自组网非视距通信设备是一种专为在有障碍物的情况下进行无线通信设计的设备。这种设备能够在没有直接视线的情况下，通过反射、散射和衍射等多种途径传输信号，从而实现远距离的通信。
一、 自组网非视距通信设备详细介绍
1. 设备特点
- 频段支持：这些设备通常支持较宽的频段，如350MHz-1.4GHz，300～800MHz，以及VHF/UHF频段。这使得它们能够在不同的环境中灵活应用。
- 自组网能力：自组网非视距通信设备具有强大的自组织网络能力。它们可以在没有中心控制节点的情况下，通过设备之间的协议实现相互通信和协作，形成一个动态的、无中心化的网络环境。每个节点都可以作为路由器或中继，发送和接收信号，形成一个覆盖范围更广的网络。
- 穿透能力：这些设备具有强大的穿透能力，可以在有障碍物的情况下进行有效的通信。例如，某些设备的有障碍传输距离可达1~3km，而其他设备则可以实现800MHz或频率定制的绕射、反射传输性能。
- 应用场景：自组网非视距通信设备广泛应用于各种场景，如车载、船载、无人机远程组网、动态无线组网、无线视频传输、应急通讯自组网、方舱车组网、营区临时组网等。它们还可以用于应急通讯临时架设和部署。
- 技术优势：这些设备不依赖于第三方运营商信道，即使在运营商3G、4G信号中断的情况下，也能保持实时通讯和传输。此外，它们还具备自愈合、自适应的功能，能够在节点移动或故障时自动调整网络结构。
2. 具体产品介绍
(1)多倍通自组网非视距通讯设备：
- 工作频段：350MHz-1.4GHz
- 自组网规模：不低于50台
- 穿透能力：有障碍传输距离可达1~3km。
(2)深圳市深方科技有限公司产品：
- 工作频段：300～800MHz
- 功能：单频点实现非视距双向通信，支持点对点及点对多点组网接入，具有双向传输特性。
(3)Mesh无线自组网技术：
- 核心原理：多个节点通过无线信号相互通信，实现数据的多跳传输，构建出一个动态、无中心化的网络环境。
- 应用：适用于需要高带宽实时组网的场景，如应急通讯、无人机远程组网等。
(4)NexFi MF-Q系列：
- 特点：体积小、重量轻，封装采用防水结构，可与无人机、无人船、机器人等专业设备连接使用，为视频、语音、数据等上层应用提供IP透明传输通道。
(5)紫外光通信：
- 应用：在视距链路受阻的场景中实现非视距通信，适用于工业互联网中的大容量灵活组网通信需求。
- 自组网非视距通信设备通过其强大的自组织网络能力和穿透能力，在各种复杂环境中提供了稳定、高效的通信解决方案。这些设备广泛应用于应急通讯、无人机远程组网、车载通讯等多种场景，展现了其在现代通信系统中的重要价值。
二、 自组网非视距通信设备的最新技术进展是什么?
自组网非视距通信设备的最新技术进展主要集中在以下几个方面：
- MIMO技术的应用：北京汉讯科技有限公司推出的bhx-h高性能大功率自组网板卡套件采用了MIMO双天线嵌入式大功率射频板架构，输出功率可达2*4W。这种设计显著提升了设备的非视距传输能力，适用于基站式、车载式自组网电台等设备形态。
- 多跳特性：MESH自组网技术通过多跳传输可以实现长距离非视距传输，这种技术特别适用于复杂环境中的无线通信，如城市中存在树木、建筑物和山脉等障碍物的情况。
- 新一代无线技术的发展：虽然目前市场上主流的无线技术如Wi-Fi 6E和5G正在逐步过渡到更高版本(如Wi-Fi 7和5.5G)，这些技术的进步也将间接推动自组网设备的性能提升。例如，英特尔计划在2024年引入Wi-Fi 7.而华为则计划推出面向商用的5.5G全套网络设备。
- 物联网和工业平台的整合：高通公司在2024年世界嵌入式展览会上发布了突破性的Wi-Fi技术，并推出了AI-Ready的全新物联网和工业平台。这表明未来自组网设备可能会更多地与AI技术结合，以提供更智能、更高效的连接解决方案。
自组网非视距通信设备的最新技术进展包括MIMO技术的应用、多跳特性的利用、新一代无线技术的发展以及与AI技术的整合。
三、 如何评估自组网非视距通信设备在不同环境下的性能表现?
