CN105207872A - 信息链生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种信息链生成方法及系统，所述方法包括：设置短波信道交换系统，对短波信道进行交换；设置光缆信道交换系统，对光缆信道进行交换；设置卫星信道交换系统，对卫星信道进行交换；设置分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

Description

信息链生成方法及系统

技术领域

本发明涉及多种通信技术融合，特别涉及一种用来实现有线通信、无线通信、网系之间和用户之间的融合的信息链生成方法及系统。

背景技术

随着通信、计算机和信息技术的发展，信息化建设的基础条件已比较完备，大数据、云计算和网络技术的日趋成熟，为信息化系统的融合提供了条件。应用大数据、云计算和网络技术，对现有网系中的信道承载设备、网络设备和用户终端设备进行整合，实现有线通信、无线通信、网系之间和用户之间的融合提供了可能。

到目前为止，实现有线通信、无线通信、网系之间和用户之间的融合的主要技术障碍在于，缺少实现所述融合的具体技术手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种用来实现有线通信、无线通信、网系之间和用户之间的融合的信息链生成方法及系统。

根据本发明的第一方面，本发明的信息链生成方法包括以下步骤：

设置短波信道交换系统，对短波信道进行交换；

设置光缆信道交换系统，对光缆信道进行交换；

设置卫星信道交换系统，对卫星信道进行交换；

设置分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

所述方法还包括，将所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；将所述承载层连接包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

优选地，所述的对短波信道进行交换包括：

接收并存储短波收信台传送的目的通信地址信息；

接收并存储多个短波发信台分别传送的包括当前发信机、天线和通信链路状态信息的短波发射状态信息；

根据所述目的通信地址信息，查询正在与所述目的通信地址通信的所有短波发信台，从中选出短波发射状态最佳的一个短波发信台；

将短波收信台需要发射的通信信息切换到所选的短波发信台，以便其将所述通信信息发射给所述目的通信地址的短波设备。

优选地，所述目的通信地址的短波设备是具有短波收发信机的短波机动台。

优选地，所述的对光缆信道进行交换包括：

设置与用户应用层的相关设备连接的用户接口；

设置与光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；

设置用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；

设置用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；

在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间设置SDH成帧解帧模块；

在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间设置业务流向分析模块。

优选地，对卫星信道进行交换包括：

设置主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；

设置将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；

其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；

其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。

根据本发明的第二方面，本发明的信息链系统包括：

对短波信道进行交换的短波信道交换系统；

对光缆信道进行交换的光缆信道交换系统；

对卫星信道进行交换的卫星信道交换系统，；

分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

优选地，本发明的信息链系统还包括：与所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接的包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；以及连接所述承载层连接并包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

优选地，所述的短波信道交换系统包括：

接收短波收信台传送的信息的短波收信台通信接口；

接收短波发信台传送的信息的短波发信台通信接口；

存储所述的目的通信地址信息和短波发射状态信息的数据库。

优选地，所述的光缆信道交换系统包括：

与用户应用层的相关设备连接的用户接口；

与光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；

用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；

用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；

在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间设置SDH成帧解帧模块；

在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间设置业务流向分析模块。

优选地，所述卫星信道交换系统包括：

主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；

将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；

用于将所述的主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统和复接卫星信道智能交换控制子系统之一切换到主用工作状态的切换模块；

其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；

其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。

优选地，复接卫星信道智能交换控制系统包括中心站，卫星业务信道和远端站；其中，中心站系统将对远端站的控制命令通过复接器与对远端站的各种业务复接在一起，利用业务载波送到远端站；远端站将传给中心站的信息与该站的业务复接在一起，利用业务载波送往中心站。

优选地，主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制系统包括中心站和远端站；其中，中心站采用一个TDM连续出向信道，所有远端站共享此信道，接收后从中选出发给本站的数据；所有远端站共用一个TDMA载波作为入向信道，每个远端站在各自特定的时隙发送信息给中心站。

