CN110868708A - 一种应急通信保障方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应急通信保障方法及其系统，方法包括：应急终端向应急指挥平台发送应急请求；应急指挥平台接收应急终端发送的应急请求，并向通信资源管理系统发送通信资源保障要求；通信资源管理系统接收应急指挥平台的通信资源保障要求并进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则向运营商申请通信资源权限；将通信资源权限发往应急指挥平台；应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令并发送给应急终端；应急终端从应急指挥平台上接收应急处置业务命令并从运营商获得通信资源。本发明能够快速适应突发情况，就近获取并在应急处置过程中以最快的速度应用，提高了应急处置效率。

Description

一种应急通信保障方法及其系统

技术领域

本发明涉及应急通信领域，具体涉及一种应急通信保障方法及其系统。

背景技术

发生突发事件之后，在应急处置过程当中，保障应急处置人员有效的通信可以极大地提高工作效率并减少损失。在发生大型自然灾害之后，当地电力线路与通信设施往往会遭到破坏，此时使用卫星通信可以保证应急处置人员与应急指挥中心的联络畅通。然而，使用卫星通信所需的资费高昂，且卫星通信资源稀缺，难以承受大量人员同时使用，并且并非所有卫星通信均能够维持稳定的通信。在突发事件当中，各种通信系统可能出现不同程度的损伤或通信干扰，赋予前线应急终端迅速切换通信方式的能力和权限，可以在充分利用通信资源的情况下保障应急终端的通信能力。

通过汽车或飞机中搭载通信模块中继信号的方法，以及使用包含多种通信模块的应急通信手提箱是当前的常见方案，然而这两种方案的设备庞大，不适合于携带，并且在部署和使用上并不灵活，应急处置过程中无法以最快速度应用，影响早期的应急处置效率。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述不足，本发明提供的一种应急通信保障方法，包括：

当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；

应急终端从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源。

优选的，所述向应急指挥平台发送应急请求，包括：

基于是否存在可接入的其他运营商信息确定发送的应急请求内容；

将所述应急请求内容通过卫星通信网络向应急指挥平台进行发送。

优选的，所述基于是否存在可接入的其他运营商信息确定发送的应急请求内容，包括：

如果存在可以接入的其他运营商的通信资源时，则向应急指挥平台发送切换至可用运营商的通信资源的应急请求；

否则，搜索公共通信网络，如果存在，则采集公共通信网络的通信参数，并向应急指挥平台发送使用所述通信参数下的公共通信网络的通信资源的应急请求；否则，向应急指挥平台发送提供可供应急终端通讯的通信资源的应急请求。

优选的，所述公共通信网络的搜索，包括：

应急终端通过频谱扫描对设定范围内的无线信号进行扫描；

当发现设定范围内存在无线通信信号后，基于相频谱划分规则判断无线通信信号是否为公共通信网络；

当确定无线通信信号为公共通信网络，采集当前公共通信网络的通信参数。

优选的，所述基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源，包括：

解析应急处置业务命令，当提供通信资源为专用通信资源时，应急终端启用通信协议模拟功能模拟使用专用通信资源时的通信协议，并操作对外接口获取专用通信资源；

否则应急终端基于eSIM擦写功能将eSIM的内部信息修改为获得的通信资源或基于获得的通信资源对应的运营商SIM卡切换通信资源。

优选的，所述从运营商获得通信资源之后，还包括：

应急终端释放卫星通信网络中的通信资源。

优选的，所述应急处置业务命令，包括：

提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥。

基于同一发明构思，本发明提供的一种应急通信保障方法，包括：

应急指挥平台接收应急终端发送的应急请求，并基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，并将所述应急处置业务命令发送给应急终端。

优选的，所述基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求，包括：

当应急请求为切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络时，则基于切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络生成通信资源保障要求；

当应急请求为提供可供应急终端通讯的通信资源时，应急指挥平台检测应急终端所在范围内是否存在可用的专用通信资源，当存在可用专用通信资源时，基于请求使用所述可用专用通信资源生成通信资源保障要求，否则基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源的生成通信资源保障要求；

应急指挥平台向通信资源管理系统发出通信资源保障要求。

优选的，所述应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，包括：

应急指挥平台接收通信资源管理系统发送的切换至可用运营商、使用已知通信参数下的公共通信网络的运行商、可用专用通信资源的运营商或卫星通信资源的运营商提供的通信资源以及通信资源的权限密钥；

