CN104660358A - 基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台 - Google Patents

Abstract

本发明为一种基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台，它通过一种基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台，实现超短波电台在异频异网状态下有序、有效的通信。本发明提供的基于超短波电台的异频组网通信设计方法，包括有异频组网的网络结构划分、工作模式规划、时隙分配方式、建网过程、网络维护方法和工作种类规划；本发明提供的基于超短波电台的异频组网通信控制中心平台，采用模块化设计，明确两种通信控制器与基地台之间的连接关系，以简明的网络结构建立，侧重于异频组网功能和平台模块的对应。

Description

基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台

技术领域

本发明涉及一种基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台，具体地说它通过一种基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台，以便超短波电台在异频异网状态下实现有序、有效的通信。

背景技术

在现有基于超短波电台构建通信网络中，组建一个联合通信系统，存在系统内不同超短波电台的通信会发生碰撞的弊端；而且，基于同一频率下的通信模式，当已经存在一个上行或下行通信链路时，其他网内电台将无法同时建立紧急通信链路，缺乏灵活性；此外，常见小型通信网络内移动电台之间的通信必须经由通信网络的控制中心完成，一定程度上限制了网络通信覆盖范围，缺乏机动性。

因此，人们期待解决这些问题，满足通信系统在不同频率这样的要求。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述已有技术的不足，而提供的一种设计合理、工作可靠的基于超短波电台的异频组网通信设计方法与控制中心平台，通过建立不同频率的上行、下行信道，实现便携台与便携台之间在不同频率下的通信，满足超短波电台在异频异网状态下实现有序、有效的通信的要求。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于超短波电台的异频组网设计方法，包括有异频组网的网络结构划分，异频网络工作模式规划，异频网络时隙规划，异频网络建网过程，异频网络维护方法和异频网络工作状态规划，分别由步骤S1、S2、S3、S4、S5和S6，共6个步骤完成，其中：

所述步骤S1异频组网的网络结构划分，用以完成异频网络的网络结构划分；

所述步骤S2异频网络工作模式规划，用以完成异频网络的功能需求分析；

所述步骤S3异频网络时隙分配方式，用以完成异频网络通信系统内的时隙表划分，避免通信过程中可能造成的时间片的碰撞；

所述步骤S4异频网络建网过程，用以完成异频网络的建立，即至少一个便携台成功注册到异频网络内；

所述步骤S5异频网络维护方法，用以完成异频网络建立后，在正常工作状态下的电台之间的同步维护和便携台的在线信息维护；

所述步骤S6异频网络工作种类规划，用以完成异频网络内不同工作种类的规划设计。

所述步骤S1又包含步骤S11、S12和S13，共3个步骤，其中：

所述步骤S11通信控制中心平台，用以实现异频网络建立前的电台之间的同步、交互、控制，实现在异频网络建立后f1/f2上下行信道的数据、话音转信功能；

所述步骤S12便携台，包括1至n部数量不定的便携台，用以提供异频网络的无线通信信道，便携台之间的通信需要通过上述步骤S11的f1/f2上下行信道转换，进而完成话音、数据通信。

所述步骤S2又包含步骤S21和S22，共2个步骤，其中：

所述步骤S21，用以完成基地台与便携台的通信规划，在f1/f2上下行信道的异频网络内通信；

所述步骤S22，用以完成便携台与便携台之间的通信规划，根据便携台通信距离的远近，分为f1/f2上下行信道的异频网络内通信和f2、f3……fn信道异频网络网外通信。

所述步骤S3又包含步骤S31、S32和S33，共3个步骤，其中：

所述步骤S31，用以完成勤务同步时隙规划，维护异频网络内多个便携台与基地台之间的信息一致性；

所述步骤S32，用以完成话音时隙规划，保障话音的数据吞吐量，实现有效的话音通信；

所述步骤S33，用以完成数据时隙规划，采用两时隙级联的方式，为基地台时隙和便携台单独规划时隙表。

所述步骤S4又包含步骤S41、S42和S43，共3个步骤，其中；

所述步骤S41，用以完成通信控制中心平台与基地台的初始交互，接收基地台进入异频组网工作模式的状态信息；

所述步骤S42，用以实现由便携台发起异频网络注册命令，基地台接收后，经由通信控制中心平台交互处理，在注册地址没有冲突时，转发重新封装的注册成功命令至基地台，否则注册失败。基地台解析通信控制中心平台的命令，向异频网络内转发相关信令、数据命令等。

