高速遠距離wifi模塊自組網(wǎng)車輛載具遠程傳輸控制方案
一、項目背景
隨著科學(xué)技術(shù)時代的進步，對通信的實時要求越來越高。由于通信技術(shù)的壁壘，傳統(tǒng)的信息收集和控制方法無法實時實現(xiàn)。收集后，進行數(shù)據(jù)分析，大大降低了工作效率，無法真正發(fā)揮信息收集端的意義?，F(xiàn)在我們采用了新一代高速遠距離wifi模塊專用網(wǎng)絡(luò)Mesh自組網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，實現(xiàn)無縫通信，滿足實時需求。
二、解讀方案
在5公里范圍內(nèi)，有四輛野生露營車，每輛車都配備了一個mesh自組合的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。車輛之間可以通過mesh設(shè)備實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)連接，并建立一個網(wǎng)絡(luò)通信鏈路。當車輛外出工作時，4號車輛可以在工作區(qū)域作為指揮車輛停車，1-3號車輛可以在4號車輛周圍的5公里范圍內(nèi)移動，并提供高速遠距離wifi模塊mesh自組合的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將車輛收集到的視頻和車輛控制信號傳輸?shù)?號車輛?，F(xiàn)場指揮官可以通過無線信號接收和觀看視頻，或通過無線網(wǎng)絡(luò)控制1-3號車上的相關(guān)設(shè)備。
三、技術(shù)解釋
1.自組網(wǎng)技術(shù)mesh
高速遠距離wifi模塊自組網(wǎng)是一種與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)完全不同的新型無線網(wǎng)絡(luò)。它具有自組網(wǎng)、自修復(fù)、多跳聯(lián)、節(jié)點自我管理等優(yōu)點，能大大降低網(wǎng)絡(luò)部署的成本和復(fù)雜性，是一種動態(tài)地建立新鏈接的技術(shù)。
2.技術(shù)優(yōu)勢
該方案采用全新的無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)概念設(shè)計的移動網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。該設(shè)備采用無中心的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，支持隨機網(wǎng)絡(luò)拓撲動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，多跳中繼，動態(tài)路由，抗破壞性強。所有節(jié)點都可以快速移動。實現(xiàn)非視距阻擋環(huán)境下的實時網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交互。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中的每個節(jié)點，即MESHPoint(MP)，都有自組織和自設(shè)的動態(tài)多跳網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，它既是一個網(wǎng)關(guān)，也是一個路由(Client)，也是一個客戶端(Client)。因此，每個節(jié)點MP都可以扮演三個角色。與其他MESH網(wǎng)絡(luò)不同，它通常分為三種類型：MESHGateway、MESHRouter和MESHClient。在整個網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點角色簡單對稱，特別適合移動網(wǎng)格的部署應(yīng)用。使用時，任何一個都可以實現(xiàn)自組網(wǎng)絡(luò)功能。如果組中的任何設(shè)備脫線，相應(yīng)的設(shè)備將在有效天線的覆蓋范圍內(nèi)繼續(xù)通訊，以確保網(wǎng)絡(luò)不會脫線。在實際應(yīng)用中，我們可以在不擔心環(huán)網(wǎng)堵塞的情況下使用環(huán)網(wǎng)設(shè)計。
四、設(shè)備功能
主要特點：
1.無中心同頻組網(wǎng)絡(luò)。
MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一個無中心同頻系統(tǒng)，所有節(jié)點地位相等，單頻點支持雙向通信，頻率管理簡單，頻譜利用率高。任何節(jié)點設(shè)備都可以作為網(wǎng)絡(luò)中的末端節(jié)點。中繼節(jié)點或指揮節(jié)點。無論何時何地，無論何時何地，無論是其他固定通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施(如光纖、銅纜等)，都可以快速建立高速遠距離wifi模塊無線通信網(wǎng)絡(luò)。所有無中心同頻自組網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，包括室外固定臺、應(yīng)急布置控制臺、車載臺、車載便攜臺等，只要啟動上電，就可以自動形成無線網(wǎng)絡(luò)，相互實時通訊。
2.快速靈活的多節(jié)點組網(wǎng)
目前，MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以支持同頻組網(wǎng)絡(luò)32個節(jié)點，可以快速部署靈活的組網(wǎng)絡(luò)。當每個節(jié)點快速移動時，系統(tǒng)可以自動重新計算多個節(jié)點之間的路由關(guān)系，并根據(jù)多個節(jié)點之間的通道質(zhì)量、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率、代碼誤差率等指標快速生成新的路由表，隨著拓撲結(jié)構(gòu)變化的信息，網(wǎng)絡(luò)拓撲可以實時更新。此時，語音數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)不會受到系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)變化的影響。
