CN113709717A - 应急通信方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应急通信方法及系统，该方法包括以下步骤：利用飞行器向通信中断区域的多个地点传送无线基站和光缆，以基于无线基站和光缆在通信中断区域内构建多个应急通信节点；利用包括卫星通信系统和光纤通信系统的无线通信车通过卫星通信系统与通信中断区域之外的通信装置进行通信，并通过光纤通信系统与应急通信节点进行通信；利用应急通信节点在通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与通信中断区域内的终端设备进行通信。本发明可以实现在基础通信瘫痪情况下，多区域多通信节点的点到点及多点之间快速恢复通信连接，保证应急指挥所与灾害现场的应急通信。

Description

应急通信方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及应急通信技术领域，尤其涉及一种应急通信方法及系统。

背景技术

目前，日常通信主要依赖公共通信网络，然而各类突发事件或重大自然灾害发生时，由于其具有的不可预知性、紧急性和不确定性，会导致通信基础设施瘫痪且难以迅速恢复，从而造成大面积、长时间的通信中断，因而延误组织应对突发事件以及救灾救险的宝贵时间，造成的重大经济损失和社会影响难以估量。

传统的应急指挥通信主要是基于公众移动网络、常规对讲机或传统数字集群三种方式。公众移动网络在重大灾害发生时容易发生大面积瘫痪，无法形成有效的稳定通信；常规对讲机的方式通信距离有限，无法实现广域通信；传统数字集群方式通信系统庞大且复杂，无法实现快速部署，组网不灵活。

发明内容

为解决在发生重大灾害时公众移动网络瘫痪的情况下，现有技术无法实现快速部署通信连接以及无法实现广域通信的问题，本发明提供一种基于飞行器快速部署的应急通信方法及系统，以消除或改善现有技术中存在的一个或多个缺陷。

本发明的一方面，提供一种基于飞行器快速部署的应急通信方法，该方法包括以下步骤：

利用飞行器向通信中断区域的一个或多个地点传送无线基站和光缆，以基于所述无线基站和光缆在所述通信中断区域内构建一个或多个应急通信节点；所述光缆包括传能光纤部分和通信光纤部分；

利用包括卫星通信系统和光纤通信系统的无线通信车通过所述卫星通信系统与所述通信中断区域之外的通信装置进行通信，并通过所述光纤通信系统经由所述通信光纤部分与构建的应急通信节点进行通信；

利用所述应急通信节点在所述通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与所述通信中断区域内的终端设备进行通信；

所述无线基站包括无线通信模块和光电模块，所述光电模块用于将传能光纤部分传输的能量光通过光电转化来转化为电能，并将转化后的电能储存在所述无线基站的储能电池中，所述无线通信模块用于与无线基站的所覆盖的通信区域内的终端进行通信。

在本发明的一些实施例中，在所述飞行器将无线基站传送至所述通信中断区域内的通信节点规划布设位置之前，所述飞行器连接所述无线基站，所述无线基站连接所述光缆，在所述无线通信车与所述飞行器之间经由所述通信光纤部分进行通信。

在本发明的一些实施例中，

所述飞行器为通信火箭；所述通信火箭采集飞行姿态信息，依据所述飞行姿态信息和经由所述通信光纤部分从无线通信车接收的飞行指令信号预测飞行动作，基于预测的飞行动作产生动作控制指令，以基于所述动作控制指令控制飞行轨迹以飞行至通信节点规划布设位置上空；所述飞行动作被同步回传至无线通信车以由无线通信车依据飞行动作和计划轨迹得出飞行指令信号；或者

所述飞行器为通信无人机；所述通信无人机采集飞行姿态信息、无人机位置信息和预设的飞行轨迹中的避障信息并经由所述通信光纤部分传输至无线通信车，无线通信车依据接收的飞行姿态信息、无人机位置信息和预设的飞行轨迹中的避障信息发出飞行计划控制信号，以由无人机基于该飞行计划控制信号进行计划轨迹调整并依据调整后的计划轨迹飞行。

