CN102932015B - 一种小功率短波调度方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小功率短波调度方法，开机状态时，公共机获取任务集合和发射机资源集合；公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，将任务集合分配给匹配的发射机。本发明对广播系统实际运行中可能发生的任务和发射机状态的变更，拥有快速重新调度恢复的能力，保证信号的及时发射。本发明对多种型号发射机设备的兼容，可应对台站下发射机临时变化的需求。采用本发明技术方案，可以实现快速且自动化调度，大大提高电子对抗的效率，符合广电总局工作的发展要求，满足相关管理部门的迫切需要，具有现实的社会效益。

Description

一种小功率短波调度方法

技术领域

本发明涉及广播电视技术领域，尤其涉及一种小功率短波调度方法。

背景技术

广播电视是国家信息安全的重要组成部分，是党和政府舆论宣传的重要保证，是丰富广大人民群众精神文化生活的重要手段，关系到国家政治安全和社会稳定，无论在和平时期、还是在非常时期，确保广播电视宣传牢牢掌握在党和政府手中，是建立和谐社会环境、维护国家长治久安的重要基础。

目前，大功率短波作为广播电视宣传的主要保障手段，已取得了重大的进展并正在为国家信息安全建设发挥重要作用。但是随着工作的进一步深入，大功率短波也暴露出一些问题，如在局部地区(如寺庙等)覆盖效果不能完全达标。为此，根据西新工程四期二阶段的工作计划，广电总局已经部署推广小功率短波的相关工作，以弥补大功率短波的缺陷。小功率短波发射机采用地面覆盖方式，能对局部地区进行有效覆盖，作为对国家大功率短波的有效补充，将在广播电视信息安全方面发挥越来越重要的作用。但是目前对于小功率短波发射机的调度控制仍然采用电话调度、手工操作的方式，人力资源消耗过大，且无法发挥小功率短波机动灵活、快速响应的特点，所以建立小功率短波调度系统已经成为广电总局科技司和各地广电管理部门急需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有调度控制方式人力资源消耗大且快速响应能力差的缺陷，提供一种小功率短波调度方法。

本发明采用的技术方案是，所述小功率短波调度方法，包括：

开机状态时，公共机获取任务集合和发射机资源集合；

公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，将任务集合分配给匹配的发射机。

进一步的，所述公共机获取任务集合和发射机资源集合，具体包括：

公共机实时采集发射机资源数据，组成发射机资源集合；

公共机通过任务巡检的方式定期采集任务数据组成任务集合。

进一步的，所述任务数据包括：待执行的任务及其任务信息，任务信息包括：任务编号、任务工作频率、任务幅度、任务执行时间和任务类型；

发射机资源数据包括：与公共机相连的发射机及其发射机信息，发射机信息包括：发射机编号、发射机型号、发射机中空闲激励器数量和空闲激励器工作频率；

发射机型号对应发射机的频率使用限制条件、以及发射机的禁止工作频率。

进一步的，所述公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，对任务和发射机进行匹配，具体包括：

公共机根据发射机中空闲激励器数量和发射机的频率使用限制条件确定可供任务集合中的任务使用的发射机集合；

公共机根据发射机的禁止工作频率集合、发射机中空闲激励器数量确定发射机集合中各发射机的权重；

公共机根据各发射机的权重从高到低向其中的空闲激励器分配任务集合中相应频率的任务。

进一步的，所述公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，对任务和发射机进行匹配，具体包括：

公共机根据发射机中空闲激励器数量和发射机的频率使用限制条件确定可供任务集合中的任务使用的发射机集合；

公共机根据发射机的禁止工作频率集合、发射机的历史工作频率集合、发射机中空闲激励器数量确定发射机集合中各发射机的权重；

公共机根据各发射机的权重从高到低向其中的空闲激励器分配任务集合中相应频率的任务。

进一步的，所述发射机的历史工作频率集包括：

执行任务失败时对应的激励器工作频率和执行任务成功时对应的激励器工作频率。

进一步的，所述公共机与发射机的连接方式为：

发射机通过总线连接到串口服务器，每台发射机对应一台串口服务器；

所有串口服务器通过交换机连接到公共机。

进一步的，该方法还包括：

当发射机按照所述匹配方式执行任务结束时，向公共机上报消息，公共机对执行失败的任务重新设置待执行标识，供下一次获取任务集合时获取所述任务。

进一步的，该方法还包括：

基于发射机的频率使用限制条件，通过对所述发射机的一次关机和开机操作实现任务移频。

采用上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明所述小功率短波调度方法，对广播系统实际运行中可能发生的任务和发射机状态的变更，拥有快速重新调度恢复的能力，保证信号的及时发射。本发明对多种型号发射机设备的兼容，可应对台站下发射机临时变化的需求。