应急指挥平台基于提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥生成应急处置业务命令。

优选的，当应急指挥平台接收到卫星通信资源的运营商提供的通信资源以及通信资源的权限密钥之后，还包括：

应急指挥平台实时监测灾害区域的电力供给恢复情况，按照电力供给的恢复情况，要求应急终端释放卫星通信资源，转为公共通信网络或专用通信资源。

基于同一发明构思，本发明提供的一种应急通信保障方法，包括：

通信资源管理系统接收应急指挥平台发送的通信资源保障要求；

通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限；

通信资源管理系统将获取的通信资源权限发往应急指挥平台。

优选的，所述通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限，包括：

所述通信资源管理系统向待切换的可用运营商申请使用通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于已知通信参数下的公共通信网络，通过公共通信资源管理子系统向公共通信网络的所有者申请使用通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于请求使用可用专用通信资源，启动专用通信资源管理子系统与电力专用网络运营商衔接，获取可用专用通信资源的通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源，启动卫星通信资源管理子系统与卫星通信运营商衔接，获取可供应急终端通讯的卫星通信资源以及通信资源权限；

所述通信资源权限包括：提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种应急终端，包括：

应急请求发送模块，用于当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；

接收应急处置业务命令模块，用于从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源。

优选的，所述接收应急处置业务命令模块，包括：

解析单元，用于解析应急处置业务命令，当提供通信资源为专用通信资源时，调用通信协议模拟功能单元，否则调用擦写转换单元；

通信协议模拟功能单元，用于启用通信协议模拟功能模拟使用专用通信资源时的通信协议，并操作对外接口获取专用通信资源；

擦写转换单元，用于基于eSIM擦写功能将eSIM的内部信息修改为获得的通信资源或基于获得的通信资源对应的运营商SIM卡切换通信资源。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种应急指挥平台，包括：

第一信号收发模块，用于接收应急终端发送的应急请求，并基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

第二信号收发模块，用于基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，并将所述应急处置业务命令发送给应急终端。

优选的，所述第一信号收发模块，包括：

第一生成单元，用于当应急请求为切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络时，则基于切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络生成通信资源保障要求；

第二生成单元，用于当应急请求为提供可供应急终端通讯的通信资源时，应急指挥平台检测应急终端所在范围内是否存在可用的专用通信资源，当存在可用专用通信资源时，基于请求使用所述可用专用通信资源生成通信资源保障要求，否则基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源的生成通信资源保障要求；

发送单元，用于向通信资源管理系统发出通信资源保障要求。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种通信资源管理系统，包括：

与应急指挥平台交互模块，用于接收应急指挥平台发送的通信资源保障要求；

与通信资源运营商交互模块，用于基于所述通信资源保障要求进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限；

与应急指挥平台交互模块，还用于将获取的通信资源权限发往应急指挥平台。

优选的，所述与通信资源运营商交互模块，包括：

卫星通信资源管理子系统，用于基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源，启动卫星通信资源管理子系统与卫星通信运营商衔接，获取可供应急终端通讯的卫星通信资源以及通信资源权限；

公共通信资源管理子系统，用于基于已知通信参数下的公共通信网络，通过公共通信资源管理子系统向公共通信网络的所有者申请使用通信资源权限，还用于向待切换的可用运营商申请使用通信资源权限；

专用通信资源管理子系统，用于基于请求使用可用专用通信资源，启动专用通信资源管理子系统与电力专用网络运营商衔接，获取可用专用通信资源的通信资源权限。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的技术方案，当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；应急终端从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源，当发生突发情况时应急终端能够快速适应应急环境，并以最快的速度获取通信资源，提高了应急处置效率。

本发明提供的技术方案，当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；应急指挥平台接收应急终端发送的应急请求，并基于应急请求向通信资源管理系统发送通信资源保障要求；通信资源管理系统接收应急指挥平台的通信资源保障要求，并基于所述通信资源保障要求进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则向运营商申请通信资源权限；将所述通信资源权限发往应急指挥平台；应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，并将所述应急处置业务命令发送给应急终端；应急终端从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源。本发明能够快速适应突发情况，就近获取并在应急处置过程中以最快的速度应用，提高了应急处置效率。

本发明提供的技术方案，设备适合于携带，并且可以灵活部署和使用。

附图说明

图1为本发明实施例中应急通信保障装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中移动电力终端模块示意图；