在本发明的一些实施例中，所述光缆内的光纤包括多芯光纤和单芯光纤，所述多芯光纤包括单模光纤、少模光纤和多模光纤中的一种或多种，所述单芯光纤为单模光纤；所述多芯光纤作为所述传能光纤部分，所述单芯光纤作为所述通信光纤部分；或者所述光缆内的光纤包括多根单芯光纤，所述多根单芯光纤包括单模光纤、少模光纤和多模光纤中的至少一种，其中包括至少一根单模光纤作为所述通信光纤部分，所述多根单芯光纤中除所述至少一根单模光纤以外的光纤作为所述传能光纤部分；或者所述光缆内的光纤为多芯光纤，所述多芯光纤包括多束纤芯，其中一束为单模纤芯，其余为单模、少模和多模纤芯的一种或几种，所述通信光纤部分为单模纤芯，所述传能光纤部分为除作为所述通信光纤部分的单模纤芯以外的纤芯。

在本发明的一些实施例中，所述能量光为1530nm-1580nm之间的宽谱光。

本发明的另一方面提供了一种基于飞行器快速部署的应急通信系统，该系统包括：飞行器、无线通信车、光缆和无线基站；

所述飞行器用于向通信中断区域的一个或多个地点传送所述无线基站和所述光缆，以利用无线基站在通信中断区域内构建通过所述光缆与无线通信车进行通信的一个或多个应急通信节点，所述飞行器经所述光缆与所述无线通信车进行通信；

所述光缆包括传能光纤部分和通信光纤部分，用于传输能量光和信号光；

所述无线通信车包括卫星通信系统和光纤通信系统，用于通过卫星通信系统与通信中断区域之外的通信装置进行通信，通过光纤通信系统经由所述通信光纤部分与通信中断区域内构建的应急通信节点进行通信，并经由传能光纤部分向无线基站传输能量；

所述无线基站用于在所述通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与所述通信中断区域内的终端设备进行通信；所述无线基站包括无线通信模块和光电模块，所述光电模块用于将传能光纤部分传输的能量光通过光电转化来转化为电能，并将转化后的电能储存在所述无线基站的储能电池中。

在本发明的一些实施例中，所述飞行器为通信火箭；所述通信火箭包括：光纤线控飞行系统、动力系统和基站布设模块；所述光纤线控飞行系统包括姿态自稳定模块、信号收发模块和飞控计算机；所述姿态自稳定模块收集飞行姿态信息并传输至飞控计算机；所述信号收发模块用于经由光缆接收来自无线通信车发出的飞行指令信号并发送至飞控计算机；所述飞控计算机依据飞行姿态信息和飞行指令信号预测飞行动作，基于预测的飞行动作产生动作控制指令以传送至所述动力系统并同步发送至无线通信车；所述无线通信车依据计划轨迹和所述生动作控制指令进一步产生飞行指令信号并发送至信号收发模块；所述通信火箭和无线基站为一体化设计，所述基站布设模块使用降落伞进行降落。

在本发明的一些实施例中，所述飞行器为通信无人机；所述通信无人机包括动力模块、光纤线控模块和投放无线基站模块；所述动力模块用于驱动无人机，所述动力模块将飞行姿态、飞行器位置以及在计划轨迹中存在的避障信息经由光纤线控模块发送至无线通信车；所述无线通信车依据飞行姿态信息、飞行器位置信息和计划轨迹中的避障信息进行产生用于控制无人机的飞行计划控制信号并经由光缆和光纤线控模块发送给无人机，以由无人机基于该飞行计划控制信号进行计划轨迹调整并依据调整后的计划轨迹飞行。

在本发明的一些实施例中，所述光纤通信系统包括泵浦能量装置和信号收发装置；所述泵浦能量装置提供能量光，所述信号收发装置与飞行器和无线基站经由通信光纤进行通信。

在本发明的一些实施例中，所述泵浦能量装置采用波长展宽的半导体激光器，所述能量光信号为1530nm-1580nm之间的宽谱光，所述通信光纤部分为单模光纤，所述传能光纤部分为多模光纤、少模光纤或单模光纤。

本发明提供的应急通信方法及系统能够构建应对各类突发事件或重大自然灾害时的应急通信节点，实现在公众移动网络瘫痪情况下，通信中断区域经由通信节点可实现点到点或点到多点之间快速恢复通信连接，保证应急指挥所与灾害现场的应急通信。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例中应急通信系统示意图。