采用本发明技术方案，可以实现快速且自动化调度，大大提高电子对抗的效率，符合广电总局工作的发展要求，满足相关管理部门的迫切需要，具有现实的社会效益。

附图说明

图1为本发明实施例中发射机和公共机的硬件部署情况示意图；

图2为本发明实施例中开机调度流程图；

图3为本发明开机调度流程中步骤S103具体流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对本发明进行详细说明如后。

发射机和公共机的硬件部署情况如图1所示，每台发射机通过总线连接到串口服务器，每台发射机对应一台串口服务器，最终所有串口服务器连接到一台交换机，通过网线连接到公共机，公共机为用户提供操作控制界面。

现有技术中的布线做法是将发射机上的所有总线直接连接到公共机的串口卡上，这样做存在很大的施工隐患。而本发明的硬件部署方式相对于现有技术的布线方式具有以下几个优点：1、大幅度缩短总线的长度，节省了预算；2、增强了总线间的屏蔽，减小了干扰，避免公共机对发射机数据的误采集；3、在线路出现问题时方便查找。

假设一个台站拥有i台发射机，每台发射机的激励器个数为N_i。本发明兼容单频发射机和跳频发射机，单频发射机中只有一个激励器即只对应一个工作频率。小功率短波调度方法，包括：

一、开机调度，如图1所示，包括以下具体步骤：

步骤S101，开机后，公共机通过任务巡检的方式定期采集任务数据，组成任务集合。

具体的，按任务执行时间对待执行的任务进行排序，并得到任务集合。式(1)中Task为待调度的任务集合，n为待执行的任务个数，T₁，T₂，...，T_n表示待执行的n个任务向量，每个任务向量中包含：任务编号、任务工作频率、任务幅度、任务执行时间和任务类型等信息。

Task＝{T₁，T₂，...，T_n}，n≤N_i                   (1)

步骤S102，开机后，公共机实时向发射机采集发射机资源数据，组成发射机资源集合。需要说明的是，在实际运行中，公共机需要实时掌握发射机的状态，与步骤S101中是否采集到任务数据没有直接关系，也就是说，若步骤S101中未采集到待执行的任务，步骤S102仍然会执行。

具体的，式(2)中Fsj是采集得到的与公共机相连的i台发射机资源集合，F₁，F₂，...，F_i表示每台发射机资源的向量，每台发射机资源的向量包含：发射机编号、发射机型号、发射机中空闲激励器数量和每台空闲激励器工作频率等信息。

Fsj＝{F₁，F₂，...，F_i}                  (2)

发射机型号对应发射机的频率使用限制条件、以及发射机的禁止工作频率。其中，发射机的禁止工作频率是指：除该发射机产品说明记载的工作频率以外的频率，即该发射机的禁止工作频率。发射机的频率使用限制条件举例如下：

1)如果跳频发射机已有激励器正在工作，那么其1号激励器的工作频率必须大于其它激励器的工作频率；

2)只有跳频发射机的1号激励器工作时，其它激励器才能工作；

3)发射机中的激励器必须同为高频工作或者同为低频工作。

步骤S103，公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，将任务集合分配给匹配的发射机。如图2所示，步骤103具体包括：