相对于现有技术，本发明的有益技术效果是，实现有线通信、无线通信、网系之间和用户之间的融合，以便利用光缆网、卫星网和短波网实现语音、数据和图像的传输。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明的信息链系统的示意图；

图2是显示本发明的短波信道交换方法的示意图；

图3是本发明的短波信道智能交换系统的原理图；

图4是实现短波信道智能交换相应软件的关系图；

图5是本发明的光缆信道智能交换系统的示意图；

图6是本发明的光缆信道智能交换系统的信令系统；

图7是应用本发明的光缆信道智能交换系统组网的示意图；

图8是本发明的卫星信道智能交换系统的示意图；

图9是本发明的复接卫星信道智能交换控制子系统的示意图；

图10是本发明的主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统的示意图。

具体实施方式

图1显示了本发明信息链系统，如图1所示，本发明通过以下方式构建信息链系统：

设置短波信道交换系统，对短波信道进行交换；

设置光缆信道交换系统，对光缆信道进行交换；

设置卫星信道交换系统，对卫星信道进行交换；

设置分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

所述方法还包括，将所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；将所述承载层连接包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

如图1所示，本发明的信息链系统包括：

对短波信道进行交换的短波信道交换系统；

对光缆信道进行交换的光缆信道交换系统；

对卫星信道进行交换的卫星信道交换系统；

分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

本发明的信息链系统还包括：与所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接的包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；以及连接所述承载层连接并包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

图2显示本发明的短波信道智能交换方法，图2左侧为短波收信台，该短波收信台是接收短波信号和发出短波通信信息的有人值守台。图2的右侧为短波发信台；图2的中间为连接短波收信台和短波发信台短波信道的智能交换机，以及只能控制器。

如图2所示，本发明的短波信道交换方法包括以下步骤：

接收并存储短波收信台传送的目的通信地址信息；

接收并存储多个短波发信台分别传送的包括当前发信机、天线和通信链路状态信息的短波发射状态信息；

根据所述目的通信地址信息，查询正在与所述目的通信地址通信的所有短波发信台，从中选出短波发射状态最佳的一个短波发信台；

将短波收信台需要发射的通信信息切换到所选的短波发信台，以便其将所述通信信息发射给所述目的通信地址的短波设备。

其中，目的通信地址的短波设备是具有短波收发信机的短波机动台。

如图2所示，短波发信台包括天线与接收机，控制器和用户终端，目的通信地址可以手工输入或者利用742控制器自动获得。

如图2所示，短波发信台包括发射机、天线和检测终端，检测终端并不拘泥于计算机，可以是以多种检测设备构建起来的用户终端，拥有在线或者离线的检测功能。

短波信道智能交换机，负责信道的交换，能够灵活满足一对一，一对多等连接需求，同时能够独立工作，并具有容错和报警机制，且将各个终端的优选信道进行切换。

同时在交换矩阵预留远程连接口，即能够将异地收信站的信息输入矩阵，也能将矩阵信息输出至远程发信站。

检测终端主要目的为获取当前发信机、天线、通信链路的状态，并将状态返回给短波信道智能交换系统。

检测终端硬件采用模块化设计，模块分为：天线测试模块和通信链路测试模块。天线测试模块主要功能为检测天线工作时的驻波、发信机发射功率大小等参数；通信链路测试模块主要功能为检测当前链路质量，包括是否畅通，误码率等信息。

图3显示了本发明的短波信道智能交换机，本发明的短波信道交换机，用于：接收并存储短波收信台传送的目的通信地址信息；接收并存储多个短波发信台分别传送的包括当前发信机、天线和通信链路状态信息的短波发射状态信息；根据所述目的通信地址信息，查询正在与所述目的通信地址通信的所有短波发信台，从中选出短波发射状态最佳的一个短波发信台；将短波收信台需要发射的通信信息切换到所选的短波发信台，以便其将所述通信信息发射给所述目的通信地址的短波设备。