所述步骤S43，用以实现由便携台接收注册成功命令，解析命令中携带的便携台在网信息，根据在网信息，每一个便携台动态分配工作时隙；异频网络完成一个单兵成功注册后，正式完成异频网络建网过程。

所述步骤S5又包含步骤S51和S52，共2个步骤，其中；

所述步骤S51，用以完成电台之间的同步维护，基地台周期发送同步信息，便携台根据同步信息矫正自己的时间参数保持与基地台一致，保障便携台不脱网；通信控制中心平台周期发起检查更新便携台脱网、新入网状态，当一段时间未能查询已注册网内的便携台时，将对其发起注销命令，由基地台转发该命令，网内便携台接收后重新分配调整工作时隙；

所述步骤S52，用以完成便携台的在线信息更新维护，包括便携台自动脱网状态、。当便携台一段时间未能接收到基地台发送的同步信息后，将自动脱网，需要重新注册，成功进入异频网络内，再根据在网信息重新分配调整工作时隙。

所述步骤S6又包含步骤S61、S62和S63，共3个步骤，其中；

所述步骤S61，用以完成全话模式，此时异频网络内只有话音和信令交互，不能传送空情等数据信息；

所述步骤S62，用以完成全数模式，此时异频网络内只有数据和信令交互，不能进行话音通信；

所述步骤S63，用以完成数话兼容模式，此时异频网络内可以同时传送数据、话音和信令。

一种基于超短波电台的异频组网通信控制中心平台，其平台包括：第一通信控制器1、第二通信控制器2和基地台3，共3个部分相结合构成一个整体，其中：

所述第一通信控制器1，包括有控制器11，数据终端12；用以完成对异频网络的通信控制，实现发送、接收异频网络内的数据、话音等；

所述第二通信控制器2，包括有数据模块21、22，音频模块23、24，转信模块25；用以完成异频网络内电台数据、话音命令等协议的互通的封装、转发及发送；

所述基地台3，包括有一个A基地台31，B基地台32；用以接收、发送连指挥话音、数据和信令，向异频组网系统内广播；

本发明可作为基于超短波电台异频组网的一种新设计方法，先对异频组网的网络结构、工作模式、时隙分配方式进行设计；再对异频网络建网过程和建网后电台之间的信息维护进行设计，使其能周期同步维护满足异频网络的正常工作需要；最后对异频网络正常工作的工作种类进行划分，使其满足不同情况下的异频组网通信需求。

本发明提供的基于超短波电台的异频组网通信控制中心平台，以简明的网络结构建立，明确第一通信控制器1、第二通信控制器2与基地台3之间的连接关系，三部分相结合构成一个整体；各部分采用模块化设计，侧重于f1/f2不同信道下异频组网功能和平台模块的对应。具体是完成对异频网络的建立前、建立后、正常工作等状态下的检查、更新和维护，提供f1/f2上下行信道与便携台以无线方式连接，实现异频组网的功能需求。同时，还具有理念新颖、设计合理、方法可靠、实用性强，以及人际界面友好，操作灵活快捷，整体结构合理等特点。

