CN109639298B - 一种移动电台的实时频率管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于通信技术领域，公开了一种移动电台的实时频率管理系统，包括业务服务器、频率管理服务器、多个移动电台以及多个电台网关，能够克服移动电台之间的地理环境影响因素，实时的为移动电台分配最佳链路，提高可通率，缩短建链时间。

Description

一种移动电台的实时频率管理系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种移动电台的实时频率管理系统。

背景技术

短波电台设备较简单，容易隐蔽，使用灵活，临时组网便捷，能以较小的功率进行远距离语音、短报文通信，不受网络枢纽和有源中继制约，具有良好的抗毁能力和自主通信能力，在军事通信中应用广泛。

短波电台常用的工作方式有定频方式、跳频方式和短波自动链路建立方式(英文全称：Automatic Link Establishment，英文缩写：ALE)。其中，定频方式下，短波电台使用的通信频率是固定的，通信频率的确定基于长期观测统计的历史记录，人为的选择一个可能较好的频率。跳频方式下，移动短波电台频点在一个频段上以一定的间隔按照一定的码序列跳变，如此，即使某些频率质量不佳或被干扰，仍然有其他频率可以使用。ALE方式下，通信网内部每个移动短波电台存储相同的频率组，主呼台在每个频率上发出呼叫信号，被呼台收到呼叫后发出确认信号给主呼台，双方都对收到的信号进行质量评估，将评测结果保存到各自的链路质量数据库中，并使用最好的频率建立通信链路。

短波电台现有的工作方式都具有一定的局限性：(1)定频模式下，依据历史经验人为的选择一个频率，选择的频率往往不能实时反映实际通信时的信道特性，也没有考虑多径、干扰等因素；(2)跳频模式下，即使某些信道质量已经衰退，但由于已选定这些信道作为通信信道，网内通信仍然会在这些信道上进行，无法排除质量低的信道；(3)ALE模式下，虽然能实时选频，但无法克服两点之间的地理环境影响因素，而每次业务呼叫前，呼叫方在若干个随机的信道上探测，而被呼方在若干个随机的信道上接收，可通率低；同时，探测呼叫也会大量挤占通信时间，建链速度慢。此外，不管以上哪种工作方式，都是点对点直接通信，选频和通信过程操作复杂，可通率低。

发明内容

本发明的实施例提供一种移动电台的实时频率管理系统和方法，能够克服移动电台之间的地理环境影响因素，实时的为移动电台分配最佳链路，提高可通率，缩短建链时间。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种移动电台的实时频率管理系统，包括频率管理服务器，多个移动电台以及多个电台网关；其中，每个电台网关布设在一个对应的地理区域内，该地理区域内还布设有多个基站电台；每个电台网关通过K接口与布设在该电台网关所在地理区域内的多个基站电台连接，每个电台网关通过网口与频率管理服务器连接。其中，移动电台和基站电台均为短波电台。

频率管理服务器为每个移动电台分配对应的信道组和基站电台，基站电台为布设在移动电台所在地理区域内的某个基站电台，信道组为预先约定的多个信道组中的某个信道组。

任意两个移动电台通过各自对应的信道组和基站电台进行通信。

频率管理服务器，还用于对每个移动电台对应的信道组和基站电台进行监控。

一种移动电台的实时频率管理系统，还包括业务服务器，业务服务器通过网口与各电台网关连接。

业务服务器，用于建立任意两个移动电台之间的通信链路，其中一方为主叫移动电台，另一方为被叫移动电台。

业务服务器，还用于在建立主叫移动电台和被叫移动电台之间的通信链路后，转发二者之间的业务数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种移动电台的实时频率管理系统结构示意图；

图2为频率管理服务器为每个所述移动电台分配对应的信道组和基站电台流程示意图；

图3为信道组划分示意图；

图4为频率管理服务器对每个所述移动电台对应的信道组和基站电台进行监控流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种移动电台的实时频率管理系统结构示意图。