如图3所示，本发明的短波信道智能交换机包括：接收短波收信台传送的信息的短波收信台通信接口；接收短波发信台传送的信息的短波发信台通信接口；存储所述的目的通信地址信息和短波发射状态信息的数据库；根据所述目的通信地址信息，查询正在与所述目的通信地址通信的所有短波发信台，从中选出短波发射状态最佳的一个短波发信台，以便将短波收信台需要发射的通信信息切换到所选的短波发信台的切换模块。

短波信道智能交换系统设计两类软件：一类是终端软件和智能控制软件；另一类为X86系统的嵌入式软件。各种软件的交互关系如图4所示:

在运行过程中，收、发信站的终端软件通过网络接口将信息传递至智能矩阵主机，主机通过UART口与交换矩阵的嵌入式软件通信。

收信台终端软件对于智能控制器是典型的Client-Server模式。收信台终端软件的基本功能为向智能控制器提交短波通信的目的地信息，该信息的获取渠道为两种，一种是由操作者手动选择，另外一种为软件根据收信机的来源地址自动确定目的地信息。

发信台终端软件对于智能控制器是典型的Client-Server模式。发信台终端软件的基本功能为向智能控制器提交发信台的各种状态信息，包括发信台特定设备的工作状态、天线的工作状态参数和通信链路连接状态等，信息上传至智能控制器，由智能控制器进行处理和存储。

本发明的短波信道智能交换系统特点是：

a、能够兼容当前多种通信设备和协议

系统能够适应多种已知设备，满足设备间互联的技术参数，兼容多个厂家的协议，最大程度减少对现有设备的更新。

b、充分利用现有的设备和资源

系统由众多的软硬件和网络构成，如果单独布局将是很复杂的系统，但是考虑到已有终端设备和网络的存在；系统使用现有的终端设备和网络资源，在此资源基础上运行自主的软件和协议，最大程度的降低对现有设备的更改，同时也能有效降低系统成本和复杂度，提高效率。

c、综合各种条件构建智能算法，选择最优的发信机和天线进行通信

短波通信中，通信质量受多重条件影响：A——发射机的功率、B——馈线系统的损耗、C——发射天线的损耗、D——发射天线的方向图、E——电离层的变化等，当展开上述任何一个条件，又可以衍生出很多复杂的影响因素。最终通信质量的好坏，与上述条件有因果关系，这种因果关系目前大部分依靠人员经验判断，这是不可靠和无法继承的。

短波信道智能交换系统通过对各项影响因素进行在线或离线的测量，量化各项影响因素，从而建立起一个评估机制，即对于固定目的地S，每一个发射机对应的适合程度Ｑ

其中Q_p是指多次对该目的地通信的优劣程度，这样就形成了一个有效的评价机制。这种机制可以利用多种现存的智能算法，对于每次通信过程预计每个发射机的Q值进行预测，从中选优。

d、系统逻辑清晰，智能水平高，硬件技术成熟，设备可靠

e、构建的智能算法，减轻了对操作者的要求

操作员只需要人工选择通信目标，系统则根据以前设备使用情况，从数据库中进行选择、查找，并自动选择最优的发信机进行工作，大大降低了对值班员的要求。

在回复异地通信的情况下，智能交换矩阵自动取得信息的发源地，然后自动选优，利用最优的发信机进行通信工作。

f、系统对于智能算法能进行方便和适时的调整

在现代通信系统复杂多变的需求下，要求我们针对各种情况，快速的做出反应。对于系统的智能算法，也需要根据实际情况进行适时的调整，以满足多变的环境。系统在构建时应考虑到这一点，有比较简单的接口，能够让非专业人士较为方便的根据实际情况调整各种判别算法，并能够保证在调整出现问题时保证系统的正确运行。

g、系统充分考虑复杂环境下系统的生存，具有独立工作的能力

考虑到系统在复杂，恶劣的环境中工作，例如部分终端损毁，网络故障等，信号智能交换矩阵系统应仍可以按最初默认的连接模式进行信号传输，能强有力的保障通信链路的正常工作。同时具备手工切换模式。