附图说明

图1      本发明整体结构示意框图

图2      本发明设计方法流程图

图3      本发明异频组网网络结构划分流程图

图4      本发明异频网络工作模式规划流程图

图5      本发明异频网络时隙分配方式流程图

图6      本发明异频网络建网过程流程图

图7      本发明异频网络维护方法流程图

图8      本发明异频网络工作种类规划流程图

图9      本发明通信控制中心平台划分流程图

图10   本发明便携台之间不同通信距离下的通信规划流程图

图11   本发明异频网络数据时隙规划流程图

图12   本发明异频网络硬件平台框图

图中符号说明：

1为第一通信控制器，2为第二通信控制器，3为基地台。

11为控制器，12为数据终端；

111为总线通信接口，112、121为通用串口，122为话音通信接口。

21、22为数据模块，23、24为音频模块，25为转信模块；

211、221为通用串口，231、241为话音通信接口，251为总线通信接口。

31为A基地台，32为B基地台；

311为通用串口，312为话音通信接口，321为话音通信接口，322为通用串口。

具体实施方式

请参阅图1至图12所示，为本发明具体实施例。

从图2至图11可以看出：

一种基于超短波电台的异频组网设计方法，包括有异频组网的网络结构划分，异频网络工作模式规划，异频网络时隙规划，异频网络建网过程，异频网络维护方法和异频网络工作状态规划，分别由步骤S1、S2、S3、S4、S5和S6，共6个步骤完成，其中：

所述步骤S1异频组网的网络结构划分，用以完成异频网络的网络结构划分；

所述步骤S2异频网络工作模式规划，用以完成异频网络的功能需求分析；

所述步骤S3异频网络时隙分配方式，用以完成异频网络通信系统内的时隙表划分，避免通信过程中可能造成的时间片的碰撞；

所述步骤S4异频网络建网过程，用以完成异频网络的建立，即至少一个便携台成功注册到异频网络内；

所述步骤S5异频网络维护方法，用以完成异频网络建立后，在正常工作状态下的电台之间的同步维护和便携台的在线信息维护；

所述步骤S6异频网络工作种类规划，用以完成异频网络内不同工作种类的规划设计。

所述步骤S1又包含步骤S11、S12和S13，共3个步骤，其中：

所述步骤S11通信控制中心平台，用以实现异频网络建立前的电台之间的同步、交互、控制，实现在异频网络建立后f1/f2上下行信道的数据、话音转信功能；

所述步骤S12便携台，包括1至n部数量不定的便携台，用以提供异频网络的无线通信信道，便携台之间的通信需要通过上述步骤S11的f1/f2上下行信道转换，进而完成话音、数据通信。

所述步骤S2又包含步骤S21和S22，共2个步骤，其中：

所述步骤S21，用以完成基地台与便携台的通信规划，在f1/f2上下行信道的异频网络内通信；

所述步骤S22，用以完成便携台与便携台之间的通信规划，根据便携台通信距离的远近，分为f1/f2上下行信道的异频网络内通信和f2、f3……fn信道异频网络网外通信。

所述步骤S3又包含步骤S31、S32和S33，共3个步骤，其中：

所述步骤S31，用以完成勤务同步时隙规划，维护异频网络内多个便携台与基地台之间的信息一致性；

所述步骤S32，用以完成话音时隙规划，保障话音的数据吞吐量，实现有效的话音通信；

所述步骤S33，用以完成数据时隙规划，采用两时隙级联的方式，为基地台时隙和便携台单独规划时隙表。

所述步骤S4又包含步骤S41、S42和S43，共3个步骤，其中；

所述步骤S41，用以完成通信控制中心平台与基地台的初始交互，接收基地台进入异频组网工作模式的状态信息；

所述步骤S42，用以实现由便携台发起异频网络注册命令，基地台接收后，经由通信控制中心平台交互处理，在注册地址没有冲突时，转发重新封装的注册成功命令至基地台，否则注册失败。基地台解析通信控制中心平台的命令，向异频网络内转发相关信令、数据命令等。

所述步骤S43，用以实现由便携台接收注册成功命令，解析命令中携带的便携台在网信息，根据在网信息，每一个便携台动态分配工作时隙；异频网络完成一个单兵成功注册后，正式完成异频网络建网过程。

所述步骤S5又包含步骤S51和S52，共2个步骤，其中；

所述步骤S51，用以完成电台之间的同步维护，基地台周期发送同步信息，便携台根据同步信息矫正自己的时间参数保持与基地台一致，保障便携台不脱网；通信控制中心平台周期发起检查更新便携台脱网、新入网状态，当一段时间未能查询已注册网内的便携台时，将对其发起注销命令，由基地台转发该命令，网内便携台接收后重新分配调整工作时隙；