评估自组网非视距通信设备在不同环境下的性能表现需要综合考虑多个因素和指标。以下是详细的评估方法：
1.环境适应性：
在极端天气条件下，如暴雨，设备的环境适应性尤为重要。例如，SF-6502DB系列MESH自组网测试报告中提到，在30km处的测试均在暴雨环境下进行，这对设备的环境适应性要求高。因此，评估时应重点测试设备在各种恶劣天气条件下的稳定性和可靠性。
2.性能指标体系：
为了简化评估过程，可以采用网络层次分析法(AHP)来建立一个合理的评估指标体系。通过分析性能指标间的相关性，并采用极大不相关法，可以有效地简化指标体系。常见的性能指标包括网络容量、网络覆盖范围、网络可靠性和网络时延等。
3.具体性能指标：
- 网络容量：这是衡量自组网通信技术性能的重要指标之一，指的是网络可以支持的最大节点数量或数据传输速率。
- 网络覆盖范围：这是衡量自组网通信技术性能的另一个重要指标，影响因素包括信号衰减和干扰等。
- 网络可靠性：在实际应用中，需要选择性能稳定的自组网通信技术，并采取相应的措施来降低误码率。
- 网络时延：时延会导致数据传输速度变慢，从而影响网络应用的性能。
4.多跳延时：
无线自组网多跳延时是衡量网络性能的重要指标，影响因素包括距离、网络拓扑、路由选择和信道质量等。通过优化路由选择算法、调整功率控制、采用自适应技术，可以有效减少多跳延时。
5.资源分配机制：
无线自组网的性能受到组网规模、网络拓扑、节点分布、节点移动性等因素的影响。合理的资源分配机制可以显著提高网络性能。
6.标准测试方法：
可以参考一些标准测试方法，如Astm E2855-12(2021)，该测试方法旨在定量评估遥控操作机器人在非视距环境中执行机动和检查任务的能力。这种标准化的测试方法可以提供更具参考性的评估结果。
评估自组网非视距通信设备在不同环境下的性能表现需要从多个角度出发，综合考虑环境适应性、性能指标体系、具体性能指标、多跳延时、资源分配机制以及标准测试方法等因素。
四、 自组网非视距通信设备在实际应用中的案例研究有哪些?