图2为本发明一实施例中应急通信方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含/具有”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

为克服现有技术的传统应急通信中，常规的公众移动网络处于瘫痪状态时，常规对讲机的方式通信距离有限，无法实现广域通信；传统数字集群方式通信系统庞大且复杂，无法实现快速部署，组网不灵活等缺陷，本发明提供一种基于飞行器快速部署的点到点或多点之间的应急通信系统及方法，用于克服以上缺陷。

本发明的一实施例中使用飞行器将无线基站运送到通信中断区域并同步运送光缆以实现应急通信节点的快速部署。图1所示为本发明一实施例中提供的能够基于飞行器实现快速部署的应急通信系统示意图，如图1所示，该应急部署系统包括飞行器、无线通信车（或称卫星通信车）、光缆和无线基站。一个或多个无线基站通过飞行器送至通信中断区域并同步布设光缆，卫星通信车作为应急指挥所的通信基站与各无线基站通过光缆连接。

飞行器用于向通信中断区域的一个或多个地点传送无线基站和光缆，以利用无线基站在通信中断区域内构建通过所述光缆与无线通信车进行通信的一个或多个应急通信节点。在无线基站和光缆的传送过程中，飞行器可经所述光缆与无线通信车进行通信。

光缆用于传输能量光和信号光给基站，本发明所采用的光缆为针对应急系统特制的光缆，该光缆包括传能光纤部分、通信光纤部分和包覆在所述传能光纤部分、通信光纤部分外部的保护层，其中，传能光纤部分用于向无线基站提供能量，信号光纤部分用于向无线基站传输信号。传统技的利用电缆来传输电能的供能形式由于电缆重量重、远距离需要高压传输等原因根本不适合长距离传输，而本发明通过将传能光纤部分和通信光纤部分通过保护层包覆在同一光缆中，可以做到非常轻便而又便于布置，由此可以适用于由飞行器进行长距离传输，并且能量损耗低，能够大大提高能量传输效率和应急通信网络的布置速度，且无需在供电端通过额外的供电设备进行供电，大大降低了成本和操作复杂度。

无线通信车包括卫星通信系统和光纤通信系统，无线通信车通过卫星通信系统可以与通信中断区域之外的通信装置进行通信，通过光纤通信系统可经由所述通信光纤部分与通信中断区域内构建的应急通信节点进行通信，并经由传能光纤部分向无线基站传输能量，从而实现无线基站和无线通信车间的信息交互和无线基站的能源供应。

无线通信车的卫星通信系统包括上行链路和下行链路，该卫星通信系统用于实现数据信号在卫星通信车和卫星之间的传输，传输方式为无线通信。上行链路将应急通信节点在通信中断区域的采集到的数据信号经编码器进行压缩编码，输出数据流到数据调制器，调制器进行纠错处理和调制后，上变频器进行频率交换，输出射频信号由高功率放大器进行功率放大，通过天线发往卫星。下行链路由车载天线接收到卫星下行数据信号后经过放大和变频，由放大器输出的数据信号经功分器分为相等的多路数据信号，每路数据信号可送入不同的设备以实现相关功能。

无线通信车的光纤通信系统包括泵浦能量装置和信号收发装置。光纤通信系统包括泵浦能量装置用于提供能量光信号，信号收发装置用于经由通信光纤部分从无线基站接收和向无线基站发送通信光信号。在本发明实施例中，泵浦能量装置选用大功率的波长展宽的半导体激光器，且该激光器发出的激光波长连续可调，既能传输较大能量又不至于能量密度过高损坏光纤，还使得损耗较低，在传输能量光信号时，优选采用1530nm-1580nm之间的宽谱光，但本发明并不局限于此。信号收发装置可接收控制信号和数据信号，并在控制信号的控制下通过通信光纤部分将数据信号发送给无线基站，本实施例中的控制信号可由卫星通信车发出，该信号收发装置通过通信光纤部分与无线基站进行信号的传输，并将来自无线基站的数据信号解调后发送至上行链路。数据信号在卫星通信车和无线基站之间以光的形式在光纤中传输。