所述步骤S52，用以完成便携台的在线信息更新维护，包括便携台自动脱网状态、。当便携台一段时间未能接收到基地台发送的同步信息后，将自动脱网，需要重新注册，成功进入异频网络内，再根据在网信息重新分配调整工作时隙。

所述步骤S6又包含步骤S61、S62和S63，共3个步骤，其中；

所述步骤S61，用以完成全话模式，此时异频网络内只有话音和信令交互，不能传送空情等数据信息；

所述步骤S62，用以完成全数模式，此时异频网络内只有数据和信令交互，不能进行话音通信；

所述步骤S63，用以完成数话兼容模式，此时异频网络内可以同时传送数据、话音和信令。

所述步骤S11又包含步骤S111、S112和S113，共3个步骤，其中：

所述步骤S111，即第一通信控制器，用以实现对异频网络建立前、后，与电台之间的同步、交互、控制；

所述步骤S112，即第二通信控制器，用以实现对异频网络内f1/f2上下行信道的转信功能；

所述步骤S113，包括有A基地台工作在f1信道，B基地台工作在f2信道，即发送在f1信道，接收在f2信道。

所述步骤S22又包含步骤S221和S222，共2个步骤，其中：

所述步骤S221，用以完成便携台之间的距离较远的通信规划，即必须由基地台在f1/f2上下行信道的异频网络内转发；

所述步骤S222，用以完成便携台之间的距离较近的通信规划，可以选择S221步骤的方式，也可以由通信控制中心平台控制不同的便携台之间在f3至fn信道的异频网络网外通信。

所述步骤S33又包含步骤S331和S332，共2个步骤，其中：

所述步骤S331，用以完成基地台时隙规划，为防止异频网络内f1/f2的上、下行通路，在通信过程中可能造成的时间片上的碰撞，为基地台设定固定时隙表；

所述步骤S332，用以完成便携台时隙规划，异频网络内同时在网的便携台数量是实时变化、更新的，为高效率、最大化利用通信资源，采用动态时隙表，根据基地台3周期转发的同步信息，将数个时隙帧内的其余时隙动态调整，平均分配给在网的每一个便携台。

从图12可以看出：

一种基于超短波电台的异频组网通信控制中心平台，其平台包括：第一通信控制器1、第二通信控制器2和基地台3。第一通信控制器1、第二通信控制器2、基地台3依次通过有线方式相连接，其中：

所述第一通信控制器1，包括有控制器11，总线通信接口111，通用串口112，数据终端12，通用串口121，话音通信接口122；第一通信控制器1通过总线通信接口111完成控制信息与数据的交互，通过话音通信接口122完成话音通信的交互；其中控制器11与数据终端12通过通用串口112和通用串口121相连接，进行协议封装、数据交互；

所述第二通信控制器2，包括有数据模块21、22，音频模块23、24，转信模块25，通用串口211，通用串口221，话音通信接口231，话音通信接口241，总线通信接口251；第二通信控制器2通过总线通信接口251与第一通信控制器1的总线通信接口111相连接，进行控制信号与数据信号的交互；数据模块21、22，音频模块23、24分别与转信模块25相连接，进行f1/f2上下行信道的通信转换；通过通用串口211、221，话音通信接口231、241与基地台3进行数据、话音的交互；

所述基地台3，包括有一个A基地台31，B基地台32，通用串口311，话音通信接口312，话音通信接口321，通用串口322。A基地台31通过通用串口311和话音通信接口312与第二通信控制器2完成f1信道下话音、数据交互，B基地台32通过通用串口322和话音通信接口321与第二通信控制器2完成f2信道下话音、数据交互。

值得说明的是本发明中所述的第二通信控制器2内部结构有数据模块21、22，音频模块23、24和转信模块25，A基地台31、B基地台32为通用超短波跳频电台（车载式、舰载式、机载式）。

