CN110620626A - 一种频率自动选择方法及装置 - Google Patents

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    • H04B17/3913—Predictive models, e.g. based on neural network models

Abstract

本发明公开的一种频率自动选择方法，包括以下顺序的步骤：获取历史频点列表；主叫台通过内置频率预测模型预测一个可用频段范围a；主叫台通过频谱感知选择最优频段范围b；选择历史频点列表中频段范围b内的最优频点快速建链；链路维持。本发明能够解决现有技术中频率选择时间长，建链效率低的问题。

Description

一种频率自动选择方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种频率自动选择方法及装置。
背景技术
短波信道是复杂的时变信道，电离层的不稳定性和短波频段信道的拥挤，使短波可用频段很有限，而短波频率的选择与天波电离层的电离子浓度、双方通信距离、通信时间、通信季节、本地噪声情况等一系列因素相关，现役电台各功能模式使用的通信频率大多都是预先设置的，依赖操作人员具有丰富的工作经验与较高的专业素质。再加上短波链路的传输时效低，从而影响了短波通信的使用体验，制约了短波通信的广泛应用。
现有技术通常基于ITS软件为基础的预测模型，通过人工输入参数得到可用频段；在频谱感知的过程中通过扫描整个可用频段获得最佳频段。但该技术通过人工输入参数到预测模型输出可用频段，实时性差且需要人工操作、扫描频段则需要一定时延，因此影响建链成功率。综上所述，现有技术存在频率选择时间长，建链效率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种频率自动选择方法，能够解决现有技术中频率选择时间长，建链效率低的问题。
本发明的另一目的在于提供一种频率自动选择装置。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种频率自动选择方法，包括以下顺序的步骤：
(1)获取历史频点列表；
(2)主叫台通过内置频率预测模型预测一个可用频段范围a；
(3)主叫台通过频谱感知选择最优频段范围b；
(4)选择历史频点列表中频段范围b内的最优频点快速建链；
(5)链路维持。
步骤(1)中，所述历史频点列表通过频率管理系统获取。
步骤(1)中，所述历史频点列表包含M个频点，以及每个频点相对于中心信道的频率偏移、可用带宽、干扰情况统计信息。
步骤(1)中，所述历史频点列表中每个频点的信息随着信令交互实时更新。
步骤(2)中，所述频率预测模型是依据电离层特性参数的时空变化规律和太阳活动性指数的预报值进行预测，即依据日地关系和以往的观察资料，对正常状态电离层的传播参数月中值所做出的一种预先推断。它可以提前一个月、三个月或更长时间预报出短波的传播模式、接收点信号场强和短波通信电路最高可用频率等参数的月中值。例如可采用具有广泛应用基础且对电离层模型进行持续不断修正的ITS软件包为频率预测软件。
步骤(2)中，所述可用频段范围a随频率预测模型的输入参数实时变化；频率预测模型的输入参数包括主叫台的地理位置、时间。
步骤(3)中，所述频谱感知为N路宽带信道并行进行。宽带信道个数N可根据硬件条件等实际情况设置；
步骤(3)中，所述频谱感知在全频段N路并行进行，或者在可用频段a内N路并行进行。
所述步骤(5)，具体为：
1)设置一个链路维持时间T，计时器初始化；
2)在时间T到达之前，若业务被中断，则进入步骤5)，否则进入步骤3)；
3)当计时器到达维持时间T时，判断业务是否空闲，若是，则进入步骤4)，否则回到步骤1)；
4)判断是否需要更换频点，若是则进入步骤5)，否则回到步骤1)；
5)根据实时的频率预测模型和频谱感知结果，在b中选择最优可用频点进行快速建链；
6)若建链成功，回到步骤1)，否则选择下一个频点申请快速建链。
所述业务维持时间T可以根据实际情况设置。
链路维持过程汇总可用频段范围a和可用频段范围b也在实时变化：可用频段范围a随着输入参数的变化而变化、可用频段范围b随着在可用频段范围a内进行的频谱感知的结果而变化。
本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：
一种频率自动选择装置，包括频率预测模块、快速建链模块、链路维持模块；其中，频率预测模块通过长期预测与实时频谱感知确定可用频段和最优频点；快速建链模块在所选的频点上进行快速建链；链路维持模块在成功建链后根据实时检测判断是否需要进行频点切换，所述实时检测包括：检测业务是否被中断；检测到达业务维持时间时，判断业务是否空闲，当前工作频点是否为最优频点。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明首先通过频率预测和N路并行频谱感知获得可用频段，在可用频段内选择最优历史频点建链，并持续进行频率预测和频谱感知以进行链路维持。本发明实施例提供的自动选择频率的方法及装置能够快速高效地选择频率建链，并且频率预测模块内置于主叫台，可以实时调整可用频段，提高建链效率。
附图说明
图1为本发明所述一种频率自动选择方法的流程图。
图2为本发明所述一种频率自动选择装置的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1，一种频率自动选择方法，包括以下步骤：
1、通过频率管理系统获取一个历史频点列表，包含M个频点，以及每个频点相对于中心信道的频率偏移、可用带宽、干扰情况统计等信息；
2、主叫台通过内置频率预测软件ITS软件包，自动根据地理位置、太阳的活动性、季节和不同时间等因素实时预测一个可用频段范围a；
3、在全频段(2～30M)内并行进行N(例如32)路宽带信道频谱感知，将N路宽带信号按照检测性能从大到小进行排序，并在第二步中得到的可用频段范围a内选择N路宽带信道中性能最佳频段b；
4、选择历史频点列表中频段范围b内的最优频点申请快速建链，同时根据信令交互将该频点的干扰统计情况(SNR)更新到列表中；