3.快速進入網(wǎng)絡(luò)
節(jié)點啟動并通電后，可以秒級注冊組網(wǎng)絡(luò)，簡單實用。確保系統(tǒng)節(jié)點在離開網(wǎng)絡(luò)后重新進入網(wǎng)絡(luò)時能夠快速建立通信。車載4由于移動而脫網(wǎng)。當它接近現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)時，它可以再次快速進入網(wǎng)絡(luò)。
4.快速更新路由
7輛車形成3個跳躍拓撲結(jié)構(gòu)。由于車輛的運動，當高速遠距離wifi模塊網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，系統(tǒng)可以快速響應(yīng)拓撲結(jié)構(gòu)的變化，并快速重建路由系統(tǒng)，以確保信息的暢通。
5.選擇智能路由
如果佳路徑鏈路的剩余帶寬不足，高速遠距離wifi模塊MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)可以自動選擇次優(yōu)進行信息傳輸。如下圖左側(cè)所示，當實線無線鏈路已滿時，左側(cè)的車輛需要向右側(cè)的車輛啟動業(yè)務(wù)，可以通過右圖所示的上鏈路建立傳輸路徑。
6.快速合并多組。
由于地理隔離因素，七個車輛組被分成兩組：A組和B組。A組成員和B組成員暫時無法溝通。當兩組需要當?shù)貐f(xié)調(diào)并再次接近時，它們可以在2S~4S時重新集成到一個7車組中。7個車輛成員之間可以進行正常通信，新的網(wǎng)絡(luò)拓撲不影響原有的業(yè)務(wù)傳輸。
7.網(wǎng)絡(luò)拓撲拓撲結(jié)構(gòu)。
支持點對多點、鏈狀中繼、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、混合網(wǎng)絡(luò)等任意網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
8.快速移動高數(shù)據(jù)帶寬。
MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的峰值數(shù)據(jù)帶寬為70MBPS(基于20MHz載波帶寬)。在不影響高數(shù)據(jù)帶寬業(yè)務(wù)的情況下，節(jié)點具有非固定的移動傳輸能力，而且快速移動也不會影響高數(shù)據(jù)帶寬業(yè)務(wù)，例如語音。
9.抗干擾。
通過外部濾波器，可以有效地抑制外部諧波干擾，提高信號的抗干擾性能和信噪比。同時，采用ARQ傳輸機制（自動重傳輸請求），降低數(shù)據(jù)傳輸損失率，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。此外，還有自己的頻率掃描功能。根據(jù)配備的中心頻點的掃描結(jié)果，可以手動選擇受干擾影響較小的頻點，
避免實現(xiàn)干擾頻率。
10.多徑阻力。
高速遠距離wifi模塊MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有較強的多徑阻力，支持自動無線中繼傳輸。系統(tǒng)中的所有節(jié)點都支持多跳躍中繼（接力）通信，可以適應(yīng)各種地形和應(yīng)用場景。特別是在山區(qū)的地形。密集的城市或植被覆蓋。建筑高層建筑或深度建筑。地下室。地鐵。隧道和其他傳統(tǒng)的無線電設(shè)備難以覆蓋或覆蓋較弱的場景區(qū)域，為上述障礙物覆蓋非視覺（NLOS）。地表和地下通信和其他需求場景，可以依靠優(yōu)良的繞射反射多徑傳輸和滲透能力，然后依靠中繼器有效覆蓋和擴展，很好地實現(xiàn)多徑接力傳輸。
11.容錯性好。
當單個節(jié)點設(shè)備出現(xiàn)故障時，MESH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的使用。無線MESH網(wǎng)絡(luò)是一種網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因此，當網(wǎng)絡(luò)中某個節(jié)點出現(xiàn)故障時，在路由協(xié)議的指導(dǎo)下，通過其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)，選擇佳的傳輸路徑進行中繼傳輸，整個網(wǎng)絡(luò)仍然可以自行傳輸。
工作越正常，無線MESH網(wǎng)絡(luò)的容災(zāi)可靠性大大提高，容錯性好。
12.安全性和保密性。
系統(tǒng)可以通過設(shè)置多鎖的編組加密來有效防止非法用戶入侵網(wǎng)絡(luò)，例如工作頻率點、載波帶寬、擾動碼（即MESHID）、通信距離和網(wǎng)絡(luò)模式等。只有當上述多個項目完全一致時，才能確保合法接入網(wǎng)絡(luò)；該系統(tǒng)是一個全自主研發(fā)的系統(tǒng)。傳輸協(xié)議是一個全自定義協(xié)議?？湛趥鬏敳捎?4個密鑰，可動態(tài)生成擾動序列，實現(xiàn)通道加密，保證信息傳輸?shù)母甙踩?；此外，該系統(tǒng)還支持AES128/AES256的信源加密。
13.全IP組網(wǎng)互聯(lián)互通。
目前，高速遠距離wifi模塊MESH無線自組網(wǎng)SH無線自組網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目前支持各種數(shù)據(jù)的無差異化傳輸，易于與其他異構(gòu)通信系統(tǒng)(如公網(wǎng)、專網(wǎng)、微波等)互聯(lián)，實現(xiàn)多媒體業(yè)務(wù)的實時交互。
