CN110460986A - 密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法，包括第一无线网桥子系统、第二无线网桥子系统、若干个无线网桥中继子系统、若干个第一无线中继及若干个无线多媒体终端；本发明根据密闭空间环境的不同，无线网桥以无线的方式构成直线通信链路，构成密闭空间的通信骨架，然后通过无线中继和移动终端构成无信号盲区的无线通信自组网网络，实现无线信号的全覆盖；无线中继和无线多媒体终端都包括自适应算法模块和路由模块，一个用来计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况，另一个结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞。

Description

密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法

【技术领域】

本发明属于应急通讯技术领域，尤其涉及一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法。

【背景技术】

我国是一个多山的国家，近年来，我国公路隧道、铁路隧道、地铁隧道建设的飞速发展。所谓密闭空间是指进出口受到限制、走向长度较长、四周有效空间较小以及污染类空气极其容易聚集的一种环境，比如公铁路隧道、地铁隧道以及矿井等。

在欢呼这些隧道再给我们带来快捷的同时，同时也要想到隧道中隐藏的危害，比如在隧道范围内交通堵塞引起的污染气体，当气体聚集到一定密度时，及其容易发生爆炸事故，或者隧道内发生交通事故等。同时作为密闭长距离空间的地下矿井，在工作人员工作期间，矿井中不稳定性环境因素非常多，及其容易发生爆炸事故。在类似这种环境地势复杂的长距离密闭空间，为防止二次事故和有效减少灾后人员伤亡和财产损失，需要一套能实时高效通信、互联互通以及能快速部署的无线应急通信系统。

目前类似密闭空间的应急通信系统都是以短距离有线或者无线局部应急通信为主，长距离有线通信系统为辅。在密闭空间短距离通信可以采用灵活经济的方案，比如放置微基站，但是在密闭空间内部有很长的距离时，如果使用微基站，成本明显较高，所以目前大都使用电缆、光缆等有线通信链路进行应急通信，密闭空间外部同样使用有线传输方式将灾后现场信息传送至指挥中心。

但是该类应急通信系统有很多不足之处，比如通信系统信号不能全覆盖密闭空间，且在遇到紧急救援情况下通信系统部署较麻烦，信道传输带宽只能够允许语音通信无法进行视频信号传输，救护队在信号盲区无法将救援信息及时传送出去。即使是无线通信，在多弯道或者多坡度的密闭空间内部，因为信号遮挡等原因导致传输信号大幅度衰减，当传输信息量较大的时候，易导致网络拥塞情况；长距离有线通信，在有线在遭到破坏后，不能快速修复好通信链路，严重影响灾后应急通信系统的部署速度，大大降低救援队的营救效率。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统及方法，以解决在长距离密闭空间中无法进行完全无线应急通信救援、信号衰减以及网络拥塞等问题。

本发明采用以下技术方案：密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，包括：

第一无线网桥子系统，安装于密闭空间的一端；

第二无线网桥子系统，安装于密闭空间的另一端；

若干个无线网桥中继子系统，间隔安装于第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统之间；

若干个第一无线中继，分布安装于密闭空间内部；及

若干个无线多媒体终端，分布安装于密闭空间内部；

其中，所述无线多媒体终端(6)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)、第一无线中继(7)和第二无线网桥子系统(2)；