图3为本发明实施例中SDR无线信号扫描模块示意图；

图4为本发明中应急通信保障系统的结构示意图；

图5为本发明应急终端的硬件模块结构示意图；

图6为本发明应急终端的软件模块结构示意图；

图7为本发明的典型通信保障方法1的实施例示意图；

图8为本发明典型通信保障方法2的实施例示意图；

图9为本发明典型通信保障方法3的实施例示意图。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种应急通信保障装置，包括电力应急终端、应急指挥平台、通信资源管理系统；在电力应急场景下，由电力应急终端、应急指挥平台和其他机构的服务器组成通信。电力应急终端通过卫星通信网络、移动通信网络、电力专用网络与应急指挥平台之间进行通信。通信资源管理系统也与应急指挥平台向连接，并且通信资源管理系统还与各种通信资源管理单位的业务服务器相连接，包括电力专用运营机构、移动网络运营商和通信资源用户等。

所述电力应急终端可以通过卫星通信网络、移动通信网络、电力专用网络与应急指挥平台完成通信。

所述应急指挥平台包括多种通信模块，数据的采集、处理、显示模块。应急指挥平台与电力应急终端和通信资源管理系统相连接。

所述应急指挥平台包含多个显示器、多种通信接口、多个输入/输出设备、以及服务器集群，可以同时与多个电力应急终端连接，不同显示器显示不同内容，不同通信接口与不同设备连接。

通信资源管理系统包括存储模块，运算模块，显示模块，输入/输出模块，实时备份模块等。通信资源管理系统与各种通信资源管理单位的业务服务器连接；在所述通信资源管理系统中基于不同的通信资源管理单位设置有访问卫星通信资源的芯片、访问公共通信资源的芯片或访问专用通信资源的芯片；

访问卫星通信资源的芯片与卫星通信运营商衔接，获取可供应急终端通讯的卫星通信资源以及通信资源权限；

访问公共通信资源的芯片向公共通信网络的所有者申请使用通信资源权限，还用于向待切换的可用运营商申请使用通信资源权限；

访问专用通信资源的芯片与电力专用网络运营商衔接，获取可用专用通信资源的通信资源权限。

所述通信资源管理系统与应急指挥平台连接，工作的启动和停止受应急指挥平台的控制，并与电力专网运营机构、移动网络运营机构、通信资源用户等单位的服务器完成通信，对其发出请求并从这些服务器接收数据。

电力应急终端包括：一个或多个处理器，一个或多个存储器，其中所述存储器中存储有一个或多个程序；电力应急终端执行应急请求发送和接收应急处置业务命令时通过所述处理器执行所述存储器中存储的相应程序。

如图2所示，电力应急终端包含常规智能手机内置的各种模块，包括处理器、内存、电池、摄像头、移动通信模块等，可以实现常规智能手机功能。电力应急终端的主要特征在于包括移动通信模块、电力专网通信模块、卫星通信模块、无线信号检测模块等多种非常规智能手机包含的模块。

本实施例中处理器包括一个或多个处理单元，例如：处理器可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，存储器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

处理器可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integratedcircuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universalasynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobileindustry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。

在此基础上，电力应急终端还包含无线通信模块，移动通信模块以及天线。无线通信模块可以提供应用在应急终端上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如无线保真(wireless fidelity，Wi-Fi)网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)，电力专网等无线通信的解决方案。无线通信模块可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块经由天线接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器。无线通信模块还可以从处理器接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线转为电磁波辐射出去。

移动通信模块和无线通信模块分别和天线耦合，使得应急终端可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。所述无线通信技术可以包括全球移动通讯系统(globalsystem for mobile communications，GSM)，通用分组无线服务(general packet radioservice，GPRS)，码分多址接入(codedivision multiple access，CDMA)，宽带码分多址(wideband code division multipleaccess，WCDMA)，时分码分多址(time-division codedivision multiple access，TDSCDMA)，长期演进(long term evolution，LTE)，BT，GNSS，WLAN，NFC，FM，和/或IR技术等。所述GNSS可以包括全球卫星定位系统(global positioningsystem，GPS)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GLONASS)，北斗卫星导航系统(beidounavigation satellite system，BDS)，准天顶卫星系统(quasi-zenith satellitesystem，QZSS)和/或星基增强系统(satellite based augmentationsystems，SBAS)。