图5显示了本发明的光缆信道智能交换系统，如图5所示，本发明的一种光缆信道智能交换方法包括以下步骤：

设置与用户应用层的相关设备连接的用户接口；

设置与光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；

设置用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；

设置用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；

在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间设置SDH成帧解帧模块；

在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间设置业务流向分析模块。

另一方面，本发明的一种光缆信道智能交换系统包括：与用户应用层的相关设备连接的用户接口；光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；设置在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间的SDH成帧解帧模块；设置在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间的业务流向分析模块。

本发明的用户接口包括音频接口、2M接口以及以太网接口等，与用户应用层的相关设备相连，接口类型可以扩展，其中音频接口和公务电话接口传递的是语音信号，需要进行PCM编译码，形成完整的2M信号；以太网信号的传输要完成以太网信号到2M信号的封装与解封装，需要进行协议转换；2M接口单元主要完成接口电平的转换，如果需要传输高清电视信号，则要使用4个2M信号。

本发明的SDH设备主要由四个155M的光口组成，与光传输层的SDH设备相连，设备接口的数量和速率可以增加和升级，与光传送网预分配的信道带宽和信道数量相适应，其SDH线路接口单元主要完成SDH接口码型变换和光电转换等功能。

本发明的业务信号处理主要包括时钟提取、155M的SDH成帧与解帧，要完成63个2M与STM-1帧之间的映射(解映射)与复用(解复用)。此外，需要在SDH成帧时在未使用开销字节插入信令，用于业务的自动识别与释放。

本发明的业务类型自动识别与释放部分是整个设备的核心，主要由业务流向分析模块和业务类型识别模块组成。业务流向分析模块通过信令协议实现用户业务的流向分析，业务类型识别模块用于解析信令帧中的业务类型信息，判断用户业务的类型。

本发明的高阶交叉矩阵用于控制整路STM-1帧信号的流向，从而完成业务的上下与转发。如果单路STM-1信号中只有部分TU时隙需要下载到本地，则必须先将STM-1信号解帧，送入低阶交叉矩阵，在低阶交叉部分完成部分时隙下载与转发。

本发明的低阶交叉矩阵用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口，同时配合流向分析模块，控制用户发起的业务发送到某个155M光口中。

此外，本发明还具有信令系统，信令系统图6所示，是完成光缆信道智能交换系统的关键部分，是业务类型自动识别与释放的前提。信令系统需要在用户发起业务请求时建立相应的通信信道，包括信道建立、信令在通信双方的发起和确认过程,信令传送过程如图6所示；在这个过程中，“网络资源分配情况表”至关重要，它关系到甲、乙双方能否建立起连接，因此，在网络资源分配情况发生变化时，应该相应地更新“网络资源分配情况表”。

图7显示由3端光缆信道智能交换系统组网连接的应用，实现的功能如下：

a、自组网功能

在多个光传输设备之间能够自动发现新的光缆信道智能交换系统接入，动态变更网络连接关系。如点到点的应用扩展为多点、成环、成网过程中的自适应。

b、路由自动搜索功能

当需要选择通路时，光缆信道智能交换系统自动发现所有路由，并在相应策略指导下进行选择。策略选择可以是在终端上显示多条，辅助人为设定，也可是通过既定规则自动设定，自动设定则要求统计链路跳数、业务量等辅助决策信息。

c、端到端的自动配置功能

确定了通信路由后，将配置命令自动的下发到配置路由的多个光缆信道智能交换系统上，光缆信道智能交换系统根据路由上的位置分为中继节点和终端节点，终端节点主要实现2M口到155M口的复用和解复用，中继节点主要实现155M颗粒度的调度，或者是155M中的2M颗粒度的调度，具体需要高阶交叉连接和低阶交叉连接配合实现。

d、系统性能监测功能

光缆信道智能交换系统有告警检测功能，能够通过不同光缆信道智能交换系统间的通信实现整个系统性能的在线监测。链路建立后，判断构建的2M通道是否正常，链路正常后再进行应用层的测试(如视频、数据等)；网路运行过程中的全网监管，当出现链路故障后，自动给出故障原因分析，自动实现重路由功能，保障关键业务的自动倒换。