所述第一无线中继(7)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)和第二无线网桥子系统(2)；

所述第一无线网桥子系统(1)无线连接所述无线网桥中继子系统(5)；

所述无线网桥中继子系统(5)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)。

进一步的，第一无线网桥子系统包括：

第一无线网桥；

第一定向天线，安装在第一无线网桥的一端，且朝向无线网桥中继子系统；

第二无线中继，通过第一传输线与第一无线网桥连接；

第一全向天线，安装于第二无线中继上。

进一步的，无线网桥中继子系统包括：

第二无线网桥；

第二定向天线，安装在第二无线网桥上，朝向第一定向天线或另一个无线网桥中继子系统；

第三无线网桥，与第二无线网桥相连接；

第三定向天线，安装在第三无线网桥上，朝向第二无线网桥子系统或另一个无线网桥中继子系统的第二定向天线；

第三无线中继，与第三无线网桥相连接；

第二全向天线，安装在第三无线中继上。

进一步的，第二无线网桥子系统包括：

第四无线网桥；

第四定向天线，安装在第四无线网桥的一端，且朝向第三定向天线；

第四无线中继，通过第二传输线与第四无线网桥连接；

第三全向天线，安装于第四无线中继上。

进一步的，第一无线网桥、第二无线网桥、第三无线网桥和第四无线网桥均包括ARM控制芯片、存储器、显示模块、网口/天线接口、5G双频模块、虚拟网卡模块及电池模块。

进一步的，第一无线中继、第二无线中继、第三无线中继、第四无线中继均包括FPGA芯片、自适应算法模块、路由模块、5G双频模块、虚拟网卡模块、网口/天线接口及电池模块。

进一步的，无线多媒体终端包括FPGA芯片、自适应算法模块、路由模块、电池模块及其他模块。

本发明的另一种技术方案：密闭空间长距离多媒体应急通信方法，包括以下步骤：

分别将第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统放置在密闭空间的两端；其中，第一无线网桥子系统中的第一定向天线朝向第二无线网桥子系统中的第四定向天线；

在密闭空间内部设置若干个可移动的无线多媒体终端；

通过第一无线网桥子系统中的第一无线网桥和第二无线网桥子系统中的第四无线网桥建立无线网桥直线通信链路；

通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网；

通过无线通信自组网进行其内部的数据通信，通过无线网桥直线通信链路进行密闭空间的整体数据通信。

进一步的，当密闭空间的距离大于第一无线网桥子系统和第二无线网桥子系统的通信距离和/或密闭空间内部具有弯道/坡道时，在第一无线网桥子系统的通信距离内、第二无线网桥子系统的通信距离内和/或弯道/坡道处放置无线网桥中继子系统；

其中，无线网桥中继子系统的第二定向天线朝向第一定向天线或与其相邻的无线网桥中继子系统的第三定向天线，无线网桥中继子系统的第三定向天线朝向第四定向天线或与其相邻的无线网桥中继子系统的第二定向天线；

通过第一无线网桥子系统中的第一无线网桥、第二无线网桥子系统中的第四无线网桥、无线网桥中继子系统的第二无线网桥和第三无线网桥建立无线网桥直线通信链路；

通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继、无线网桥中继子系统的第三无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网。

进一步的，方法还包括检测密闭空间内是否具有没有无线信号处，并在没有无线信号处放置第一无线中继；

通过第一无线网桥子系统中的第二无线中继、第二无线网桥子系统中的第四无线中继、无线网桥中继子系统的第三无线中继、第一无线中继和若干个无线多媒体终端建立无线通信自组网。

本发明的有益效果是：本发明根据密闭空间环境的不同，无线网桥以无线的方式构成直线通信链路，构成密闭空间的通信骨架，然后通过无线中继和移动终端构成无信号盲区的无线通信自组网网络，实现无线信号的全覆盖；无线中继和无线多媒体终端都包括自适应算法模块和路由模块，一个用来计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况，另一个结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞；无线网桥、无线中继以及无线多媒体终端构成无线网络拓扑结构，网络中的每个节点都可以充当中继节点，保证信息的通畅传输。