SIM卡接口用于连接SIM卡。SIM卡可以通过插入SIM卡接口，或从SIM卡接口拔出，实现和应急终端的接触和分离。应急终端可以支持1个或N个SIM卡接口，N为大于1的正整数。SIM卡接口可以支持Nano SIM卡，Micro SIM卡，SIM卡等。同一个SIM卡接口可以同时插入多张卡。所述多张卡的类型可以相同，也可以不同。SIM卡接口也可以兼容不同类型的SIM卡。SIM卡接口也可以兼容外部存储卡。应急终端通过SIM卡和网络交互，实现通话以及数据通信等功能。应急终端可以采用eSIM，即：嵌入式SIM卡，eSIM卡可以嵌在应急终端中，不能和应急终端分离。图3所示，SDR无线信号扫描模块包括天线、A/D转换模块和FPGA。无线信号扫描模块由电力应急终端直接控制，通过天线接收模拟信号，经过A/D转化模块编程数字信号，进而通过FPGA解调后成为数据。数据最终进入电力应急终端的内存。

实施例2

基于同一发明构思，本发明还提供了一种应急通信保障系统，使应急终端能够在应急处置当中获得通信保障服务，同时高效利用应急现场的通信资源。

该应急通信保障系统，包括：应急指挥平台、应急终端和通信资源管理系统；

应急指挥平台与应急终端和通信资源管理系统直接连接，应急指挥平台对应急终端直接发出应急处置业务命令并发送权限密钥，应急指挥平台还对通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

通信资源管理系统，接受应急指挥平台的通信资源保障要求，并向通信资源运营相关单位申请通信资源，获取权限密钥，发往应急指挥平台；

应急终端，由前线应急处置人员使用，接收应急指挥平台发送的应急处置业务命令并获取通信资源的权限密钥，使用权限密钥从相关运营单位获得通信资源。

如图4所示，应急终端通信保障系统具体包括：应急指挥平台，负责信息的集成、分析、业务指令的发出等工作，并与通信资源管理系统、应急终端直接完成通信。应急指挥平台在接收应急终端的通信资源申请后将相关应急请求发往通信资源管理系统，当通信资源管理系统中有应急请求中请求通信资源对应的通信资源权限时从通信资源管理系统获取密钥、参数，否则与相关的运营商进行协商并获取密钥、参数等信息，将获取的密钥、参数等信息通过应急指挥平台发往应急终端。

应急指挥平台与通信资源管理系统均部署在有电力和通信能力保障的场所，并设置相应的备份机制。而应急指挥平台与应急终端之间的通信则是需要保障的主要对象，两者之间可以通过卫星网络、公共网络、专用网络完成通信。

通信资源管理系统用于与相关运营商申请和协调对应通信资源。通信资源按其管理属性分为卫星通信资源、公共通信资源、专用通信资源。其中，卫星通信系统包括天通卫星系统、北斗卫星系统、海事卫星系统等。卫星系统通信有着特殊的管理方法和资源分配方案，通信资源管理系统中的卫星通信资源管理子系统对此进行针对性的资源协调。公共通信网络包括公共移动通信、公共宽带通信等。公共通信网络的覆盖范围广，使用人群广，资源总量多。公共通信网络的管理流程更加简练，自动化程度高，公共通信资源管理子系统与开放的公共通信资源申请接口对接，迅速为应急终端确保通信资源。专用通信网络为某个行业内部使用的通信网络，包括电力系统网络等。专用通信资源管理子系统与各行业通信资源部门对接，为获取资源申请使用权限。

另外，本发明中的应急指挥平台包含完整的各类I/O接口，可以连接键盘、鼠标、麦克风、USB存储装置等各类设备，用于完成数据的输入和输出；

数据处理模块，用于完成信息格式的转换、对应急终端上报的应急请求中的数据进行分析、对需要展示的数据进行可视化转换等功能；

显示模块，用于辅助应急指挥的信息交互和数据可视化展示等的工作；

数据存储模块，存储各地应急终端上报的应急请求以及应急指挥平台下发的应急处置业务命令和通信资源保障要求信息；

多种信号收发模块，用于保障信息能够以多种手段发送出去。

本发明中的通信资源管理系统主要包含卫星通信资源管理子系统、公共通信资源管理子系统和专用通信资源管理子系统；

卫星通信资源管理子系统，与天通卫星、北斗卫星、海事卫星等相关运营商衔接完成通信资源的协调；

公共通信资源管理子系统，与公共通信资源的管理单位衔接完成通信资源的协调；以中国为例，公共通信资源包括中国移动、中国电信、中国联通和Wi-Fi账号等；

专用通信资源管理子系统，与电力信息系统等行业专用网络运营商衔接完成通信资源的协调。

本发明的通信资源管理系统中已经存储有各类型的通信权限密钥，当接收到应急指挥平台发送的通信资源保障要求时，先查询通信资源保障要求中请求使用的通信资源有没有存储对应的通信权限，如果有查询结果，则将查询结果发送到应急指挥平台，可以提高应急处理速度，使应急终端尽快恢复通信，提高处理效率；否则利用公共通信资源管理子系统和专用通信资源管理子系统与通信资源保障要求中请求使用的通信资源对应的运营机构进行沟通，获得通信权限发送给应急指挥平台。具体完成方式包括申请对应ID设备获取通信权限、申请通信资源使用密钥、申请通信权限已开放设备ID信息等方式。

