[发明专利]一种基于USRP的应急通讯系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及应急救援技术领域，特别是涉及一种基于USRP的应急通讯系统和方法。

背景技术

从第一代(1G)蜂窝无线通信开始，通信已经经历了2G、3G变革，现阶段4G通信技术基本成熟，5G相关标准协议的制定已经被提上日程，与此同时，由于半导体行业相关技术的成熟，通用软件无线电外设(USRP)应运而生，从本质上讲，它可以充当无线电通讯系统的数字基带和中频部分，所以USRP能够在特定频段发射特定的信号实现与其他移动终端的通信，在此基础上组建应急网络。

在一些特定情况下，通信运营商的信号范围不能覆盖或者直接陷入瘫痪状态不能使用，尤其是发生了一些严重的自然灾害以后，例如地震，洪水等，根据国际救援组织的统计，自然灾害发生以后的72小时是救援被困人员的黄金时间，但是目前的被困人员搜索工作十分艰难。目前的搜索方案主要是人工地毯式搜索以及使用生命探测仪进行搜索，但是人工效率低，而仪器成本太高，不能大规模使用。因此提出一种成本低，可靠性高的有效应急通讯方案有着重大意义。

USRP体积小，功能完善，性能可靠，只需要与移动电脑连接就能够模拟实现基站的主要功能，另一方面，智能移动终端设备已经全面普及，可以达到平均每人一部的密度，因此只要能够与可用的智能移动终端实现通信，就可以找到许多被困人员，同时还可以通过预置算法得到被困人员的具体位置信息，指定可行的救援方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于USRP的应急通讯系统和方法，能够缩短搜索被困人员时间，提高救援效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于USRP的应急通讯系统，包括USRP应急通讯设备、便携式终端、移动终端和指挥终端；所述USRP应急通讯设备、便携式终端和移动终端组建一个局域网，并在所述局域网内以广播方式在特定频段向局域网内所有可正常使用的移动终端发送文本信息；所述移动终端根据文本信息回复，并下载救援专用脚本文件；所述脚本文件根据预先设定的算法计算并且定位所述移动终端的位置；所述移动终端自动将定位信息通过USRP应急通讯设备建立的连接发送给所述指挥终端；所述指挥终端与移动终端之间建立连接实现语音通信。

所述文本信息包括安抚信息、求助信息的发送方法和求助信息的发送地址。

所述USRP应急通讯设备和便携式终端在GMS通信频段建立通信频道，实现组建局域网。

所述GMS通信频段上行890MHz-915MHz，下行935MHz-960MHz。

所述局域网的拓扑结构为星形，使用CSMA/CA协议。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种基于USRP的应急通讯方法，其特征在于，使用上述的应急通讯系统，包括以下步骤：

(1)利用USRP应急通讯设备和便携式终端组建一个局域网，并在所述局域网内以广播方式在特定频段发送文本信息；

(2)局域网内所有可正常使用的移动终端接收到所述文本信息；

(3)所述移动终端根据文本信息回复，并下载救援专用脚本文件；

(4)所述脚本文件根据预先设定的算法计算并且定位所述移动终端的位置；

(5)移动终端自动将定位信息通过USRP应急通讯设备建立的连接发送给指挥终端；

(6)指挥终端与移动终端之间建立连接，实现语音通信。

所述步骤(1)中USRP应急通讯设备建立MAC地址表，并向除USRP应急通讯设备之外的所有接入设备发送文本信息。

所述建立MAC地址表的方式为：USRP应急通讯设备先向周围广播发送指定格式的MAC帧，接收到MAC帧的终端自动向邻近站点发送自己的MAC地址，USRP应急通讯设备接收到MAC地址以后汇总，所有的MAC地址只在地址表中出现一次。

所述步骤(1)中当局域网组建完成后且USRP应急通讯设备建立MAC地址表后，所有的连网设备会被分配一个号码用于建立语音连接。

所述步骤(4)中预先设定的算法为通过与当前距离最近的USRP应急通讯设备发送预置脚本中指定的数据包，根据接受测量到的信号强度与回复数据包之间的时延计算当前位置。

有益效果