【附图说明】

图1为本发明实施例的拓扑结构示意图；

图2为本发明实施例中第一无线网桥子系统的结构示意图；

图3为本发明实施例中无线网桥中继子系统的结构示意图；

图4为本发明实施例中第二无线网桥子系统的结构示意图；

图5为本发明实施例中第一无线网桥/第二无线网桥/第三无线网桥/第四无线网桥的组成原理框图；

图6为本发明实施例中第一无线中继/第二无线中继/第三无线中继/第四无线中继的组成原理框图；

图7为本发明实施例中无线多媒体终端的组成原理框图；

图8为本发明实施例中密闭空间弯道/坡道处的无线网桥中继子系统的布置示意图。

其中：1.第一无线网桥子系统；2.第二无线网桥子系统；3.无线网桥直线通信链路；4.无线通信自组网；5.无线网桥中继子系统；6.无线多媒体终端；7.第一无线中继；

11.第一无线网桥；12.第一传输线；13.第一定向天线；14.第二无线中继；15.第一全向天线；

21.第四无线网桥；22.第二传输线；23.第四定向天线；24.第四无线中继；25.第三全向天线；

51.第二无线网桥；52.第三无线网桥；53.第二定向天线；54.第三定向天线；55.第三无线中继；56.第二全向天线；

61.自适应算法模块；62.路由模块。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明实施例公开了密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，如图1所示，包括安装于密闭空间一端的第一无线网桥子系统1、安装于密闭空间另一端的第二无线网桥子系统2、间隔安装于第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2之间的若干个无线网桥中继子系统5、分布安装于密闭空间内部的若干个第一无线中继7和分布安装于密闭空间内部的若干个无线多媒体终端6。

第一无线网桥子系统1无线连接第一无线中继7、无线多媒体终端6和/或无线网桥中继子系统5/第二无线网桥子系统2。第二无线网桥子系统2无线连接第一无线中继7、无线多媒体终端6和/或无线网桥中继子系统5/第一无线网桥子系统1。无线网桥中继子系统5无线连接第一无线中继7、无线多媒体终端6和/或其他无线网桥中继子系统5/第一无线网桥子系统1/第二无线网桥子系统2。第一无线中继7无线连接无线多媒体终端6和/或无线网桥中继子系统5/第一无线网桥子系统1/第二无线网桥子系统2/其他第一无线中继7。无线多媒体终端6无线连接第一无线中继7和/或无线网桥中继子系统5/第一无线网桥子系统1/第二无线网桥子系统2/其他无线多媒体终端6。

在本发明中连接方式多种多样，有以下几种方式：

当密闭空间的距离在第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2的通信范围内时，在密闭空间中可以只布设第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2，在密闭空间内再设置多个无线多媒体终端6即可进行通信。

当密闭空间的距离稍长一些，可以在第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2布设一个或多个无线网桥中继子系统5。

当密闭空间中有信号盲区或者信号弱的地方时，在该盲区或者信号弱的地方增设第一无线中继7。

通过上述的装置，在密闭空间中从其一端延伸至另一端可建立无线网桥直线通信链路3和无线通信自组网4，从而通过无线网桥直线通信链路3实现整个密闭空间的主链路通信，构成密闭空间的通信骨架。然后，通过构成无信号盲区的无线通信自组网4，实现局部的自组网之间的数据通信。最后结合无线网桥直线通信链路3和无线通信自组网4实现整个密闭空间中无线信号的全覆盖。

在长距离的密闭空间中，也可以不使用无线网桥中继子系统5、第一无线中继7等实现全覆盖的无线通讯，都能解决密闭空间中的无线通信，并取得相应的效果。

第一无线网桥子系统1、第二无线网桥子系统2和网桥中继子系统5用于构成密闭空间长距离通信的基本骨架，用第一无线网桥子系统1、第二无线网桥子系统2和无线网桥中继子系统5之间专门形成通信骨干网，可以将无线多媒体终端6之间、第一无线中继7之间互传的视频、音频和/数据，以最高的质量通过骨干网传输出去，在一定程度上避免了网络拥塞和延迟。