无线基站用于作为无线通信节点在通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与通信中断区域内的终端设备进行通信；无线基站可包括无线通信模块和光电模块，其中，无线通信模块用于与无线基站的所覆盖的通信区域内的终端进行通信；光电模块用于将传能光纤部分传输的能量光通过光电转化来转化为电能，并将转化后的电能储存在所述无线基站的储能电池中。在本发明一实施中，光电模块采用光纤合束器将传能光纤部分中的光能量耦合供给光电池，在光电池中光能量借由特殊结构完成光电转化为电能，完成光电转化，光电池在完成将光能转化为电能后将电能储存在高能量密度电池中，以供给无线基站使用，但本发明并不局限于此，高能量密度电池还可将电能供给其他设备使用，比如照明设备和发声设备等。

无线通信模块可包括智能天线模块，智能天线模块由基带单元，有源天线单元，馈线和散热系统组成。其中有源天线单元是无线远端设备和天线的组合，主要由数模转换，射频单元，功放和天线单元组成。有源天线单元主要负责将通信光纤中的基带数字信号转化为模拟信号，再调制成高频射频信号，然后通过功放放大至足够功率后，由天线发射出去。

利用一个或多个应急通信节点可在通信中断区域内构建无线通信网络，基于该无线通信网络应急通信节点可与通信中断区域中的终端设备进行通信。在部署的应急通信节点有多个的情况下，应急通信节点之间也可以进行通信，从而实现更广区域的网络覆盖。应急通信节点经由光缆与无线通信车进行通信，无线通信车可经由卫星通信系统与卫星进行通信，由此即可实现在原基础通信瘫痪情况下，通信终端区域内经由通信节点的点到点或点到多点之间快速恢复通信连接，保证应急指挥所（如无线通信车）与灾害现场的应急通信。本发明所述应急通信系统可同时对多处区域进行多个通信节点部署，节点部署距离可达10-20km，单通信节点覆盖范围达10-100km²，多通信节点覆盖范围达100-500km²。

在本发明实施例中，飞行器可以是通信火箭，也可以是通信无人机，但本发明并不限于此，可以是其他速度快，不受地形影响且具有载重能力的飞行器。大部分自然灾害现场地形复杂且面积广，传统的应急通信方式难以在大面积的通信终端区域快速部署应急通信，本发明使用的飞行器可不受地形影响，以最快的速度部署应急通信节点以便在通信中断区域内构建无线通信网络，且可同时对多处区域进行多个通信节点部署，单个节点的部署距离可达10-20km。

在本发明实施例中，在飞行器是通信火箭的情况下，通信火箭可具有光纤线控飞行系统和基站布设模块，光纤线控飞行系统包括姿态自稳定模块、信号接收模块和飞控计算机。

姿态自稳定模块通过RS422串口与飞控计算机相连。姿态自稳定模块用于获取火箭飞行姿态信息飞行姿态信息，并将飞行姿态信号传输至飞控计算机。

信号收发模块用于经由光缆接收来自无线通信车的飞行指令信号并传输给飞控计算机，所述飞行指令信号可以是包含飞行方向指导信号。飞控计算机可基于飞行指令信号和飞行姿态信息进行边缘计算，来计算出下一步要进行的动作，基于计算结果来相应产生动作控制指令，将动作控制指令下达至通信火箭的动力系统，动力系统依据动作控制指令控制维持通信火箭的飞行动作，以进行火箭轨迹控制或调整，使得通信火箭可以飞行到通信节点（基站）规划布设位置。飞控计算机得出计算结果时可同步将计算结果发送至信号收发模块，由信号收发模块将计算结果发送至无线通信车，以由无线通信车依据该计算结果和通信火箭的计划飞行轨迹得出飞行指令信号并将飞行指令信号发送至信号收发模块，由信号收发模块传输给飞控计算机。在本发明另一实施例中，无线通信车经由光缆传输给信号收发模块的飞行指令信号中还可以是携带预定飞行轨迹的信号。飞控计算机可基于飞行姿态信息进行边缘计算，来计算实际轨迹，基于计算的轨迹和飞行指令信号中的轨迹进行比较，基于比较结果来相应产生动作控制指令，将动作控制指令下达至通信火箭的动力系统，以动力系统依据动作控制指令控制维持通信火箭的飞行动作。在本发明另一实施例中，姿态自稳定模块获取的火箭飞行姿态信息也可以直接经信号收发模块传输至无线通信车，由无线通信车基于飞行姿态信息和预定的飞行轨迹来计算出火箭下一步要进行的动作，并将动作经由信号收发模块发送至飞控计算机，由飞控计算机基于动作来相应产生动作控制指令，提供给通信火箭的动力系统。