本发明的光缆信道智能交换系统具有以下特点：

a、通信信道的建立与释放

通信信道的建立包括路由自动选择、带宽动态分配，具体通过构建信令系统，完成光缆信道智能交换系统间的信令交互，在基本信道资源划分的基础上，根据用户业务的需求，查找通信节点的位置，并根据当前信道资源使用情况表，动态选择通信路由，实现无需人工干预的通信信道建立。通信结束后，通过信令交互，释放动态分配的信道资源，并实时更新信道资源使用情况表。

b、用户业务的分级保障、信道的动态划分

光缆信道智能交换系统的基本功能包括根据用户业务类型，构建源宿节点间相同类型用户接口的对应关系，就需要识别用户业务类型，动态划分信道带宽，具体通过设备内部的信令协议交互，动态建立不同用户接口的优先级、设置信道带宽，实现相同节点不同用户业务的分级保障和信道带宽的动态划分。

c、接口带宽的兼容选择

用户业务种类繁多，目前较多的是语音、数据和会议电视，光缆信道智能交换系统通过PCM编译码技术、以太网到E1信号转换技术、视频信号到2M信号的转换技术，将语音业务、数据业务、会议电视业务转化为一个或多个2M带宽业务，实现了基于2M带宽信道调配的基本模式，从而在接口带宽上兼容了不同用户的业务需求。

图8显示了通过本发明的卫星信道智能交换方法实现的系统：所述方法包括：

设置主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；

设置将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；

其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；

其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。

如图8所示，本发明的卫星信道智能交换系统包括：主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；用于将所述的主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统和复接卫星信道智能交换控制子系统之一切换到主用工作状态的切换模块；其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。

图9显示了本发明的复接卫星信道智能交换控制子系统，如图9所示，复接卫星信道智能交换控制子系统采用的都是业务设备，连接相应设备接口后卫星信道智能交换控制系统即沟通，各远端卫星地球站信息相互独立传送，利用业务信道，不需要专用卫星信道。

复接卫星信道智能交换控制子系统的控制信息与业务信息共用卫星业务信道，因而当业务信道调整失败时，会造成该远端站暂时不受控。在业务载波切换时，针对复接卫星信道智能交换控制系统的特点采取的解决措施有以下几点:

a、命令通过现有复接卫星信道智能交换控制系统传送给相关远端监控设备；

b、远端监控设备利用纠错信息进行判断，错误时要求重新发送，保证远端监控设备接收的命令正确无误；

c、远端监控设备根据命令修改远端站有关设备参数，同时保存设备原有工作参数；

d、修改后远端监控设备读取设备新状态，若发现状态不正常，则重复前面修改,若多次修改状态仍然不正常，恢复到改动前保存的工作状态；

e、中心站判断此次命令要修改的设备状态是否发生变化，同时保留原工作相关参数。发现设备状态有变化(确认远端设备参数已修改成功)后，将有关设备设置为新参数,读取设备新状态，若发现状态不正常,则重复前面修改，若多次修改后状态仍然不正常，恢复到改动前保存的工作状态；

f、若系统在一定时间内探测发现新建链路没有正常开通，远端站和中心站都自动恢复到改动前保存的工作状态，恢复控制信息的正常沟通。

图10显示了本发明的主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统，如图10所示，中心站T完成功能为：以中心站的站钟为时钟源，产生卫星信道智能交换控制系统的时间基准；接收数据转换为TDM同步数据发送；捕获各远端站发射的TDMA载波，同步TDMA数据、TDMA解帧，格式转换后送往中心站系统。远端站完成功能为：从接收的TDM载波中，提取时间基准作为远端站TDMA载波发送的时钟参考，实现TDM/TDMA卫星信道智能交换控制系统的全网时钟同步，完成TDMA成帧。