参加图1，本发明实施例提供的一种移动电台的实时频率管理系统包括：

频率管理服务器，多个移动电台以及多个电台网关；其中，每个电台网关布设在一个对应的地理区域内，该地理区域内还布设有多个基站电台；每个电台网关通过K接口与布设在该电台网关所在地理区域内的多个基站电台连接，每个电台网关通过网口与频率管理服务器连接。

频率管理服务器为每个移动电台分配对应的信道组和基站电台，基站电台为布设在移动电台所在地理区域内的某个基站电台，信道组为预先约定的多个信道组中的某个信道组。

图2为频率管理服务器为每个所述移动电台分配对应的信道组和基站电台流程示意图。

进一步的，参见图2，频率管理服务器为每个移动电台分配对应的信道组和基站电台具体包括：

图3为信道组划分示意图，参见图3，各移动电台开机后在预先约定的K个信道组中的每个信道组的上行接入信道UACH上发送上行接入信号UASIG；其中，UASIG中携带有移动电台和信道组的标识，每个信道组包含1个UACH、1个上行工作信道UWCH和1个下行工作信道DWCH。

各基站电台循环监听全部K个信道组的UACH，其中接收到UASIG的基站电台测量对应UACH的信噪比SNR，并将SNR和自身标识添加至UASIG中发送至对应的电台网关，电台网关接收UASIG，并利用预存的频率管理服务器的IP地址，向频率管理服务器发送互联网协议地址IP报文，IP报文中携带有UASIG和电台网关的IP地址。

频率管理服务器接收各电台网关发送的IP报文，根据IP报文，获取电台网关的IP地址以及UASIG中携带的移动电台标识、信道组标识、SNR、基站电台标识，并根据移动电台与电台网关的IP地址、信道组标识、SNR以及基站电台标识之间的对应关系，为各移动电台建立对应的链路质量表，其中一条对应关系中的电台网关、基站电台以及信道组构成移动电台的一条通信链路，对应关系中的SNR表示通信链路的质量；对于任一移动电台，选择链路质量表中SNR最大的链路作为该移动电台的最佳链路，将最佳链路中的信道组和基站电台分别作为该移动电台对应的信道组和基站电台，将最佳链路中的电台网关作为该移动电台对应的通信网关；根据各移动电台与对应信道组、基站电台以及通信网关之间的对应关系，建立接入信息表；其中，某个移动电台的链路质量表如表1所示：

频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台，向各移动电台发送对应的信道组标识。

进一步的，频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台，向各移动电台发送对应的信道组标识和基站电台标识，具体包括：

对于任一移动电台，频率管理服务器为该移动电台生成对应的下行导频信号DGSIG，DGSIG中携带有该移动电台的标识、该移动电台对应的信道组和基站电台的标识，将DGSIG通过该移动电台对应的通信网关发送至该移动电台对应的基站电台；该移动电台对应的基站电台接收DGSIG后，获取DGSIG中携带的信道组的标识，并在信道组标识对应的DWCH上发送DGSIG，发送完毕之后，在信道组标识对应的UWCH上进行监听。

各移动电台发送完UASIG后，在K个信道组中每个信道组的DWCH上循环监听DGSIG，并在监听到DGSIG后，获取监听到的DGSIG携带的移动电台标识，将携带移动电台标识和自身标识相同的DGSIG中携带的信道组标识对应的DWCH和UWCH作为自身的工作信道。

任意两个移动电台通过各自对应的信道组和基站电台进行通信。

图4为频率管理服务器对每个所述移动电台对应的信道组和基站电台进行监控流程示意图。

进一步的，参见图4，频率管理服务器还用于对每个移动电台对应的信道组和基站电台进行监控，具体包括：

频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台定时向各移动电台发送下行探测信号DDSIG，各移动电台接收到DDSIG后，在对应信道组的UWCH上发送UDSIG，UDSIG中携带有移动电台的标识；

接收到UDSIG的基站电台，测量对应UDSIG的SNR，并将SNR添加至UDSIG中，进而通过对应的电台网关向频率管理服务器发送UDSIG。

对于任一移动电台：

若频率管理服务器未接收到该移动电台对应的UDSIG，则将该移动电台的接入失败次数加1，并判断接入失败次数是否为达到预设的最大失败次数，如果是，则频率管理服务器删除该移动电台对应的链路质量表，并删除接入信息表中该移动电台的接入信息；其中，接入失败次数的初值为0。

