，其基本的工作原理是生命探测装置模拟公用移动通信网络基站的运行模式，在公用移动通信网络基站的前向链路控制信道发送控制信号，诱发收到控制信号的手机发起登记接入，登记手机的信息。由于生命探测装置与公用移动通信网络基站的运行基本原理基本相同，所以生命探测装置具备公用移动通信网络基站的功能。这里，生命探测装置需要监测待探测区域的无线环境，判断在该区域是否存在公用移动通信网络的无线信号，也就是判断该区域是否公用移动通信网络仍然在运行。步骤20，如果有公用移动通信网络无线信号，则生命探测装置转发公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。如果生命探测装置监测到待探测区域存在公用移动通信网络无线信号，则说明该区域的公用移动通信网络还在正常运行，废墟中的手机可以通过公用移动通信网络与外界取得联系，从而得到搜救。并且，手机通过公用移动通信网络与外界的联系也是不可或缺的，因而，不能破坏手机与公用移动通信网络之间的通信。生命探测装置就需要转发公用移动通信网络与手机之间的通信信号。特别的，生命探测装置为了可以有效的转发公用移动通信网络与手机之间的通信信号，需要确定公用移动通信网络中信号最好的基站，并转发该基站与手机之间的通信信号。一般来说，生命探测装置搜索无线环境，通过测量接收到的公用移动通信网络中各个基站导频信号等的强弱，可以判定信号最强的基站。特别的，因为灾区的无线环境十分复杂，被埋在废墟下的手机很可能因为无线信号的衰减以及其它的干扰等原因而无法与公用移动通信网络基站取得联系。生命探测装置转发公用移动通信网络基站的通信信号，可以利用生命探测装置一般功率比较大的特点， 使被困在废墟深层的手机也可以接收到公用移动通信网络基站的通信信号。同时，生命探测装置还可以将深层手机的信号转发给公用移动通信网络基站，提高搜救的效率。特别的，生命探测装置在转发公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号的时候，可以对这些信号进行放大，提高这些通信信号的功率，以使废墟更深层的被困人员的手机可以被探测到，并且与公用移动通信网络基站建立联系。特别的，生命探测装置不仅可以转发公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，还可以转发公用移动通信网络基站下发的控制信号，然后接收到该控制信号的手机发起登记接入，生命探测装置同样转发给公用移动通信网络基站，这样，协助公用移动通信网络基站完成生命探测的过程。特别的，生命探测装置可以自行发送控制信号，诱导收到控制信号的手机发起登记接入，同时将这些登记接入信号转发给公用移动通信网络基站，协助公用移动通信网络基站完成生命探测的过程。特别的，生命探测装置在转发手机发送给公用移动通信网络基站的信号时，同时将该手机的信息存储，登记手机的信息，自行维护探测到的手机的信息，并经过计算的到该手机的具体位置，从而完成生命探测的过程。特别的，生命探测装置要转发公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，需要与公用移动通信网络基站建立同步关系，这就需要生命探测装接收并解码公用移动通信网络基站的前向链路信号，实现与所述公用移动通信网络基站的同步。这里的生命探测装置更像是一个直放站，完成类似于现有的无线信号直放站的功能，可以转发和放大公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，从而扩大的公用移动通信网络基站覆盖的范围，提高了搜救的效率。步骤30，如果无公用移动通信网络无线信号，则生命探测装置发送控制信号，诱发接收到控制信号的手机发起登记接入，接收登记接入的信号，并登记手机的信息。如果生命探测装置在待探测区域没有监测到公用移动通信网络的无线信号，则说明公用移动通信网络已经毁坏，应急通信还没有建立。此时，生命探测装置独立开始生命探测的过程。具体的过程中，生命探测装置发送控制信号，诱发接收到的手机发起登记接入， 并接收这些登记接入信号，登记手机的信息。具体的，可以多个生命探测装置组网，利用多个生命探测装置接收到的同一手机不同的登记接入信号，通过计算这些登记接入信号的时间差和强度差等，来对该手机进行定位，从而得到该手机确切的位置，方便进行搜救工作。特别的，被困手机在接收到生命探测装置发送的控制信号后，发起登记接入，发送登记接入信号；生命探测装置接收登记接入信号，从中解析手机的信息并登记。实施例2本发明实施例2提供的方案中，生命探测装置首先监测待探测区域的无线网络环境，如果该区域没有公用移动通信网络信号，则生命探测装置自行发送前向链路信号(导频信号、同步信号以及系统消息等)用以诱发手机发起登记接入，进而获取手机位置及用户信息。如果该区域存在公用移动通信网络信号，生命探测装置进入兼容状态，解码公用移动通信网络基站前向链路信号，并与公用移动通信网络基站实现同步，在寻呼信道中发送一条“登记请求控制信息”控制废墟表层的手机再次发起登记。这里之所以要要求表层手机再次发起登记接入，是因为在生命探测装置开始探测之前，可能有的表层手机已经完成了与公用移动通信网络基站的登记接入而不再响应生命探测装置，因而可能引起生命探测装置遗漏了部分手机的搜救工作。生命探测装置在手机发起登记接入后，解码反向链路的登记接入消息获取表层手机位置及用户信息。然后生命探测装置放大公用移动通信网络基站前向链路信号用以诱发被埋在废墟深层的手机发起登记接入，解码反向链路的登记接入消息获取深层手机位置及用户信息，同时将登记消息放大后发给公用移动通信网络基站。这个过程中，生命探测装置首先以正常的功率转发公用移动通信网络基站信号， 诱发表层手机发起登记接入，完成表层手机的登记定位。然后放大公用移动通信网络基站的信号，诱发深层手机发起登记接入，从而完成深层手机的登记定位。特别的，本发明实施例中，生命探测装置产生的控制信号其实就是在公用移动通信网络基站的前向链路发送一个控制信号，与普通的公用移动通信网络基站发送的控制信号相同。手机在接收到这个控制信号后，会发起位置更新的过程，从而主动与基站或者生命探测装置取得联系，这个过程就是手机的登记接入过程。因而，本发明实施例中，不需要对手机做任何改动，现有的手机均可以实现灾后搜救生命探测的过程。实施例3如图3所示，本发明实施例3提供的生命探测装置包括无线监测单元100、控制信号单元200、转发单元300和登记接入单元400，具体如下无线监测单元100，用于监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号。控制信号单元200，用于生成控制信号并发送。这里的控制信号单元200，用于生成诱发手机发起登记接入的控制信号，并发送。 