5、若建链成功，进入步骤7，否则进入步骤6；
6、判断当前最优频段范围b内剩余频点个数是否为0，若是，则返回步骤1；若否，则选择历史频点列表中频段范围b内的下一频点申请快速建链，同时根据信令交互将该频点的干扰统计情况(SNR)更新到列表中，返回步骤5；
7、设置一个业务维持时间T，到达时间T之前，若业务被中断(由于受到干扰或链路质量差)，则返回步骤1，否则进入步骤8；
8、计时器到业务维持时间时，判断业务是否空闲，若是，则进入步骤9，否则重启计时器；
9、判断当前工作频点是否为当前最优频段范围b内的最优频点，若是，则返回步骤7，否则返回步骤1。
上述步骤3中频谱感知过程具体如下：
1)N路宽带信号(24kHz)中的每一路进行FFT变换，其中FFT点数K取1024；截取长度为K的信号，加窗，FFT变换到频域，并计算其功率谱；
2)将信号功率谱分割为8段3kHz的频段F1～F8，并计算F1～F8对应的能量S1～S8；
3)将S1～S8中大于TH的值，记为集合R；S1～S8中小于TH的值，记为集合U；TH根据实际情况取值(如-100dBm)；
4)将集合R中各值对应的频段判为0(不可用)；集合U中各值对应的频段判为1(可用)；统计24k宽带信道中最大连续3k子信道可用数；
5)按照连续可用子信道个数大小进行从大到小排序，优先选择前面的信道。
如图2，一种频率自动选择装置，包括：
1、频率预测模块：通过长期预测与实时频谱感知确定可用频段，在可用频段中选择最优频点；
2、快速建链模块：在所选的频点上进行快速建链；
3、链路维持模块：成功建链后根据实时检测判断是否需要进行频点切换，其中实时检测包括2点：
1)业务是否被中断；
2)到达业务维持时间时，判断业务是否空闲，当前工作频点是否为最优频点。
实施例2
一种频率自动选择方法，包括以下步骤：
1、通过频率管理系统获取一个历史频点列表，包含M个频点，以及每个频点相对于中心信道的频率偏移、可用带宽、干扰情况统计等信息；
2、主叫台通过内置频率预测软件ITS软件包，自动根据地理位置、太阳的活动性、季节和不同时间等因素实时预测一个可用频段范围a；
3、在可用频段范围a内并行进行N(例如32)路宽带信道频谱感知，选择最优频段范围b；
4、选择历史频点列表中频段范围b的最优频点申请快速建链，同时根据信令交互将该频点的干扰统计情况(SNR)更新到列表中；
5、若建链成功，进入步骤7，否则进入步骤6；
6、判断当前最优频段范围b内剩余频点个数是否为0，若是，则返回步骤1；若否，则选择历史频点列表中频段范围b内的下一频点申请快速建链，同时根据信令交互将该频点的干扰统计情况(SNR)更新到列表中，返回步骤5；
7、设置一个业务维持时间T，到达时间T之前，若业务被中断(由于受到干扰或链路质量差)，则返回步骤1，否则进入步骤8；
8、计时器到业务维持时间时，判断业务是否空闲，若是，则进入步骤9，否则重启计时器；
9、判断当前工作频点是否为当前最优频段范围b内的最优频点，若是，则返回步骤7，否则返回步骤1。
上述步骤3中频谱感知过程与实施例1相同。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种频率自动选择方法，其特征在于，包括以下顺序的步骤：
(1)获取历史频点列表；
(2)主叫台通过内置频率预测模型预测一个可用频段范围a；
(3)主叫台通过频谱感知选择最优频段范围b；
(4)选择历史频点列表中频段范围b内的最优频点快速建链；
(5)链路维持。
2.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述历史频点列表通过频率管理系统获取。
3.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述历史频点列表包含M个频点，以及每个频点相对于中心信道的频率偏移、可用带宽、干扰情况统计信息。
4.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(1)中，所述历史频点列表中每个频点的信息随着信令交互实时更新。
5.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述频率预测模型是依据电离层特性参数的时空变化规律和太阳活动性指数的预报值进行预测，即依据日地关系和以往的观察资料，对正常状态电离层的传播参数月中值所做出的一种预先推断。
6.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述可用频段范围a随频率预测模型的输入参数实时变化；频率预测模型的输入参数包括主叫台的地理位置、时间。
7.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(3)中，所述频谱感知为N路宽带信道并行进行。
8.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，步骤(3)中，所述频谱感知在全频段N路并行进行，或者在可用频段a内N路并行进行。
9.根据权利要求1所述频率自动选择方法，其特征在于，所述步骤(5)，具体为：
1)设置一个链路维持时间T，计时器初始化；
2)在时间T到达之前，若业务被中断，则进入步骤5)，否则进入步骤3)；
3)当计时器到达维持时间T时，判断业务是否空闲，若是，则进入步骤4)，否则回到步骤1)；
4)判断是否需要更换频点，若是则进入步骤5)，否则回到步骤1)；
5)根据实时的频率预测模型和频谱感知结果，在b中选择最优可用频点进行快速建链；
6)若建链成功，回到步骤1)，否则选择下一个频点申请快速建链。
10.一种频率自动选择装置，其特征在于，包括频率预测模块、快速建链模块、链路维持模块；其中，频率预测模块通过长期预测与实时频谱感知确定可用频段和最优频点；快速建链模块在所选的频点上进行快速建链；链路维持模块在成功建链后根据实时检测判断是否需要进行频点切换，所述实时检测包括：检测业务是否被中断；检测到达业务维持时间时，判断业务是否空闲，当前工作频点是否为最优频点。
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