需要说明的是，接入信息表中每个移动电台的接入信息是指：每个移动电台标识、与该移动电台对应的基站电台的标识、信道组的标识以及通信网关的IP地址。

若频率管理服务器接收到该移动电台对应的UDSIG，则判断UDSIG中携带的SNR是否低于可通阈值，如果是，频率管理服务器将该移动电台对应的链路质量表中最佳链路的SNR更新为UDSIG中携带的SNR，并将更新后链路质量表中SNR最大的链路作为该移动电台新的最佳链路，将新的最佳链路中的信道组、基站电台和电台网关分别记为该移动电台对应的第一信道组、第一基站电台和第一电台网关；同时，频率管理服务器为该移动电台生成对应的下行切换信号DCSIG，将DCSIG发送至该移动电台对应的第一电台网关，DCSIG携带有该移动电台、第一信道组和第一基站电台的标识；第一电台网关将DCSIG发送至第一基站电台；第一基站电台接收DCSIG，并获取DCSIG中携带的第一信道组的标识，根据标识在第一信道组中的DWCH上发送DCSIG，发送完毕之后，在第一信道组中的UWCH上进行监听。

若该移动电台接收到DCSIG，则获取DCSIG中携带的第一信道组的标识，根据标识将第一信道组中的DWCH和UWCH作为自身的工作信道，并在第一信道组中的UWCH上发送上行切换应答信号UCSIG，UCSIG携带该移动电台的标识。

频率管理服务器判断是否接收到该移动电台发送的UCSIG。

若频率管理服务器未接收到UCSIG，则将该移动电台的接入失败次数加1，并判断接入失败次数是否为达到预设的最大失败次数，如果是，则频率管理服务器删除该移动电台对应的链路质量表，并删除接入信息表中该移动电台的接入信息。

若频率管理服务器接收到该移动电台发送的UCSIG，则将接入信息表中该移动电台对应的信道组、基站电台和通信网关更新为第一信道组、第一基站电台和第一电台网关。

参加图1，一种移动电台的实时频率管理系统，还包括业务服务器，业务服务器通过网口与各电台网关连接。

业务服务器，用于建立任意两个移动电台之间的通信链路，其中一方为主叫移动电台，另一方为被叫移动电台，具体包括：

业务服务器接收并保存述频率管理服务器发送的接入信息表。

需要说明的是，频率管理服务器在建立以及更改接入信息表后，均向业务服务器发送，其中，更改接入信息表是指频率管理服务器删除接入信息表中某个移动电台的接入信息或者将接入信息表中某个移动电台对应的信道组、基站电台和通信网关进行更新。

业务服务器接收主叫移动电台发送的呼叫命令，呼叫命令中携带有被叫移动电台的标识。

业务服务器根据被叫移动电台的标识，确定被叫移动电台是否存在于接入信息表中。

若确定被叫移动电台存在于接入信息表中，则业务服务器向被叫移动电台对应的基站电台下发呼叫命令以及被叫移动电台对应的信道组的标识，以使基站电台根据信道组的标识在对应DWCH上向被叫移动电台转发呼叫命令以及在对应UWCH上进行监听。

被叫移动电台接收到呼叫命令后，向业务服务器发送应答消息，应答消息携带有被叫移动电台的标识；业务服务器向主叫移动电台转发应答消息，以通知主叫移动电台通信链路建立完成。

若业务服务器确定被叫移动电台不存在于接入信息表中，则业务服务器通过主叫移动电台对应的基站电台发送提示音，以通知主叫移动电台被叫移动电台未接入系统。

进一步的，业务服务器，还用于在建立主叫移动电台和被叫移动电台之间的通信链路后，转发二者之间的业务数据，具体包括：

主叫移动电台和被叫移动电台中的一方向业务服务器发送业务数据，业务服务器接收业务数据，并向主叫移动电台和被叫移动电台中的另一方发送业务数据；其中，业务数据包括语音数据和短消息。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种移动电台的实时频率管理系统，其特征在于，所述系统包括频率管理服务器，多个移动电台以及多个电台网关；其中，每个电台网关布设在一个对应的地理区域内，该地理区域内还布设有多个基站电台；每个电台网关通过K接口与布设在该电台网关所在地理区域内的多个基站电台连接，每个电台网关通过网口与互联网连接，所述频率管理服务器通过网口与互联网连接；