以上实施例，仅为本发明的较佳实施例而已，用以说明本发明的技术特征和可实施性，并非用以限定本发明的神奇专利权利；同时以上描述，对于熟知本技术领域的专业人士应可明了并加以实施。因此，在未脱离本发明所揭示的前提下，所完成的等效的改变或修饰，均包含在所述的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种基于超短波电台的异频组网设计方法，包括有异频组网的网络结构划分，异频网络工作模式规划，异频网络时隙规划，异频网络建网过程，异频网络维护方法和异频网络工作状态规划，分别由步骤S1、S2、S3、S4、S5和S6，共6个步骤完成，其特征是：

所述步骤S1异频组网的网络结构划分，用以完成异频网络的网络结构划分；

所述步骤S2异频网络工作模式规划，用以完成异频网络的功能需求分析；

所述步骤S3异频网络时隙分配方式，用以完成异频网络通信系统内的时隙表划分，避免通信过程中可能造成的时间片的碰撞；

所述步骤S4异频网络建网过程，用以完成异频网络的建立，即至少一个便携台成功注册到异频网络内；

所述步骤S5异频网络维护方法，用以完成异频网络建立后，在正常工作状态下的电台之间的同步维护和便携台的在线信息维护；

所述步骤S6异频网络工作种类规划，用以完成异频网络内不同工作种类的规划设计。

2.如权利要求1所述的基于超短波电台的异频组网设计方法，其特征是：

所述步骤S1又包含步骤S11、S12和S13，共3个步骤，其中：

所述步骤S11通信控制中心平台，用以实现异频网络建立前的电台之间的同步、交互、控制，实现在异频网络建立后f1/f2上下行信道的数据、话音转信功能；

所述步骤S12便携台，包括1至n部数量不定的便携台，用以提供异频网络的无线通信信道，便携台之间的通信需要通过上述步骤S11的f1/f2上下行信道转换，进而完成话音、数据通信。

3. 如权利要求1所述的基于超短波电台的异频组网设计方法，其特征是：

所述步骤S2又包含步骤S21和S22，共2个步骤，其中：

所述步骤S21，用以完成基地台与便携台的通信规划，在f1/f2上下行信道的异频网络内通信；

所述步骤S22，用以完成便携台与便携台之间的通信规划，根据便携台通信距离的远近，分为f1/f2上下行信道的异频网络内通信和f2、f3……fn信道异频网络网外通信。

4. 如权利要求1所述的基于超短波电台的异频组网设计方法，其特征是：

所述步骤S3又包含步骤S31、S32和S33，共3个步骤，其中：

所述步骤S31，用以完成勤务同步时隙规划，维护异频网络内多个便携台与基地台之间的信息一致性；

所述步骤S32，用以完成话音时隙规划，保障话音的数据吞吐量，实现有效的话音通信；

所述步骤S33，用以完成数据时隙规划，采用两时隙级联的方式，为基地台时隙和便携台单独规划时隙表。

5. 如权利要求1所述的基于超短波电台的异频组网设计方法，其特征是：

所述步骤S4又包含步骤S41、S42和S43，共3个步骤，其中；

所述步骤S41，用以完成通信控制中心平台与基地台的初始交互，接收基地台进入异频组网工作模式的状态信息；

所述步骤S42，用以实现由便携台发起异频网络注册命令，基地台接收后，经由通信控制中心平台交互处理，在注册地址没有冲突时，转发重新封装的注册成功命令至基地台，否则注册失败；

基地台解析通信控制中心平台的命令，向异频网络内转发相关信令、数据命令等；

所述步骤S43，用以实现由便携台接收注册成功命令，解析命令中携带的便携台在网信息，根据在网信息，每一个便携台动态分配工作时隙；异频网络完成一个单兵成功注册后，正式完成异频网络建网过程。