由于本发明的主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统上行采用TDMA方式，所以必须使用卫星突发MODEM。卫星突发MODEM最好采用慢速TDMA工作方式。

在慢速TDMA工作方式时，用户可以创建自定义的数据包和足够长的前同步码，从而利用标准卫星MODEM接收该数据包。前同步码的长度要求确保能使载波锁定，如表1所示。卫星MODEM突发载波通过RTS控制发射/关闭。基于现有条件卫星突发MODEM采用该工作方式。

下面本发明的帧结构进行解释。

a、帧结构设计原则

时分多址(TDMA)方式是用不同时隙来区分不同地址，各远端站只在规定时隙内以突发形式发射信号；在时间上，要求这些信号按规定次序依次通过卫星转发器，互不重叠，任何时刻通过卫星转发器的只有一个站发出的信号。因此，需要设计TDMA帧结构，避免不同站点发送的控制信号在卫星转发器上重叠；并提高卫星信道智能交换控制系统利用率,减少转发器空闲时间。

综合考虑载波捕获时间和传输信息量，卫星信道智能交换控制系统载波信息速率选定为64kbps，TDM载波选用QPSK调制、FEC3/4纠错，TDMA载波选用BPSK调制、FEC1/2纠错，载波捕获时间至少60ms。初期网络规模考虑8个远端卫星地球站。为减少复杂性、压缩信息传输周期，时隙分配选择固定预分配方式。设计采用层次化帧结构，由帧、分帧及时隙组成，其最小单位为时隙。

b、保护时隙确定

TDMA载波工作时，必须有统一的时间基准，各站点时隙必须与时间基准同步。作为时间基准的中心站利用连续传输的TDM载波，周期性为各远端站提供时间基准。系统定时问题是TDMA方式工作的一个关键问题，主要包括两个方面的过程：

a、开始发射时，保证此突发准确落入指定的时隙，而不会误入其他时隙造成干扰；

b、各分站在指定的时隙工作，它们之间维持严格的时间关系，而不会发生重叠现象。由于各远端站及中心站距离卫星的电波传播直线距离彼此之间存在差异。使得中心站发至卫星的TDM载波，各远端站接收并提取的TDMA载波时钟基准相互之间存在偏差，造成各远端站发送到卫星转发器上的信息可能重叠。最简方法就是采用保护时隙克服其影响。保护时间要大于此最大可能的偏差值的2倍。

根据对全国范围卫星延时统计情况，再考虑一定的卫星漂移、时钟偏移，保护时间应不小于30ms。

c、帧结构确定

帧长选取要考虑以下主要因素：帧效率和系统时延；业务数据段长度为8bit的整数倍；网络的规模即网络内工作的站数，帧越长帧效率越高，可容纳的站数越多；载波捕获和时钟提取时间。设计出向TDM载波帧周期与入向TDMA载波分帧周期相同。

载波捕获同步时间:Ts＝512×8/64＝64(ms)>60ms；

保护时间:Tp＝252×8/64＝31.5(ms)>30ms；

单个远端站TDMA帧周期:T＝(512+4+1200+252)×8/64＝246ms；

单个远端站一帧内信息传输时间:Ti＝1200×8/64＝150ms；

单个远端站TDMA帧效率:η＝Ti/T＝150/246≈61％；

8个远端站TDMA帧帧周期为:Tf＝8T＝1.968s。

卫星2跳最大延时Td＝540ms，则中心站发出命令到收到应答所需最大时间:Tmax＝Tf+Td＝1.968+0.54＝2.5s。

远端站与TDM/TDMA卫星信道智能交换控制系统异步串口信息发送速率RRT选为2.4kbps，则远端站在一个应答周期内最大数据量:DR＝RRT×(Tf+Td/2)＝5.3712kb。

远端站数据在本站的传输时间Ti内发射DR数据所需传输速率，即中心站卫星信道智能交换控制系统异步串口所需最大接收速率:RRT＝RCR＝DR/Ti＝35.8kbps。