一般的，这个控制信号就是生命探测装置在前向链路控制信道发送的一个控制信号，例如导频信号、同步信号以及系统消息等，手机接收到这些消息后，会发起一个位置更新的过程，从而主动与生命探测装置取得联系，完成接入登记过程。转发单元300，用于转发公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。转发单元300用于完成公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，在前向链路接收公用移动通信网络基站的信号并转发，在反向链路接收手机的信号并转发。登记接入单元400，用于接收手机发起的登记接入的信号，并登记手机的信息。登记接入单元400用于在手机发起登记接入的时候，接收该登记接入信号，并登记手机的相关信息，利用这些信息，可以计算手机的位置，完成定位过程。实施例4如图4所示，上述实施例3中的转发单元300进一步包括前向转发子单元301、反向转发子单元302，其中，前向转发子单元301，用于在前向链路接收和转发公用移动通信网络基站的通信信号。反向转发子单元302，用于在反向链路接收和转发手机的通信信号。较佳地，上述的转发单元300进一步包括放大子单元303，用于放大公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。放大子单元303将前向转发子单元301和反向转发子单元302接收的信号放大后，在经过前向转发子单元301和反向转发子单元302转发出去。较佳地，上述的转发单元300进一步包括同步子单元304，用于与公用移动通信网络基站进行同步。这里，同步子单元304用于经过前向转发子单元301接收到的公用移动通信网络基站前向链路上的控制信号，通过控制信号中的同步信号与公用移动通信网络基站实现同
止
少ο特别的，本发明实施例3以及实施例4提供的生命探测装置可以应用于上述实施例1及实施例2提供的方案中。综上，本发明各个实施例通过生命探测装置对无线环境的监测，在公用移动通信网络有信号的情况下，能与之配合完成探测功能且不影响手机正常通信。在公用移动通信网络无信号的情况下，能独立完成探测功能，以保证搜救过程平稳有序进行。从而实现了生命探测装置与公用移动通信网络的融合与兼容，实现了无论公用移动通信网络有无信号均能完成生命探测过程，保障了探测工作的顺利开展，有效的解决了由于生命探测网与公用移动通信网络无法兼容而影响灾区正常移动通信的问题。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种灾后搜救生命探测方法，其特征在于，所述方法包括生命探测装置监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号；如果有，则所述生命探测装置转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号；如果无，则所述生命探测装置发送控制信号，诱发接收到所述控制信号的手机发起登记接入，接收所述登记接入的信号，并登记所述手机的信息。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置发送控制信号，诱发接收到所述控制信号的手机发起登记接入；接收所述登记接入的信号，登记所述手机的信息，并转发该登记接入的信号给所述公用移动通信网络基站。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置放大并转发所述公用移动通信网络基站发射的控制信号，诱发接收到所述控制信号的表层手机发起登记接入；接收所述登记接入的信号，登记所述表层手机的信息，并转发该登记接入的信号给所述公用移动通信网络基站。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置接收并解码所述公用移动通信网络基站的前向链路信号，实现与所述公用移动通信网络基站的同步。
5.如权利要求1 4任一所述的方法，其特征在于，所述生命探测装置在判断存在所述公用移动通信网络无线信号时，还包括所述生命探测装置放大并转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生命探测装置转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号，包括所述生命探测装置搜索得到信号最强的所述公用移动通信网络基站，并转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。
7.—种生命探测装置，其特征在于，该装置包括无线监测单元、控制信号单元、转发单元和登记接入单元，其中，所述无线监测单元，用于监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号；所述控制信号单元，用于生成控制信号并发送；所述转发单元，用于转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号；所述登记接入单元，用于接收手机发起的登记接入的信号，并登记所述手机的信息。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转发单元进一步包括前向转发子单元和反向转发子单元，其中，所述前向转发子单元，用于在前向链路接收和转发所述公用移动通信网络基站的通信信号；所述反向转发子单元，用于在反向链路接收和转发所述手机的通信信号。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述转发单元进一步包括放大子单元，用于放大所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述转发单元进一步包括同步子单元，用于与所述公用移动通信网络基站进行同步。
全文摘要
本发明公开了一种灾后搜救生命探测方法，属于灾后搜救生命探测技术领域。所述方法包括生命探测装置监测无线环境，判断是否存在公用移动通信网络无线信号；如果有，则所述生命探测装置转发所述公用移动通信网络基站与手机之间的通信信号；如果无，则所述生命探测装置发送控制信号，诱发接收到所述控制信号的手机发起登记接入，接收所述登记接入的信号，并登记所述手机的信息。本发明还提供一种生命探测装置。本发明通过生命探测装置对无线环境的监测，无论公用移动通信网络有无信号均能完成生命探测过程，保障了探测工作的顺利开展，有效的解决了由于生命探测网与公用移动通信网络无法兼容而影响灾区正常移动通信的问题。
文档编号H04W76/02GK102548024SQ201110448368
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者万能, 余彦培, 孙晓飞, 王晓冠, 肖延南, 邓中亮, 陈才湖 申请人:北京邮电大学