所述频率管理服务器为每个所述移动电台分配对应的信道组和基站电台，所述基站电台为布设在所述移动电台所在地理区域内的某个基站电台，所述信道组为预先约定的多个信道组中的某个信道组；

任意两个所述移动电台通过各自对应的信道组和基站电台进行通信；

其中，所述频率管理服务器为每个所述移动电台分配对应的信道组和基站电台，包括：

各移动电台开机后在预先约定的K个信道组中的每个信道组的上行接入信道UACH上发送上行接入信号UASIG；其中，所述UASIG中携带有所述移动电台和所述信道组的标识，每个所述信道组包含1个UACH、1个上行工作信道UWCH和1个下行工作信道DWCH；

各基站电台循环监听全部K个信道组的UACH，其中接收到UASIG的基站电台测量对应UACH的信噪比SNR，并将所述SNR和自身标识添加至所述UASIG中发送至对应的电台网关，所述电台网关接收所述UASIG，并利用预存的频率管理服务器的互联网协议IP地址，向所述频率管理服务器发送IP报文，所述IP报文中携带有所述UASIG和所述电台网关的IP地址；

所述频率管理服务器接收各电台网关发送的IP报文，根据IP报文，获取所述电台网关的IP地址以及UASIG中携带的移动电台标识、信道组标识、SNR、基站电台标识，并根据移动电台与电台网关的IP地址、信道组标识、SNR以及基站电台标识之间的对应关系，为各移动电台建立对应的链路质量表，其中一条对应关系中的电台网关、基站电台以及信道组构成所述移动电台的一条通信链路，对应关系中的SNR表示通信链路的质量；对于任一移动电台，选择所述链路质量表中SNR最大的链路作为该移动电台的最佳链路，将最佳链路中的信道组和基站电台分别作为该移动电台对应的信道组和基站电台，将最佳链路中的电台网关作为该移动电台对应的通信网关；根据各移动电台与对应信道组、基站电台以及通信网关之间的对应关系，建立接入信息表；

所述频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台，向各移动电台发送对应的信道组标识。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台，向各移动电台发送对应的信道组标识和基站电台标识，包括：

对于任一移动电台，所述频率管理服务器为该移动电台生成对应的下行导频信号DGSIG，所述DGSIG中携带有该移动电台的标识、该移动电台对应的信道组和基站电台的标识，将所述DGSIG通过该移动电台对应的通信网关发送至该移动电台对应的基站电台；该移动电台对应的基站电台接收所述DGSIG后，获取所述DGSIG中携带的信道组的标识，并在所述信道组标识对应的DWCH上发送所述DGSIG，发送完毕之后，在所述信道组标识对应的UWCH上进行监听；

各移动电台发送完UASIG后，在所述K个信道组中每个信道组的DWCH上循环监听DGSIG，并在监听到DGSIG后，获取监听到的DGSIG携带的移动电台标识，将携带移动电台标识和自身标识相同的DGSIG中携带的信道组标识对应的DWCH和UWCH作为自身的工作信道。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频率管理服务器，还用于对每个所述移动电台对应的信道组和基站电台进行监控；

具体包括：

所述频率管理服务器通过各移动电台对应的基站电台定时向各移动电台发送下行探测信号DDSIG，各移动电台接收到所述DDSIG后，在对应信道组的UWCH上发送UDSIG，所述UDSIG中携带有所述移动电台的标识；

接收到UDSIG的基站电台，测量对应UDSIG的SNR，并将所述SNR添加至所述UDSIG中，进而通过对应的电台网关向所述频率管理服务器发送所述UDSIG；

对于任一移动电台：

若所述频率管理服务器未接收到该移动电台对应的UDSIG，则将该移动电台的接入失败次数加1，并判断所述接入失败次数是否为达到预设的最大失败次数，如果是，则所述频率管理服务器删除接入信息表中该移动电台的接入信息；其中，接入失败次数的初值为0；