在通信火箭到达基站规划布设位置上空时，由无线通信车发出控制信号，经由光缆传送给通信火箭的信号收发模块，并转发给飞控计算机，飞控计算机将该控制信号发送给基站布设模块，基站布设模块依据该控制信号打开降落伞对通信火箭减速，以使得通信火箭可以平稳降落在基站规划布设位置。本发明实施例中，通信火箭和无线基站为一体化设计，且通信火箭与无线基站相连以传输数据。

在本发明的一实施例中，在飞行器是通信无人机，如多旋翼无人机的情况下，通信无人机可包括动力模块、避障模块、光纤线控模块和投放无线基站模块。

避障模块利用避障传感器感测飞行路径中的障碍物，并基于感测的障碍物产生避障信息。动力模块用于驱动无人机，可以在无人驾驶条件下完成复杂的空中飞行任务和搭载各种负载任务。无人机动力模块可将飞行姿态、飞行器位置以及在计划轨迹中存在的避障信息传输至光纤线控模块。光纤线控模块将来自动力模块的信息经通信光纤部分传输至无线通信车，以由无线通信车基于飞行姿态、飞行器位置以及避障信息产生用于控制无人机的飞行计划控制信号，并将产生的行计划控制信号经由光纤线控模块回传至动力模块，从而实现达到光纤线控的目的，来控制无人机飞行至基站规划布设位置所在区域附近上空。在本发明一实施例中，光纤线控模块可包括自动切换开关，在通过光纤线控模块控制无人机飞行至基站规划布设位置后，光纤线控模块可通过自动切换开关切换为与无线基站连接而断开与无人机的连接，使得来自无线通信车的控制信号经由通信光纤传输至无人机的无线基站，以将投放至指定布设位置的无线基站与无线通信车进行通信。在本发明另一实施例中，光缆连接无线基站，在运送无线基站过程中无人机与无线基站连接，也即无人机经由无线基站连接光缆，从而实现无人机经由光缆与无线通信车的通信，当投放无线基站后无人机可断开与无线基站的连接并返航至卫星通信车，从而断开与光缆的连接，以便继续投放其他无线基站。

在本发明实施例中的多旋翼无人机例如为四旋翼无人机，其有效载重为50kg，多旋翼无人机无需跑道便可以起飞降落。

本发明的特制光缆采用大功率光纤传能技术，将传能光纤部分和通信光纤部分复合到一条光缆中，通过传能光纤将近端发射控制装置（如无线通信车）的大功率光能输送给远端无线基站，以保障其长时间稳定可靠运行工作。作为光源的激光器采用大功率波长连续可调的半导体激光器。在本发明一实施例中，特制光缆中的光纤包括多芯光纤和单芯光纤，所述多芯光纤的纤芯包括单模纤芯、少模纤芯和多模纤芯中的一种或多种，所述单芯光纤为单模光纤；其中所述多芯光纤作为传能光纤部分，所述单芯光纤作为通信光纤部分。多芯光纤和单芯光纤可封装在保护层内。在本发明的另一实施例中，特制光缆中包含多根单芯光纤，多根单芯光纤共同封装在保护层内构成特制光缆，多根单芯光纤包括单模光纤，此外还可包括少模光纤和/或多模光纤，至少一根单模光纤作为通信光纤部分，所述多根单芯光纤中除所述至少一根单模光纤以外的光纤（单模、少模或多模）作为传能光纤部分。在本发明又一实施例中，光缆内的光纤可为多芯光纤，所述多芯光纤包括多束纤芯，其中一束为单模纤芯，其余为单模、少模和多模纤芯的一种或几种，其中通信光纤部分为单模纤芯，传能光纤部分为除作为所述通信光纤部分的单模纤芯以外的纤芯。本发明的特制光缆可以保证光纤中能够传输尽可能大的功率，在保证不会对通信信号产生串扰的同时，尽可能的抑制大光功率传输情况下会出现的非线性效应等损耗。在本发明一实施例中，特制光缆整体以特殊胶水作为介质成卷，方便在飞行器布设过程中连续且强韧。