6.如权利要求1所述的基于超短波电台的异频组网设计方法，其特征是：

所述步骤S5又包含步骤S51和S52，共2个步骤，其中；

所述步骤S51，用以完成电台之间的同步维护，基地台周期发送同步信息，便携台根据同步信息矫正自己的时间参数保持与基地台一致，保障便携台不脱网；通信控制中心平台周期发起检查更新便携台脱网、新入网状态，当一段时间未能查询已注册网内的便携台时，将对其发起注销命令，由基地台转发该命令，网内便携台接收后重新分配调整工作时隙；

所述步骤S52，用以完成便携台的在线信息更新维护，包括便携台自动脱网状态；当便携台一段时间未能接收到基地台发送的同步信息后，将自动脱网，需要重新注册，成功进入异频网络内，再根据在网信息重新分配调整工作时隙。

7. 如权利要求2所述的通信控制中心平台，其特征是：

所述步骤S11又包含步骤S111、S112和S113，共3个步骤，其中：

所述步骤S111，即第一通信控制器，用以实现对异频网络建立前、后，与电台之间的同步、交互、控制；

所述步骤S112，即第二通信控制器，用以实现对异频网络内f1/f2上下行信道的转信功能；

所述步骤S113，包括有A基地台工作在f1信道，B基地台工作在f2信道，即发送在f1信道，接收在f2信道。

8. 如权利要求3所述的便携台与便携台之间的通信规划，其特征是：

所述步骤S22又包含步骤S221和S222，共2个步骤，其中：

所述步骤S221，用以完成便携台之间的距离较远的通信规划，即必须由基地台在f1/f2上下行信道的异频网络内转发；

所述步骤S222，用以完成便携台之间的距离较近的通信规划，可以选择S221步骤的方式，也可以由通信控制中心平台控制不同的便携台之间在f3至fn信道的异频网络网外通信。

9.如权利要求4所述的数据时隙规划，其特征是：

所述步骤S33又包含步骤S331和S332，共2个步骤，其中：

所述步骤S331，用以完成基地台时隙规划，为防止异频网络内f1/f2的上、下行通路，在通信过程中可能造成的时间片上的碰撞，为基地台设定固定时隙表；

所述步骤S332，用以完成便携台时隙规划，异频网络内同时在网的便携台数量是实时变化、更新的，为高效率、最大化利用通信资源，采用动态时隙表，根据基地台3周期转发的同步信息，将数个时隙帧内的其余时隙动态调整，平均分配给在网的每一个便携台。

10.一种基于超短波电台的异频组网通信控制中心平台，包括有：第一通信控制器(1)、第二通信控制器(2)和基地台(3)，且第一通信控制器(1)、第二通信控制器(2)、基地台(3)依次通过有线方式相连接，其中：

所述第一通信控制器(1)，包括有控制器(11)，总线通信接口(111)，通用串口(112)，数据终端(12)，通用串口(121)，话音通信接口(122)；第一通信控制器(1)通过总线通信接口(111)完成控制信息与数据的交互，通过话音通信接口(122)完成话音通信的交互；其中控制器(11)与数据终端(12)通过通用串口(112)和通用串口(121)相连接，进行协议封装、数据交互；

所述第二通信控制器(2)，包括有数据模块(21)、(22)，音频模块(23)、(24)，转信模块(25)，通用串口(211)，通用串口(221)，话音通信接口(231)，话音通信接口(241)，总线通信接口(251)；第二通信控制器(2)通过总线通信接口(251)与第一通信控制器(1)的总线通信接口(111)相连接，进行控制信号与数据信号的交互；数据模块(21)、(22)，音频模块(23)、(24)分别与转信模块(25)相连接，进行f1/f2上下行信道的通信转换；通过通用串口(211)、(221)，话音通信接口(231)、(241)与基地台(3)进行数据、话音的交互；

所述基地台(3)，包括有一个A基地台(31)，B基地台(32)，通用串口(311)，话音通信接口(312)，话音通信接口(321)，通用串口(322)；A基地台(31)通过通用串口(311)和话音通信接口(312)与第二通信控制器(2)完成f1信道下话音、数据交互，B基地台(32)通过通用串口(322)和话音通信接口(321)与第二通信控制器(2)完成f2信道下话音、数据交互。