A1，公共机根据发射机中空闲激励器数量和发射机的频率使用限制条件确定可供任务集合中的任务使用的发射机集合。

具体的，通过式(3)得到可以被任务集合Task进行组调度的发射机集合FsjSet，发射机集合FsjSet中含有发射机编号、发射机空闲激励器数量等信息。

FsjSet＝FsjSet_s I FsjSet_p

＝f_s(s(Fsj)，s(Task))If_p(p(Fsj)，p(Task))              (3)

s(Task)是的任务集合Task中的任务个数n，s(Fsj)是每台发射机的空闲激励器数量集合，通过函数f_s筛选出空闲激励器数符合任务个数需求的第一发射机集合FsjSet_s，函数f_s的筛选过程是：对所有发射机进行遍历，将发射机的空闲激励器数量和任务个数进行比较，查找出发射机的空闲激励器数量大于等于任务数量的发射机，得到第一发射机集合FsjSet_s。

p(Task)是任务的工作频率集合，不同的发射机型号对应不同的频率使用限制条件，p(Fsj)是从Fsj集合中提取出每台发射机激励器工作频率组成的集合，通过函数f_p筛选出符合发射机的频率使用限制条件的第二发射机集合FsjSet_p。根据发射机的型号不同，函数f_p的筛选过程也不相同。举例说明，如果发射机的频率使用限制条件p(Task)有：1、如果跳频发射机已有激励器正在工作，那么其1号激励器的工作频率必须大于其它激励器的工作频率；2、发射机必须同为高频或者同为低频。函数f_p的筛选过程是：

B1，根据这两个限制条件首先判断发射机的1号激励器是否正在工作，如果是，则得到该激励器的工作频率f，执行B2，否则执行B3；

B2与任务的工作频率进行比较，如果任务的工作频率大于f，则排除使用该发射机；如果小于f，执行B3进行下一步比较；

B3，判断发射机的各激励器是否同时工作在高频或者低频。本步中，可以设定一个阈值对高频和低频进行区分，比较任务的工作频率是否与发射机的工作的频率在同一频段上，如果是则该发射机可用，否则排除该发射机。

最后，将第一发射机集合FsjSet_s和第二发射机集合FsjSet_p取并集得到符合调度要求的发射机集合FsjSet。

A2，公共机根据发射机的禁止工作频率集合、发射机的历史工作频率集合、发射机中空闲激励器数量确定发射机集合中各发射机的权重。

为了提高任务调度的效率和准确性，本发明要用到所有发射机的禁止工作频率集合Freq′_fbd和发射机的历史工作频率集合参与确定发射机的权重，发射机的历史工作频率集合又包括：发射机的历史失败工作频率集合Freq′_his和发射机的历史成功工作频率集合Freq_suc，Freq′_fbd中p₁₁是指编号为1的发射机内的1号激励器的禁止工作频率，矩阵中其它元素的含义依次类推。Freq′_his中q₁₁是指编号为1的发射机内的1号激励器的成功执行过的工作频率，矩阵中其它元素的含义依次类推。

${\mathrm{Freq}}_{\mathrm{rbd}}^{\′}=\left\{\begin{array}{ccccc}{p}_{11}& p_{12}& L& p_{1i-1}& p_{1i}\\ p_{21}& p_{22}& L& p_{11}& p_{11}\\ M& M& O& M& M\\ p_{c-11}& p_{c-12}& L& p_{c-1i-1}& p_{c-1i}\\ p_{c1}& p_{c2}& L& p_{\mathrm{ci}-1}& p_{\mathrm{ci}}\end{array}\right\}---\left(4\right)$

${\mathrm{Freq}}_{\mathrm{his}}^{\′}=\left\{\begin{array}{ccccc}{q}_{11}& q_{12}& L& q_{1i-1}& q_{1i}\\ q_{21}& q_{22}& L& q_{2i-1}& q_{2i}\\ M& M& O& M& M\\ q_{d-11}& q_{d-12}& L& q_{d-1i-1}& q_{d-1i}\\ q_{d1}& q_{d2}& L& q_{\mathrm{di}-1}& q_{\mathrm{di}}\end{array}\right\}---\left(5\right)$

利用FsjSet对Freq′_fbd、Freq′_his进行简化得到，从集合中剔除不符合要求的发射机对应的频率，也就是说，f_fbd函数的作用是在Freq′_fbd中只保留与FsjSet中各发射机内激励器的工作频率有重叠的部分，f_his函数的作用是在Freq′_his中只保留与FsjSet中各发射机内激励器的工作频率有重叠的部分。