中心站卫星信道智能交换控制系统异步串口接收速率选择异步38.4kbps标准速率；发送速率考虑管理所有远端站的信息量，并遵循一致性原则，也选择38.4kbps；各远端站接收中心站TDM连续载波，最终异步接口接收速率与中心站发送速率相同也为38.4kbps。

另外，本发明通过TDM/TDMA链路适配器来完成上述功能，链路适配器完成系统和卫星信道智能交换控制系统专用卫星突发调制解调器(Modem)之间接口转换、TDM和TDMA成帧解帧、数据同步、数据交换及远端站卫星突发Modem载波控制。

卫星信道智能交换控制系统用于保证卫星网络管理系统控制信息的可靠传输，基于此提供了一整套互为备份的卫星信道智能交换控制系统设计和实现方法。经过验证，使用2种卫星信道智能交换控制系统都能可靠完成所有功能，运行稳定；2种信道的手动和自动切换可靠。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种信息链生成方法，包括以下步骤：

设置短波信道交换系统，对短波信道进行交换；

设置光缆信道交换系统，对光缆信道进行交换；

设置卫星信道交换系统，对卫星信道进行交换；

设置分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

将所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；

将所述承载层连接包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对短波信道进行交换包括：

接收并存储短波收信台传送的目的通信地址信息；

接收并存储多个短波发信台分别传送的包括当前发信机、天线和通信链路状态信息的短波发射状态信息；

根据所述目的通信地址信息，查询正在与所述目的通信地址通信的所有短波发信台，从中选出短波发射状态最佳的一个短波发信台；

将短波收信台需要发射的通信信息切换到所选的短波发信台，以便其将所述通信信息发射给所述目的通信地址的短波设备。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对光缆信道进行交换包括：

设置与用户应用层的相关设备连接的用户接口；

设置与光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；

设置用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；

设置用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；

在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间设置SDH成帧解帧模块；

在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间设置业务流向分析模块。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的对卫星信道进行交换包括：

设置主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；

设置将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；

其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；

其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。

6.一种信息链系统，其特征在于，包括：

对短波信道进行交换的短波信道交换系统；

对光缆信道进行交换的光缆信道交换系统；

对卫星信道进行交换的卫星信道交换系统；

分别连接所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统的云服务器，以便通过控制所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统，利用光缆网、卫星网和短波网传输语音、数据和图像的传输。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

与所述短波信道交换系统、光缆信道交换系统和卫星信道交换系统分别连接的包含光缆网、卫星网和短波网的承载层；以及

连接所述承载层连接并包含光缆信道交换用户终端、卫星信道交换用户终端和短波信道交换用户终端的应用层。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的短波信道交换系统包括：

接收短波收信台传送的信息的短波收信台通信接口；

接收短波发信台传送的信息的短波发信台通信接口；

存储所述的目的通信地址信息和短波发射状态信息的数据库。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述的光缆信道交换系统包括：

与用户应用层的相关设备连接的用户接口；

与光传输层的SDH设备连接的SDH设备接口；

用于控制整路STM-1帧信号的流向，完成业务的上下与转发的高阶交叉矩阵；

用于控制4路155M信号所包含的252个2M的转发或下载到相应的业务接口的低价交叉矩阵；

在所述高阶交叉矩阵与所述低价交叉矩阵之间设置SDH成帧解帧模块；

在所述低价交叉矩阵与所述用户接口之间设置业务流向分析模块。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述卫星信道交换系统包括：

主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统；

将控制信息与业务复接在一起的复接卫星信道智能交换控制子系统；

用于将所述的主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统和复接卫星信道智能交换控制子系统之一切换到主用工作状态的切换模块；

其中，当检测到主用TDM/TDMA专用卫星信道智能交换控制子系统故障时，切换模块将复接卫星信道智能交换控制子系统切换到主用工作状态；

其中，当检测主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统恢复并确认稳定后，切换模块将主用TDM/TDMA卫星信道智能交换控制子系统切换回到主用工作状态。