第一无线网桥子系统1、第二无线网桥子系统2和无线网桥中继子系统5中的无线网桥之间通过点对点的方式构成直线型通信链路，子系统中的无线中继和无线多媒体终端6通过无线连接成互联互通的无线通信自组网4(自组织网络)，每一个无线中继和无线多媒体终端6都是无线自组网的一个节点，其中，无线多媒体终端6的作用是采集灾后现场的音频、视频信息或者是其他救援信息(比如是救护队员的生命体征等)。

实施例1：

在本实施例中，第一无线网桥子系统1包括第一无线网桥11、第一定向天线13、通过第一传输线12与第一无线网桥11连接的第二无线中继14和安装于第二无线中继14上的第一全向天线15。

其中，第一定向天线13安装在第一无线网桥11的一端，且朝向第二无线网桥子系统2或无线网桥中继子系统5。

无线网桥中继子系统5包括第二无线网桥51、第二定向天线53、与第二无线网桥51相连接的第三无线网桥52、第三定向天线54、与第三无线网桥52相连接的第三无线中继55、安装在第三无线中继55上的第二全向天线56。

其中，第二定向天线53安装在第二无线网桥51上，朝向第一定向天线13或另一个无线网桥中继子系统5。第三定向天线54安装在第三无线网桥52上，朝向第二无线网桥子系统2或另一个无线网桥中继子系统5的第二定向天线53。

无线网桥中继子系统5布置于密闭空间内的弯道处以及坡道处，还可以在第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2的通信距离超限时，布置在二者之间，作为两个点对点无线网桥之间的信号中转站，可以防止第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2信号的折射而造成信号的衰减，避免因为弯道或者坡道而影响网桥子系统的信号。

第二无线网桥子系统2包括第四无线网桥21、第四定向天线23、通过第二传输线22与第四无线网桥21连接的第四无线中继24和安装于第四无线中继24上的第三全向天线25。

其中，第四定向天线23安装在第四无线网桥21的一端，且朝向第一定向天线13或第三定向天线54。

实施例2：

在本实施例中，应急通信系统由第一无线网桥子系统1、第二无线网桥子系统2、若干个无线多媒体终端6和若干个第一无线中继7组成。其中，第一无线网桥子系统1的第一定向天线13和第二无线网桥子系统2的第四定向天线23相对，进行密闭空间通讯链路的骨干。

第一无线网桥子系统1中的第二无线中继14、第二无线网桥子系统2中的第四无线中继24、若干个无线多媒体终端6和若干个第一无线中继7组成无线通信自组网4。

另外，在上述实施例1和实施例2中，第一无线网桥11、第二无线网桥51、第三无线网桥52和第四无线网桥21均包括ARM控制芯片、存储器、显示模块、网口/天线接口、5G双频模块、虚拟网卡模块及电池模块。

ARM控制芯片功耗低，电池可供网桥更长时间工作；体积小、高性能，可使得整个网桥具有更小的体积。ARM控制芯片内嵌Linux操作系统，支持跨平台硬件和丰富的软件支持，较低的移植成本，支持多用户多线程，具有较高的安全性和稳定性。

5G双频模块可在2.4GHz和5GHz双频段下工作，具有更稳定的WIFI无线信号和更高的信号传输速度，满足应急救援情况下高清音视频以及大数据无线传输要求，适应性能较好。

无线网桥的工作原理为：ARM控制芯片内嵌Linux操作系统，用于对系统进行资源的调度、资源分配以及对各模块的控制。5G双频模块、存储模块、显示模块、电池模块以及网口/天线接口都与ARM控制芯片直接连接。5G双频模块包括2.4GHz和5GHz两个工作频段，2.4G设备可连接2.4GHz发出的WIFI信号，5G设备可连接在5GHz发出的WIFI信号，若同时支持2.4G和5G的双频设备需要连接该无线网桥WIFI信号，内嵌Linux操作系统的ARM控制芯片可控制5G双频模块智能分配设备连接的频段，可以根据双频设备的优先级将双频设备连接在5GHz或者2.4GHz射频上，避免多个双频设备同时选择一个频段造成网络拥塞。存储模块用于存储在该无线网桥上已经传输过的音频、视频以及其他数据。显示模块用于显示该无线网桥的信号强度和电池的电量。电池模块用于在没有电线供电的情况下启用电池为设备各模块供电。POE供电模块用于在有电线供电的情况下为设备各模块供电。虚拟网卡模块用于管理其他无线网桥和无线中继的虚拟IP，构建虚拟网络环境。