本发明中的应急终端在保证硬件体积、重量适合，能够灵活携带的基础上，包含了现有的所有用于保障通信的软件模块。

如图5所示，应急终端的硬件模块包括核心模组单元和多种通信单元，其中核心模组单元包括CPU、内存、硬盘等现有智能终端正常运行所需的通信模块以外的其余通信模组。通信单元eSIM，可以在通过远程授权内容擦写，获取不同运营商的通信权限，通过eSIM仅为获取不同运营商通信权限的一种方法，本发明也包含其他方法完成该目的，包括通过插入不同运营商SIM卡完成切换，以及通过手机不同运营商之间漫游的方法。除此之外应急终端还包括全球移动通信系统(Global System for Mobile Communications，GSM)、时分-同步码分多址(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)、码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、嵌入式SIM卡(Embedded-SIM，eSIM)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，W-CDMA)、分时长期演进(Time Division Long Term Evolution，TD-LTE)、分组无线服务技术(General PacketRadio Service，GPRS)、近场通信(Near Field Communication，NFC)、Wi-Fi、卫星通信、无线扫描模块、蓝牙、成对频谱的正交频分多址(Frequency Division Duplexing-Long TermEvolution，FDD-LTE)和CDMA2000等中的一种或多种通信单元。实际运用中为了适应互联网的高速发展，本发明的应急终端还可以包含第五代移动通信协议单元以及后续发展的各类无线通信单元。上述所有通信单元功能的实现可以是通过硬件电路方法实现，也可通过纯软件方法或软件硬件结合的方法实现。本发明中核心模组单元和各种通信单元可以集成在应急终端的电路板内部，也可以通过有线或无线方式与应急终端连接。

其中，通信单元中的无线扫描包括频谱扫描、特定通信协议解析，主动式探测等，用于对周边无线信号的有无以及信号参数、信号通信内容信息的获取。

如图6所示，应急终端的软件功能模组包括：常规操作系统组件、eSIM擦写、虚拟机、通信方式切换、终端ID修改和通信协议模拟。其中常规操作系统组件包括文件系统、进程管理、内存管理、各硬件模组驱动、操作界面模块等，用于实现操作系统的基础功能并保证稳定运行。具体的，eSIM擦写功能可以通过修改eSIM内部信息，实现软件方式的运营商切换，使应急终端可以灵活利用不同运营商的通信资源。

虚拟机的作用在于使应急终端可以运行不同类型操作系统所拥有的独特通信功能，以及对外实现不同操作系统特征，保证应急终端能够符合一些通信资源使用时的操作系统验证需求。

终端ID修改功能包括直接修改应急终端内置的MAC，IMEI等功能，也包括对外通过模拟方式实现对外传输身份的修改，满足一些通信资源使用时的身份验证需求。

通信协议模拟功能使终端可以在软件层面模拟终端硬件不具有的通信协议，基于对通用对外接口的操作，与其他外界硬件共同实现其他专业通信协议，获取专用通信资源。

应急终端包括图5所示的硬件模块和图6所示的软件模块，图5和图6列举了本发明中与应急通信保障具有直接关联的功能模块，但本发明中的描述模块内容并不限制本发明的灵活性。本发明中的应急终端可以按照实际需求减少其中部分工作模块或增加其他通信保障模块或通信保障功能。

本发明中应急终端的核心特征在于其独特的软硬件设计和外接扩展接口设计，具备丰富的应急现场通信资源搜寻方法和对于不同通信协议系统的灵活接入能力，同时为了保证发生突发事件时，应急终端与通信资源管理系统之间的通信，应急终端中已存储有使用卫星通信资源的密钥。通信资源管理系统的核心特征在于其内部存储各类型的通信权限密钥，并可以和各相关单位迅速协商获取通信资源。应急指挥平台汇总和协调应急终端和通信资源管理系统之间的信息交互。在通信保障工作当中三者之间的灵活搭配可以由多种具体的实施方法。