自组网非视距通信设备在实际应用中的案例研究主要集中在以下几个领域：
在消防救援通信工作中，窄带自组网设备被广泛应用。例如，在语音通信不畅的情况下，窄带自组网设备可以快速架设延伸对讲机信号，消除通信盲区，确保现场指挥和战斗网网络的畅通。此外，复杂环境下的消防救援也需要非视距自组网应急通信解决方案，这些解决方案能够在无遮挡环境下传输距离达到50KM以上，满足多场景应用需求。
无线自组网技术在军事领域也有广泛应用。其灵活的节点能够在任何恶劣环境下进行数据的转发和路由功能，确保通信的可靠性和稳定性。这种技术支持多路语音、视频等多媒体通信，适用于高密度的城市网络环境，减少相邻用户的相互干扰，提高信道的利用效率。
无线Mesh组网技术在应急通信领域的应用非常广泛。通过其自组织网络构架、移动宽带多媒体通信系统的支持、便携式设备的灵活应用、多媒体技术的高级应用以及自愈性强和无需基础通信支持的特点，实现了多路语音、视频等多媒体通信的技术细节。
MESH无线自组网系统还被应用于警队、电力、石油、水利、林业、广电、医疗、水上及空中通信等部门领域。这些系统具有无中心化的同频组网能力，支持64个节点，并且可以灵活进行部署。
万蓝通信AnyMESH自组网通信系统在复杂环境下表现出色，具有自动组网、自动中继、入网速度快、抗多径干扰能力强、多跳带宽衰减量少的特点，能通过多种传输通道将信息有效传输。
五、 自组网非视距通信设备与传统无线通信技术相比的优缺点
自组网非视距通信设备与传统无线通信技术相比，具有显著的优势和潜在局限性。
1. 显著优势
- 自组网技术具有良好的鲁棒性，即使在网络中有节点失效或新增节点加入时，网络依然能够保持正常的通信功能。这种鲁棒性使得自组网技术在应对灾难恢复、军事通信等复杂环境中具有优势。
- 自组网技术可以适应不同的网络环境和应用场景，部署灵活，远距覆盖，专网专用，自由使用。它可以自动识别、分析和调整网络环境，从而改善网络性能、减少网络故障和提高网络安全性。
- 自组网的无中心、自动组网、自动多跳传输、自动选择最佳路径等特性，使其更能适应高动态复杂应用环境下的应用需求，同时适应网络节点规模、节点密度的动态变化。
- 最新的观点是，无线Mesh组网的自组织网络可以通过人工智能技术实现更加智能化的管理和优化，从而进一步提高网络的可靠性、覆盖范围、灵活性、成本效益和安全性。
- MESH自组网具有自组网、自修复、多跳级联、节点自我管理等优点，这些特性使其在军事智能集群作战、应急指挥及物联网应用中表现出色。
2. 潜在局限性
- 无线Mesh组网的主要缺点是信号传输的延迟增加。由于Mesh网络中的每个节点都需要转发数据包，因此信号传输的延迟会增加。
- 同样，由于每个节点都需要转发数据包，导致网络的带宽受到限制。
- 尽管自组网技术在某些方面具有优势，但其初期投资和维护成本可能较高，特别是在大规模部署时。
- 自组网非视距通信设备在鲁棒性、灵活性、高动态性和智能化管理方面具有显著优势，但也存在信号传输延迟、带宽限制和成本问题等潜在局限性。
六、 在设计自组网非视距通信设备时，如何确保网络的稳定性和可靠性?
在设计自组网非视距通信设备时，确保网络的稳定性和可靠性是一个复杂且多方面的任务。以下是一些关键步骤和方法：
合理规划网络拓扑是确保网络可用性和冗余性的基础。通过避免单点故障，可以显著提升网络的稳定性。例如，在应急通信自组网中，根据实际情况合理配置和调整自组网设备的部署位置和数量，优化网络结构，提高信息传递的效率和可靠性。
非视距通信中常用的技术包括OFDM调制、子信道化、方向性天线、发射与接收分集、自适应调制和多重纠错技术等。这些技术可以有效解决非视距通信中的信号衰减和干扰问题，从而提高通信的稳定性和可靠性。
硬件是网络性能的基础。使用高性能的网络设备，如更高质量的路由器和交换机，可以显著提高数据传输速度和网络的整体稳定性。此外，定时重启路由器也可以帮助清除缓存，进一步提升网络速度和稳定性。
网络带宽是决定网络速度的关键因素之一。通过增加带宽，可以提高网络的处理能力，从而提升网络的稳定性和可靠性。
在设计自组网时，加强安全保障是不可忽视的一环。通过检查网络设备和系统的配置，提高网络安全性，可以防止潜在的安全威胁，确保网络在各种挑战下能够稳定、安全地运行。
采用更好的管理方式来管理网络设备和系统也是提升网络稳定性的重要手段。例如，通过长时间Ping测试服务器地址，可以优化网络连接的稳定性。
通过调整路由器的摆放位置和角度，更改信道和转换成5GHz频段，可以显著提高家庭网络的稳定性和速度。