Freq_fbd＝f_fbd(FsjSet，Freq′_fbd)           (6)

Freq_his＝f_his(FsjSet，Freq′_his)           (7)

为了对任务的调度方案进行优化优化，本发明还须通过式(8)中得到的每台发射机对应的权重H_i对FsjSet中的发射机进行优先级排序，其中i为发射机编号。h_i，fbd(i，Freq_fbd)为由禁止工作频率集合计算的权重因素，只有0、1两个值，分别代表禁止和可用，只有当某一个发射机的所有激励器的工作频率都被禁止时，该发射机的权重才是0，其它情况下该发射机的权重为1。发射机内的哪些激励器的工作频率须被禁止由外部因素决定，Freq′_fbd可以灵活变化。

h_i，his(i，Freq_his)为由历史失败工作频率集合确定的权重因素，只有0、1两个值，分别代表禁止和可用，只有当某一个发射机的所有激励器的工作频率都被禁止时，该发射机的权重才是0，其它情况下该发射机的权重为1。

h_i，f(i，FsjSet)代表发射机工作状态决定的权重因素，包括：空闲激励器数等。

h_i，suc(i，Freq_suc)为由历史成功工作频率集合确定的权重因素，其中Freq_suc代表将待执行任务的工作频率与发射机曾经成功开启过的工作频率进行比对查找，看是否曾将成功开启过该频率，成功开启过则权重高，没有成功开启过则权重低。

发射机权重的计算公式为：

H_i＝H_i，fbd·H_i，his·H_i，f·H_i，suc                  (8)

＝h_i，fbd(i，Freq_fbd)·h_i，his(i，Freq_his)·h_i，fbd(i，FsjSet)·h_i，suc(i，Freq_suc)

可选的，本发明也可以只用到所有发射机的禁止工作频率集合Freq′_fbd和发射机工作状态参与确定发射机的权重，此时，发射机权重的计算公式为：

H_i＝H_i，fbd·H_i，f                                    (9)

＝h_i，fbd(i，Freq_fbd)·h_i，fbd(i，FsjSet)

A3，公共机根据各发射机的权重从高到低向其中的空闲激励器分配任务集合中相应频率的任务。

具体的，通过式(10)对发射机进行排序并将任务进行分配，可以获得按优先级排序的调度方案集M，其中H＝{H₁，H₂，...H_i}

M＝f_m(FsjSet，H，Task)                                (10)

采用函数f_m进行任务分配的过程举例说明如下：

设发射机具有三个激励器。以下为调度方案集的优先级排序过程。以下排列都是按照优先级排列的。

1)当任务集合中有一个待执行的任务时，分配过程如下：

首先，根据发射机的权重集合H查找到当前所有激励器都为空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，则将该发射机添加到待选列表。

然后，根据发射机的权重集合H查找到当前有两个激励器空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，将该发射机添加到待选列表。

最后，根据发射机的权重集合H查找到当前有一个激励器空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，将该发射机添加到待选列表。

2)当任务集合中有两个待执行的任务时，分配过程如下：

首先，根据发射机的权重集合H查找到当前所有激励器都为空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，则将该发射机添加到待选列表。

然后，根据发射机的权重集合H查找到当前有两个激励器空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，将该发射机添加到待选列表。

3)当任务集合中有三个待执行的任务时，分配过程如下：

根据发射机的权重集合H查找到当前所有激励器都为空闲的跳频发射机，且曾经成功执行过该任务对应的工作频率的，则将该发射机添加到待选列表。

对于单频发射机和单个任务的情况，只需要将任务集合和发射机集合中的激励器数量设为1即可，实现了兼容单频发射机和跳频发射机的功能。

用户可以通过公共机操作界面手动从待选列表中选择一个发射机执行相应任务，用户也可以选择自动调度模式自动选择待选列表中的发射机执行相应任务。

当发射机执行任务结束时，向公共机上报消息，公共机从上报的消息中获知任务调度执行情况：1、任务调度执行成功；2、通信失败导致的调度失败；3、掉功率导致的调度失败；4、故障导致的调度失败。公共机可以根据上报的消息记录发射机的历史工作频率集合，同时对执行失败的任务重新设置待执行标识，供下一次获取任务集合时获取所述任务，重新分配发射机等。对于临时任务，也可以设置待执行标识，插入任务集合的开始位置，供下一次获取任务集合时获取该临时任务。