本发明中的搜索方法包括现场的频谱扫描以及寻求后方帮忙确认现场还在运行的设备。

本发明中的应急终端与智能手机的不同点在于丰富了通信的接口并具备许多用于通信保障的功能。

实施例3

基于同一发明构思，本发明还提供的一种应急通信保障方法，具体通信保障工作实施方式主要包括以下8种：

(1)当应急终端不能使用当前运营商提供的通信资源进行通信时，通过无线扫描功能搜索现场富余移动通信资源，擦写eSIM信息，切换通信模式或通道，释放当前的卫星通信资源；

(2)搜索现场周边其他遗落的应急终端，利用该应急终端的通信资源完成与应急指挥平台的通信；

(3)应急指挥平台从通信资源管理系统获取储备的通信资源开放密钥，发送至应急终端，获取通信资源；

(4)应急终端向应急指挥平台上报通信需求，应急指挥平台将通信需求生成通信资源保障要求，将所述通信资源保障要求发送给通信资源管理系统；通信资源管理系统基于通信资源保障要求与运营商协调后，运营商向应急终端开放通信资源，获得通信资源的权限密钥，并将通信资源的权限密钥发送给应急指挥平台；应急指挥平台基于通信资源的权限密钥生成应急处置业务命令，应急终端基于通信资源的权限密钥接入运营商提供的通信资源进行通讯；

(5)通过应急终端中的接口转换装置获取其他制式通信方式的访问能力；

(6)应急终端向应急指挥平台上报现场存在的通信模式和参数数据，应急指挥平台基于上报现场存在的通信模式和参数数据，向通信资源管理系统发送通信资源保障要求，通信资源管理系统基于通信资源保障要求与相关单位协调后，将获得访问通信资源的权限密钥及设备参数发往应急指挥平台；应急指挥平台基于访问通信资源的权限密钥及设备参数生成应急处置业务命令，将应急处置业务命令发送给应急终端，应急终端基于应急处置命令中提供的访问通信资源的权限密钥及设备参数获得通信资源，即应急终端模拟设备参数并使用密钥获得通信权限；

(7)当除卫星通信资源外应急终端所在区域没有可用的通信资源时，应急指挥平台请求通信资源管理系统为所述应急终端分配卫星通信资源，通信资源管理系统中的卫星通信资源管理子系统与卫星资源管理商协商，获得使用设定时长的卫星通信资源权限，并发送给应急指挥平台，应急指挥平台向应急终端提供卫星通信资源权限。之后应急指挥平台实时监测灾害区域的电力供给恢复情况，按照电力供给的恢复情况，要求应急终端释放卫星通信资源，转为公共、专用同通信资源；本发明这样操作为了减小卫星通信资源的占用率，因为卫星通信资源是有限的，及时释放卫星通信资源可以及时满足其余应急终端的需求。

(8)应急指挥平台向应急终端提供正常运行的专用有线通信端口位置、专用无线通信热点位置，并提供访问密钥，该过程中通信密钥以外的信息均为工作人员手动咨询并手动输入。

本发明实施例参照附图对本发明提供的应急终端通信保障方法进行具体描述：

如图7所示，利用本发明提供的应急通信保障方法在无法继续使用当前运营商但存在其他可用运营商时的具体步骤：

(1)应急终端在使用时发现无法继续使用当前运营商的网络通信，但可以接入其他运营商(运营商2)网络，可以拨打紧急电话；

(2)应急终端通过卫星通信系统与应急指挥平台通信，提出切换至新运营商的应急请求，此时应急终端通过卫星通信系统与互联网相连接；

(3)应急指挥平台据此应急要求中的请求信息和终端参数生成通信资源保障要求，将通信资源保障要求发往通信资源管理系统；

(4)通信资源管理系统基于通信资源保障要求查询是否存储有运营商2的通信权限密钥，当不存在查询结果时，则向运营商2提出更换请求并提交参数和办理手续，否则将预先存储的激活信息经由应急指挥平台发送给应急终端；

(5)运营商2将擦写eSIM所需信息直接发往应急终端，并将通信密钥发往通信资源管理系统经由应急指挥平台发送给应急终端；

(6)应急终端根据获取的数据，完成eSIM的擦写，获取与运营商2网络通信的权限，并关闭卫星通信，释放卫星通信资源。

如图8所示，利用本发明提供的应急通信保障方法在无法继续使用运营商网络但存在公共通信网络时的具体步骤：

(1)应急终端发现无法通过运营商网络进行通信，通过频谱扫描对现场存在的无线信号进行扫描；

(2)发现现场存在无线通信信号后，根据国家频谱划分规则，确定所使用的无线通信方法为公共通信网络的方法；

(3)使用终端内置功能对特定通信方法的通信参数进行采集；比如终端的TD-LTE模块扫描获取某一个公共通信系统信号的运营商信息、基站编号等。而频谱扫描只识别某一个频段上是否存在信号，不识别具体通信参数。