若所述频率管理服务器接收到该移动电台对应的UDSIG，则判断所述UDSIG中携带的SNR是否低于可通阈值，如果是，所述频率管理服务器将该移动电台对应的链路质量表中所述最佳链路的SNR更新为所述UDSIG中携带的SNR，并将更新后链路质量表中SNR最大的链路作为该移动电台新的最佳链路，将所述新的最佳链路中的信道组、基站电台和电台网关分别记为该移动电台对应的第一信道组、第一基站电台和第一电台网关；同时，所述频率管理服务器为该移动电台生成对应的下行切换信号DCSIG，将所述DCSIG发送至该移动电台对应的所述第一电台网关，所述DCSIG携带有该移动电台、所述第一信道组和所述第一基站电台的标识；所述第一电台网关将所述DCSIG发送至所述第一基站电台；所述第一基站电台接收所述DCSIG，并获取所述DCSIG中携带的所述第一信道组的标识，根据所述标识在所述第一信道组中的DWCH上发送所述DCSIG，发送完毕之后，在所述第一信道组中的UWCH上进行监听；

若该移动电台接收到所述DCSIG，则获取所述DCSIG中携带的所述第一信道组的标识，根据所述标识将所述第一信道组中的DWCH和UWCH作为自身的工作信道，并在所述第一信道组中的UWCH上发送上行切换应答信号UCSIG，所述UCSIG携带该移动电台的标识；

所述频率管理服务器判断是否接收到该移动电台发送的UCSIG；

若所述频率管理服务器未接收到所述UCSIG，则将该移动电台的接入失败次数加1，并判断所述接入失败次数是否为达到预设的最大失败次数，如果是，则所述频率管理服务器删除该移动电台对应的链路质量表，并删除所述接入信息表中该移动电台的接入信息；

若所述频率管理服务器接收到该移动电台发送的UCSIG，则将所述接入信息表中该移动电台对应的信道组、基站电台和通信网关更新为所述第一信道组、所述第一基站电台和所述第一电台网关。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括业务服务器，所述业务服务器通过网口与互联网连接；

所述业务服务器，用于建立任意两个移动电台之间的通信链路，其中一方为主叫移动电台，另一方为被叫移动电台；

具体包括：

所述业务服务器接收并保存述频率管理服务器发送的接入信息表；

所述业务服务器接收所述主叫移动电台发送的呼叫命令，所述呼叫命令中携带有所述被叫移动电台的标识；

所述业务服务器根据所述被叫移动电台的标识，确定所述被叫移动电台是否存在于所述接入信息表中；

若确定所述被叫移动电台存在于所述接入信息表中，则所述业务服务器向被叫移动电台对应的基站电台下发所述呼叫命令以及所述被叫移动电台对应的信道组的标识，以使所述基站电台根据所述信道组的标识在对应DWCH上向所述被叫移动电台转发所述呼叫命令以及在对应UWCH上进行监听；

所述被叫移动电台接收到所述呼叫命令后，向所述业务服务器发送应答消息，所述应答消息携带有所述被叫移动电台的标识；所述业务服务器向所述主叫移动电台转发所述应答消息，以通知所述主叫移动电台通信链路建立完成。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述业务服务器，还用于在建立主叫移动电台和被叫移动电台之间的通信链路后，转发二者之间的业务数据；

具体包括：

所述主叫移动电台和所述被叫移动电台中的一方向所述业务服务器发送业务数据，所述业务服务器接收所述业务数据，并向所述主叫移动电台和所述被叫移动电台中的另一方发送所述业务数据；其中，所述业务数据包括语音数据和短消息。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，若所述业务服务器确定所述被叫移动电台不存在于所述接入信息表中，则所述业务服务器通过所述主叫移动电台对应的基站电台发送提示音，以通知所述主叫移动电台所述被叫移动电台未接入所述系统。

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