第一无线中继7、第二无线中继14、第三无线中继55和第四无线中继24均包括FPGA芯片、自适应算法模块61、路由模块62、5G双频模块、虚拟网卡模块、网口/天线接口及电池模块。

FPGA主控芯片可与现有架构相互兼容，可快速对数据流进行处理，擅长算法设计，易于实现本发明中的自适应算法和路由算法。

5G双频模块可在2.4GHz和5GHz双频段下工作，双频并发，无线速率最大可达1100Mbps，具有更稳定的WIFI无线信号和更高的信号传输速度，满足应急救援情况下高清音视频以及大数据无线传输要求，适应性能较好。

电池模块，可用锂离子蓄电池组，电池能量密度大，输出电压高而且自放电小，有利于为通信设备长时间供电。

无线中继的工作原理为：ARM控制芯片内嵌Linux操作系统，用于对系统进行资源的调度、资源分配以及对各模块的控制，5G双频模块、存储模块、显示模块、电池模块以及网口/天线接口都与ARM控制芯片直接连接。5G双频模块包括2.4GHz和5GHz两个工作频段，2.4G设备可连接2.4GHz发出的WIFI信号，5G设备可连接在5GHz发出的WIFI信号，若同时支持2.4G和5G的双频设备需要连接该无线网桥WIFI信号，内嵌Linux操作系统的ARM控制芯片可控制5G双频模块智能分配设备连接的频段，可以根据双频设备的优先级将双频设备连接在5GHz或者2.4GHz射频上，避免多个双频设备同时选择一个频段造成网络拥塞。存储模块用于存储在该无线网桥上已经传输过的音频、视频以及其他数据。显示模块用于显示该无线网桥的信号强度和电池的电量。电池模块用于在没有电线供电的情况下启用电池为设备各模块供电。POE供电模块用于在有电线供电的情况下为设备各模块供电。虚拟网卡模块用于管理其他无线网桥和无线中继的虚拟IP，构建虚拟网络环境。FPGA芯片用于实现自适应算法模块和路由模块的功能。自适应算法模块用于计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况。路由模块结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞。

无线多媒体终端6包括FPGA芯片、自适应算法模块61、路由模块62、电池模块及其他模块。

无线多媒体终端6的工作原理为：无线多媒体终端6的作用是采集灾后现场的音视频信息以及其他救援信息。FPGA芯片用于实现自适应算法模块和路由模块的功能。自适应算法模块用于计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况。路由模块结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞。电池模块用于为无线多媒体终端各模块供电。外设接口可以是通信串口和天线接口。

其他模块可以是中央处理器或者其他功能性模块。根据无线多媒体终端6功能的不同可以选择相应的模块，假设是可以采集灾后现场音频和视频的无线多媒体终端，中央处理器可以选择内嵌Linux的ARM控制芯片(用于对系统进行资源的调度、资源分配以及对各模块的控制)，其他模块可以是音频采集模块(用于采集现场音频信息)、视频采集模块(用于采集现场视频信息)、射频模块(可以是2.4GHz和5GHz)存储模块(用于存储采集到的音视频信息)和红外激光辅助光源模块(用于辅助视频采集模块能在光照度低的环境下更清晰的拍摄现场画面)。