(4)应急终端将采集到的通信参数通过卫星通信方式发往应急指挥平台，此时应急终端通过卫星通信系统与互联网相连接；

(5)应急指挥平台根据通信参数和应急终端的请求对通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

(6)通信资源管理系统基于通信资源保障要求通过对应的公共通信资源管理子系统向通信运营商或拥有通信权限授予权的其他部门申请通信权限；

(7)通信运营商或拥有通信权限授予权的其他部门将相关密钥、授权参数等信息返回通信资源管理系统；

(8)应急指挥平台从通信资源管理系统收到相关信息后，生成应急处置业务命令，通过卫星通信系统将应急处置业务命令发往应急终端；

(9)应急终端基于应急处置业务命令获取权限密钥等信息后，从运营商获取对应访问权限，同时关闭卫星通信功能，释放卫星通信资源。

如图9所示，利用本发明提供的应急通信保障方法在不存在公共通信网络时的具体步骤：

(1)应急终端无法通过频谱扫描发现现场存在可用无线通信资源，通过卫星通信系统向应急指挥平台请求帮助；

(2)应急指挥平台发现现场的电力专用网络正常运行，并向通信资源管理系统要求提供权限；

(3)通信资源管理系统中的专用通信资源管理子系统与电力专用网络运营单位或者使用单位衔接，获取通信所需权限参数并返回应急指挥平台；

(4)应急指挥平台将权限参数通过卫星通信系统发往应急终端；

(5)应急终端通过虚拟机、通信协议模拟、终端ID修改等功能适配通信权限的需求；

(6)应急终端直接接入电力专用通信网络，并关闭卫星通信功能，释放卫星通信资源。

图7、图8和9中所描述的应急通信保障方法为几种典型的保障流程，并不理解为对本发明的工作方法保护范围的限制。各类资源搜寻方法、密钥传输方法、通信资源获取方法可以灵活配合使用。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。

Claims (19)

1.一种应急通信保障方法，其特征在于，包括：

当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；

应急终端从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向应急指挥平台发送应急请求，包括：

基于是否存在可接入的其他运营商信息确定发送的应急请求内容；

将所述应急请求内容通过卫星通信网络向应急指挥平台进行发送。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于是否存在可接入的其他运营商信息确定发送的应急请求内容，包括：

如果存在可以接入的其他运营商的通信资源时，则向应急指挥平台发送切换至可用运营商的通信资源的应急请求；

否则，搜索公共通信网络，如果存在，则采集公共通信网络的通信参数，并向应急指挥平台发送使用所述通信参数下的公共通信网络的通信资源的应急请求；否则，向应急指挥平台发送提供可供应急终端通讯的通信资源的应急请求。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述公共通信网络的搜索，包括：

应急终端通过频谱扫描对设定范围内的无线信号进行扫描；

当发现设定范围内存在无线通信信号后，基于相频谱划分规则判断无线通信信号是否为公共通信网络；

当确定无线通信信号为公共通信网络，采集当前公共通信网络的通信参数。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源，包括：

解析应急处置业务命令，当提供通信资源为专用通信资源时，应急终端启用通信协议模拟功能模拟使用专用通信资源时的通信协议，并操作对外接口获取专用通信资源；

否则应急终端基于eSIM擦写功能将eSIM的内部信息修改为获得的通信资源或基于获得的通信资源对应的运营商SIM卡切换通信资源。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述从运营商获得通信资源之后，还包括：

应急终端释放卫星通信网络中的通信资源。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述应急处置业务命令，包括：

提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥。

8.一种应急通信保障方法，其特征在于，包括：

应急指挥平台接收应急终端发送的应急请求，并基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，并将所述应急处置业务命令发送给应急终端。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求，包括：

当应急请求为切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络时，则基于切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络生成通信资源保障要求；

当应急请求为提供可供应急终端通讯的通信资源时，应急指挥平台检测应急终端所在范围内是否存在可用的专用通信资源，当存在可用专用通信资源时，基于请求使用所述可用专用通信资源生成通信资源保障要求，否则基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源的生成通信资源保障要求；

应急指挥平台向通信资源管理系统发出通信资源保障要求。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述应急指挥平台基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，包括：