图2所示为本发明一实施例中应急通信方法流程图，如图2所示，本实施例的方法包括以下步骤：

步骤S110，利用飞行器向通信中断区域的一个或多个地点传送无线基站和光缆，以基于无线基站和光缆在通信中断区域内构建一个或多个应急通信节点。

步骤S120，利用包括卫星通信系统和光纤通信系统的无线通信车通过所述卫星通信系统与所述通信中断区域之外的通信装置进行通信，并通过所述光纤通信系统经由所述通信光纤部分与构建的应急通信节点进行通信。

本发明的一实施例中：如图1所示，通信中断区域之外的通信装置为通信卫星，无线通信车为卫星通信车，卫星通信车与卫星的通信方式为无线通信，卫星通信车利用光缆与无线基站构成的应急通信节点进行通信。

步骤S130，利用应急通信节点在所述通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与通信中断区域内的终端设备进行通信；

在本步骤中，应急通信节点由光缆和无线基站组成，无线基站的驱动能源为能量光，由无线基站构建无线通信网络。并且可在通信中断区域同时部署多个应急通信节点，单个应急通信节点的通信覆盖范围可达10-100平方千米，多个应急通信节点的覆盖范围可达100-500平方千米。

本发明的基于飞行器快速部署的点到点及多点之间的应急通信系统，利用小型火箭或无人机迅速部署一个或多个微型、灵巧基站并同步布设特制光缆，基站通过特制光缆与应急指挥所连接，特制光缆可同时传输信息和能量，从而实现信息交互和基站的电能获取。本发明旨在构建应对各类突发事件或重大自然灾害时的应急通信系统，实现在基础通信瘫痪情况下，多区域多通信节点的点到点及多点之间快速恢复通信连接，保证应急指挥所与灾害现场的应急通信。

本发明中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。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。

Claims (10)

1.一种应急通信方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

利用飞行器向通信中断区域的一个或多个地点传送无线基站和光缆，以利用无线基站在通信中断区域内构建通过所述光缆与无线通信车进行通信的一个或多个应急通信节点；所述光缆包括传能光纤部分、通信光纤部分和包覆在所述传能光纤部分、通信光纤部分外部的保护层；

利用包括卫星通信系统和光纤通信系统的无线通信车通过所述卫星通信系统与所述通信中断区域之外的通信装置进行通信，并通过所述光纤通信系统经由所述通信光纤部分与构建的应急通信节点进行通信；

利用所述应急通信节点在所述通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与所述通信中断区域内的终端设备进行通信；

所述无线基站包括无线通信模块和光电模块，所述光电模块用于将传能光纤部分传输的能量光通过光电转化来转化为电能，并将转化后的电能储存在所述无线基站的储能电池中，所述无线通信模块用于与无线基站的所覆盖的通信区域内的终端进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述飞行器将无线基站传送至所述通信中断区域内的通信节点规划布设位置之前，所述飞行器连接所述无线基站，所述无线基站连接所述光缆，在所述无线通信车与所述飞行器之间经由所述通信光纤部分进行通信。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述飞行器为通信火箭；所述通信火箭采集飞行姿态信息，依据所述飞行姿态信息和经由所述通信光纤部分从无线通信车接收的飞行指令信号预测飞行动作，基于预测的飞行动作产生动作控制指令，以基于所述动作控制指令控制飞行轨迹以飞行至通信节点规划布设位置上空；所述飞行动作被同步回传至无线通信车以由无线通信车依据飞行动作和计划轨迹得出飞行指令信号；或者