二、关机调度

通过命令集O，一次性的对被调用发射机的所有激励器下达操作指令集Q_i。命令O₁，O₂，……，O_Ni的取值0代表关机，1代表开机。

Q_i＝{O₁，O₂，……，O_Ni}                 (11)

由于硬件因素，跳频发射机的关机过程较单频发射机更为复杂，表现为关机过程中的任务移频现象。本发明可以通过关机调度过程实现任务移频。

任务移频发是指在发射机的频率使用限制条件为：“只有跳频发射机的1号激励器工作时，其它激励器才能工作”时，若1号激励器执行任务结束时，其它激励器均有正在执行的任务，此时，需要通过下达关机操作指令集Q_i关闭发射机的所有激励器，并在开机时执行第一部分的开机调度流程将其它任务中的一项分配到1号激励器上执行来解决。

本发明所述小功率短波调度方法，对广播系统实际运行中可能发生的任务和发射机状态的变更，拥有快速重新调度恢复的能力，保证信号的及时发射。本发明对多种型号发射机设备的兼容，可应对台站下发射机临时变化的需求。

采用本发明技术方案，可以实现快速且自动化调度，大大提高电子对抗的效率，符合广电总局工作的发展要求，满足相关管理部门的迫切需要，具有现实的社会效益。

通过具体实施方式的说明，应当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图示仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。

Claims (5)

1.一种小功率短波调度方法，其特征在于，包括：开机状态时，公共机获取任务集合和发射机资源集合；

公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，对任务和发射机进行匹配；

所述公共机获取任务集合和发射机资源集合，具体包括：

公共机实时采集发射机资源数据，组成发射机资源集合；

公共机通过任务巡检的方式定期采集任务数据组成任务集合；

所述任务数据包括：待执行的任务及其任务信息，任务信息包括：任务编号、任务工作频率、任务幅度、任务执行时间和任务类型；

发射机资源数据包括：与公共机相连的发射机及其发射机信息，发射机信息包括：发射机编号、发射机型号、发射机中空闲激励器数量和空闲激励器工作频率；

发射机型号对应发射机的频率使用限制条件、以及发射机的禁止工作频率；

所述公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，对任务和发射机进行匹配，具体包括：

公共机根据发射机中空闲激励器数量和发射机的频率使用限制条件确定可供任务集合中的任务使用的发射机集合；

公共机根据发射机的禁止工作频率集合、发射机的历史工作频率集合、发射机中空闲激励器数量确定发射机集合中各发射机的权重；

公共机根据各发射机的权重从高到低向其中的空闲激励器分配相应频率的任务；

所述发射机的历史工作频率集包括：

执行任务失败时对应的激励器工作频率和执行任务成功时对应的激励器工作频率。

2.根据权利要求1所述的小功率短波调度方法，其特征在于，或者，所述公共机在获取到的任务集合和发射机资源集合的基础上，对任务和发射机进行匹配，具体包括：

公共机根据发射机中空闲激励器数量和发射机的频率使用限制条件确定可供任务集合中的任务使用的发射机集合；

公共机根据发射机的禁止工作频率集合、发射机中空闲激励器数量确定发射机集合中各发射机的权重；

公共机根据各发射机的权重从高到低向其中的空闲激励器分配相应频率的任务。

3.根据权利要求1所述的小功率短波调度方法，其特征在于，所述公共机与发射机的连接方式为：

发射机通过总线连接到串口服务器，每台发射机对应一台串口服务器；

所有串口服务器通过交换机连接到公共机。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的小功率短波调度方法，其特征在于，所述方法还包括：

当发射机按照所述匹配方式执行任务结束时，向公共机上报消息，公共机对执行失败的任务重新设置待执行标识，供下一次获取任务集合时获取所述任务。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的小功率短波调度方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于发射机的频率使用限制条件，通过对所述发射机的一次关机和开机操作实现任务移频。