应急指挥平台接收通信资源管理系统发送的切换至可用运营商、使用已知通信参数下的公共通信网络的运行商、可用专用通信资源的运营商或卫星通信资源的运营商提供的通信资源以及通信资源的权限密钥；

应急指挥平台基于提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥生成应急处置业务命令。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，当应急指挥平台接收到卫星通信资源的运营商提供的通信资源以及通信资源的权限密钥之后，还包括：

应急指挥平台实时监测灾害区域的电力供给恢复情况，按照电力供给的恢复情况，要求应急终端释放卫星通信资源，转为公共通信网络或专用通信资源。

12.一种应急通信保障方法，其特征在于，包括：

通信资源管理系统接收应急指挥平台发送的通信资源保障要求；

通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限；

通信资源管理系统将获取的通信资源权限发往应急指挥平台。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限，包括：

所述通信资源管理系统向待切换的可用运营商申请使用通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于已知通信参数下的公共通信网络，通过公共通信资源管理子系统向公共通信网络的所有者申请使用通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于请求使用可用专用通信资源，启动专用通信资源管理子系统与电力专用网络运营商衔接，获取可用专用通信资源的通信资源权限；

所述通信资源管理系统基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源，启动卫星通信资源管理子系统与卫星通信运营商衔接，获取可供应急终端通讯的卫星通信资源以及通信资源权限；

所述通信资源权限包括：提供通信资源的运营商和使用通信资源的权限密钥。

14.一种应急终端，其特征在于，包括：

应急请求发送模块，用于当应急终端无法继续使用当前运营商的通信资源进行通讯时，向应急指挥平台发送应急请求；

接收应急处置业务命令模块，用于从应急指挥平台上接收应急处置业务命令，并基于所述应急处置业务命令从运营商获得通信资源。

15.如权利要求14所述的应急终端，其特征在于，所述接收应急处置业务命令模块，包括：

解析单元，用于解析应急处置业务命令，当提供通信资源为专用通信资源时，调用通信协议模拟功能单元，否则调用擦写转换单元；

通信协议模拟功能单元，用于启用通信协议模拟功能模拟使用专用通信资源时的通信协议，并操作对外接口获取专用通信资源；

擦写转换单元，用于基于eSIM擦写功能将eSIM的内部信息修改为获得的通信资源或基于获得的通信资源对应的运营商SIM卡切换通信资源。

16.一种应急指挥平台，其特征在于，包括：

第一信号收发模块，用于接收应急终端发送的应急请求，并基于所述应急请求向通信资源管理系统发出通信资源保障要求；

第二信号收发模块，用于基于从通信资源管理系统接收到的通信资源权限生成应急处置业务命令，并将所述应急处置业务命令发送给应急终端。

17.如权利要求16所述的应急指挥平台，其特征在于，所述第一信号收发模块，包括：

第一生成单元，用于当应急请求为切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络时，则基于切换至可用运营商或使用已知通信参数下的公共通信网络生成通信资源保障要求；

第二生成单元，用于当应急请求为提供可供应急终端通讯的通信资源时，应急指挥平台检测应急终端所在范围内是否存在可用的专用通信资源，当存在可用专用通信资源时，基于请求使用所述可用专用通信资源生成通信资源保障要求，否则基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源的生成通信资源保障要求；

发送单元，用于向通信资源管理系统发出通信资源保障要求。

18.一种通信资源管理系统，其特征在于，包括：

与应急指挥平台交互模块，用于接收应急指挥平台发送的通信资源保障要求；

与通信资源运营商交互模块，用于基于所述通信资源保障要求进行查询，当存在查询结果时，则获取查询结果中的通信资源权限，否则通信资源管理系统基于所述通信资源保障要求向运营商申请通信资源权限；

与应急指挥平台交互模块，还用于将获取的通信资源权限发往应急指挥平台。

19.如权利要求18所述的通信资源管理系统，其特征在于，所述与通信资源运营商交互模块，包括：

卫星通信资源管理子系统，用于基于请求为所述应急终端分配卫星通信资源，启动卫星通信资源管理子系统与卫星通信运营商衔接，获取可供应急终端通讯的卫星通信资源以及通信资源权限；

公共通信资源管理子系统，用于基于已知通信参数下的公共通信网络，通过公共通信资源管理子系统向公共通信网络的所有者申请使用通信资源权限，还用于向待切换的可用运营商申请使用通信资源权限；

专用通信资源管理子系统，用于基于请求使用可用专用通信资源，启动专用通信资源管理子系统与电力专用网络运营商衔接，获取可用专用通信资源的通信资源权限。

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