在本发明以上实施例中，无线网桥、无线中继和无线多媒体终端6都具备同时收发信号功能。所以需要对无线网桥、无线中继和无线多媒体终端进行频段划分，2.4G的工作频率范围为2.4GHz-2.4835GHz。设置接收工作频段2.4GHz-2.44GHz，发送工作频段2.45GHz-2.4835GHz。5G的工作频率范围为5.15GHz-5.85GHz，设置接收工作频段5.15GHz-5.4GHz，发送工作频段5.4GHz-5.85GHz。

本发明实施例还公开了一种密闭空间长距离多媒体应急通信方法，包括以下步骤：

步骤一、分别将第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2放置在密闭空间的两端；其中，第一无线网桥子系统1中的第一定向天线13朝向第二无线网桥子系统2中的第四定向天线23。

第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2中的无线网桥通过网线与无线中继连接，其中，无线网桥与定向天线连接，采用定向天线可增强信号强度且增加信号抗干扰能力，无线中继与全向天线连接，用于接入无线多媒体终端6和其他无线中继的信号，该无线中继作为无线自组网的中继节点，同时也发出无线信号连接附近无线多媒体终端6和其他的无线中继。

第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2中的无线网桥连接的定向天线方向指向密闭空间内部，即指向密闭空间进出口处，且进口与出口处无线网桥定向天线点对点对应，密闭空间内信号不发生折射使得直线型通信骨干网的信号衰减达到最小。

步骤二、在密闭空间内部设置若干个可移动的无线多媒体终端6。

通过第一无线网桥子系统1中的第一无线网桥11和第二无线网桥子系统2中的第四无线网桥21建立无线网桥直线通信链路3。

通过第一无线网桥子系统1中的第二无线中继14、第二无线网桥子系统2中的第四无线中继24和若干个无线多媒体终端6建立无线通信自组网4。

通过无线通信自组网4进行其内部的数据通信，通过无线网桥直线通信链路3进行密闭空间的整体数据通信。

在本发明的另一实施例中，当密闭空间的距离大于第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2的通信距离和/或密闭空间内部具有弯道/坡道时，在第一无线网桥子系统1的通信距离内、第二无线网桥子系统2的通信距离内和/或弯道/坡道处放置无线网桥中继子系统5。

当在密闭空间内遇到坡度或者是弯道的时候，其墙壁或者地面存在角度的原因，无线网桥的信号在一定程度上会被遮挡。即在密闭空间内部所需应急通信救援距离较长，无线网桥的发射距离小于所需应急通信救援距离，或者在密闭空间遇到弯道或者坡道，则需在密闭空间中加无线网桥中继子系统5。

无线网桥中继子系统5中两个无线网桥通过网线连接，其中一个无线网桥通过网线连接无线中继，该无线中继连接全向天线，两个无线网桥都接定向天线，与第一无线网桥子系统1相向的无线网桥作为下一个信号接收端，该接收端连接的定向天线方向与第一无线网桥子系统1的定向天线点对点对应。另一个无线网桥作为下一个信号发射端，其连接的定向天线方向与第二无线网桥子系统2中的定向天线点对点对应。

其中，无线网桥中继子系统5的第二定向天线53朝向第一定向天线13或与其相邻的无线网桥中继子系统5的第三定向天线54，无线网桥中继子系统5的第三定向天线54朝向第四定向天线23或与其相邻的无线网桥中继子系统5的第二定向天线53。

通过第一无线网桥子系统1中的第一无线网桥11、第二无线网桥子系统2中的第四无线网桥21、无线网桥中继子系统5的第二无线网桥51和第三无线网桥52建立无线网桥直线通信链路3。

通过第一无线网桥子系统1中的第二无线中继14、第二无线网桥子系统2中的第四无线中继24、无线网桥中继子系统5的第三无线中继55和若干个无线多媒体终端6建立无线通信自组网4。

如果加上一套无线网桥中继子系统5还是无法满足应急通信救援的距离要求，则根据上述所加的无线网桥中继子系统5的方法按需求继续添加该子系统，直到达到应急通信救援的距离要求，在通信骨干网中间按如上方法加中继，有利于实现密闭空间内远距离通信，且无线网桥之间的信号衰减最小。