所述飞行器为通信无人机；所述通信无人机采集飞行姿态信息、无人机位置信息和预设的飞行轨迹中的避障信息并经由所述通信光纤部分传输至无线通信车，无线通信车依据接收的飞行姿态信息、无人机位置信息和预设的飞行轨迹中的避障信息发出飞行计划控制信号，以由无人机基于该飞行计划控制信号进行计划轨迹调整并依据调整后的计划轨迹飞行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述光缆内的光纤包括多芯光纤和单芯光纤，所述多芯光纤包括单模光纤、少模光纤和多模光纤中的一种或多种，所述单芯光纤为单模光纤；所述多芯光纤作为所述传能光纤部分，所述单芯光纤作为所述通信光纤部分；或者

所述光缆内的光纤包括多根单芯光纤，所述多根单芯光纤包括单模光纤、少模光纤和多模光纤中的至少一种，其中包括至少一根单模光纤作为所述通信光纤部分，所述多根单芯光纤中除所述至少一根单模光纤以外的光纤作为所述传能光纤部分；或者

所述光缆内的光纤为多芯光纤，所述多芯光纤包括多束纤芯，其中一束为单模纤芯，其余为单模、少模和多模纤芯的一种或几种，所述通信光纤部分为单模纤芯，所述传能光纤部分为除作为所述通信光纤部分的单模纤芯以外的纤芯。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量光为1530nm-1580nm之间的宽谱光。

6.一种应急通信系统，其特征在于，所述应急通信系统包括：飞行器、无线通信车、光缆和无线基站；

所述飞行器用于向通信中断区域的一个或多个地点传送所述无线基站和所述光缆，以利用无线基站在通信中断区域内构建通过所述光缆与无线通信车进行通信的一个或多个应急通信节点，所述飞行器经所述光缆与所述无线通信车进行通信；

所述光缆包括传能光纤部分和通信光纤部分，用于传输能量光和信号光；

所述无线通信车包括卫星通信系统和光纤通信系统，用于通过卫星通信系统与通信中断区域之外的通信装置进行通信，通过光纤通信系统经由所述通信光纤部分与通信中断区域内构建的应急通信节点进行通信，并经由传能光纤部分向无线基站传输能量；

所述无线基站用于在所述通信中断区域构建无线通信网络，以基于构建的无线通信网络与所述通信中断区域内的终端设备进行通信；所述无线基站包括无线通信模块和光电模块，所述光电模块用于将传能光纤部分传输的能量光通过光电转化来转化为电能，并将转化后的电能储存在所述无线基站的储能电池中。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述飞行器为通信火箭；

所述通信火箭包括：光纤线控飞行系统、动力系统和基站布设模块；所述光纤线控飞行系统包括姿态自稳定模块、信号收发模块和飞控计算机；

所述姿态自稳定模块收集飞行姿态信息并传输至飞控计算机；

所述信号收发模块用于经由光缆接收来自无线通信车发出的飞行指令信号并发送至飞控计算机；

所述飞控计算机依据飞行姿态信息和飞行指令信号预测飞行动作，基于预测的飞行动作产生动作控制指令以传送至所述动力系统并同步发送至无线通信车；

所述无线通信车依据计划轨迹和所述生动作控制指令进一步产生飞行指令信号并发送至信号收发模块；

所述通信火箭和无线基站为一体化设计，所述基站布设模块使用降落伞进行降落。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述飞行器为通信无人机；

所述通信无人机包括动力模块、光纤线控模块和投放无线基站模块；

所述动力模块用于驱动无人机，所述动力模块将飞行姿态、飞行器位置以及在计划轨迹中存在的避障信息经由光纤线控模块发送至无线通信车；

所述无线通信车依据飞行姿态信息、飞行器位置信息和计划轨迹中的避障信息进行产生用于控制无人机的飞行计划控制信号并经由光缆和光纤线控模块发送给无人机，以由无人机基于该飞行计划控制信号进行计划轨迹调整并依据调整后的计划轨迹飞行。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光纤通信系统包括泵浦能量装置和信号收发装置；所述泵浦能量装置提供能量光，所述信号收发装置与飞行器和无线基站经由通信光纤进行通信。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述泵浦能量装置采用波长展宽的半导体激光器，所述能量光信号为1530nm-1580nm之间的宽谱光，所述通信光纤部分为单模光纤，所述传能光纤部分为单模光纤、少模光纤或多模光纤。

Images