在本发明的另一实施例中，该方法还包括检测密闭空间内是否具有没有无线信号处，并在没有无线信号处放置第一无线中继7。

第一无线网桥子系统1和第二无线网桥子系统2和无线网桥中继子系统5构成密闭空间长距离直线型无线通信链路，为了实现密闭空间应急通信救援距离内的信号全覆盖，在没有无线信号的路段，适当放置第一无线中继7，并且每个第一无线中继7连接全向天线，与邻接第一无线中继7信号对接。连接在无线网桥上的无线中继、独立的第一无线中继7以及无线多媒体终端6可以组成无线自组网，每一个无线中继和无线多媒体终端6都属于网络的一个中继节点，无线中继是静止节点，无线多媒体终端6是移动节点。

无线中继和无线多媒体终端6都包括自适应算法模块61和路由模块62，自适应算法模块61用于计算信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况。路由模块62结合信道剩余带宽大小和信号的功率衰减情况选择最佳通信链路，防止在应急时刻发生网络拥塞。

自适应算法模块61原理为：在设备A(无线中继或者无线多媒体终端6)周围100米范围内检测可用传输信道并进行根据距离进行数字排序。

设备A向在范围内检测到的其他设备B定期发送心跳包，计算设备A和其他设备B信道内的剩余带宽。

发射功率的衰减与距离的四次方成正比，可根据在距离的排序对功率的衰减进行排序，最后分别对各信道剩余带宽和功率衰减进行权重计算。

路由模块62原理为：根据自适应算法模块61计算的权重值的大小对设备之间的通信链路进行排序，两个设备之间通信的时候选择最优的通信链路进行通信，真正意义上的防止在应急时刻发生网络拥塞。

通过第一无线网桥子系统1中的第二无线中继14、第二无线网桥子系统2中的第四无线中继24、无线网桥中继子系统5的第三无线中继55、第一无线中继7和若干个无线多媒体终端6建立无线通信自组网4。

Claims (10)

1.密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，包括：

第一无线网桥子系统(1)，安装于所述密闭空间的一端；

第二无线网桥子系统(2)，安装于所述密闭空间的另一端；

若干个无线网桥中继子系统(5)，间隔安装于所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)之间；

若干个第一无线中继(7)，分布安装于所述密闭空间内部；及

若干个无线多媒体终端(6)，分布安装于所述密闭空间内部；

其中，所述无线多媒体终端(6)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)、第一无线中继(7)和第二无线网桥子系统(2)；

所述第一无线中继(7)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)、无线网桥中继子系统(5)和第二无线网桥子系统(2)；

所述第一无线网桥子系统(1)无线连接所述无线网桥中继子系统(5)；

所述无线网桥中继子系统(5)无线连接所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)。

2.如权利要求1所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线网桥子系统(1)包括：

第一无线网桥(11)；

第一定向天线(13)，安装在所述第一无线网桥(11)的一端，且朝向所述无线网桥中继子系统(5)；

第二无线中继(14)，通过第一传输线(12)与所述第一无线网桥(11)连接；

第一全向天线(15)，安装于所述第二无线中继(14)上。

3.如权利要求2所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述无线网桥中继子系统(5)包括：

第二无线网桥(51)；

第二定向天线(53)，安装在所述第二无线网桥(51)上，朝向所述第一定向天线(13)或另一个所述无线网桥中继子系统(5)；

第三无线网桥(52)，与所述第二无线网桥(51)相连接；

第三定向天线(54)，安装在所述第三无线网桥(52)上，朝向所述第二无线网桥子系统(2)或另一个所述无线网桥中继子系统(5)的第二定向天线(53)；

第三无线中继(55)，与所述第三无线网桥(52)相连接；

第二全向天线(56)，安装在所述第三无线中继(55)上。

4.如权利要求2或3所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第二无线网桥子系统(2)包括：

第四无线网桥(21)；

第四定向天线(23)，安装在所述第四无线网桥(21)的一端，且朝向所述第三定向天线(54)；

第四无线中继(24)，通过第二传输线(22)与所述第四无线网桥(21)连接；

第三全向天线(25)，安装于所述第四无线中继(24)上。

5.如权利要求4所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线网桥(11)、第二无线网桥(51)、第三无线网桥(52)和第四无线网桥(21)均包括ARM控制芯片、存储器、显示模块、网口/天线接口、5G双频模块、虚拟网卡模块及电池模块。

6.如权利要求4所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述第一无线中继(7)、第二无线中继(14)、第三无线中继(55)和第四无线中继(24)均包括FPGA芯片、自适应算法模块(61)、路由模块(62)、5G双频模块、虚拟网卡模块、网口/天线接口及电池模块。

7.如权利要求5或6所述的密闭空间长距离多媒体无线应急通信系统，其特征在于，所述无线多媒体终端(6)包括FPGA芯片、自适应算法模块(61)、路由模块(62)、电池模块及其他模块。

8.密闭空间长距离多媒体应急通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

分别将第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)放置在所述密闭空间的两端；其中，所述第一无线网桥子系统(1)中的第一定向天线(13)朝向所述第二无线网桥子系统(2)中的第四定向天线(23)；

在所述密闭空间内部设置若干个可移动的无线多媒体终端(6)；

通过所述第一无线网桥子系统(1)中的第一无线网桥(11)和所述第二无线网桥子系统(2)中的第四无线网桥(21)建立无线网桥直线通信链路(3)；

通过所述第一无线网桥子系统(1)中的第二无线中继(14)、所述第二无线网桥子系统(2)中的第四无线中继(24)和所述若干个无线多媒体终端(6)建立无线通信自组网(4)；

通过所述无线通信自组网(4)进行其内部的数据通信，通过所述无线网桥直线通信链路(3)进行所述密闭空间的整体数据通信。

9.如权利要求8所述的密闭空间长距离多媒体应急通信方法，其特征在于，当所述密闭空间的距离大于所述第一无线网桥子系统(1)和第二无线网桥子系统(2)的通信距离和/或所述密闭空间内部具有弯道/坡道时，在所述第一无线网桥子系统(1)的通信距离内、第二无线网桥子系统(2)的通信距离内和/或所述弯道/坡道处放置无线网桥中继子系统(5)；

其中，所述无线网桥中继子系统(5)的第二定向天线(53)朝向所述第一定向天线(13)或与其相邻的无线网桥中继子系统(5)的第三定向天线(54)，所述无线网桥中继子系统(5)的第三定向天线(54)朝向所述第四定向天线(23)或与其相邻的无线网桥中继子系统(5)的第二定向天线(53)；

通过所述第一无线网桥子系统(1)中的第一无线网桥(11)、所述第二无线网桥子系统(2)中的第四无线网桥(21)、无线网桥中继子系统(5)的第二无线网桥(51)和第三无线网桥(52)建立无线网桥直线通信链路(3)；

通过所述第一无线网桥子系统(1)中的第二无线中继(14)、所述第二无线网桥子系统(2)中的第四无线中继(24)、无线网桥中继子系统(5)的第三无线中继(55)和所述若干个无线多媒体终端(6)建立无线通信自组网(4)。

10.如权利要求8或9所述的密闭空间长距离多媒体应急通信方法，其特征在于，所述方法还包括检测所述密闭空间内是否具有没有无线信号处，并在所述没有无线信号处放置第一无线中继(7)；

通过所述第一无线网桥子系统(1)中的第二无线中继(14)、所述第二无线网桥子系统(2)中的第四无线中继(24)、无线网桥中继子系统(5)的第三无线中继(55)、第一无线中继(7)和所述若干个无线多媒体终端(6)建立无线通信自组网(4)。