CN114286285B - 一种基于地理网格的通信频率探测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种基于地理网格的通信频率探测方法，通过将地理位置信息划分为若干个地理网格，并选定一个不限于我国境内的网格并在其中心部署一个信号接收站；同时在其余地理网格中心部署信号发射站点，并通过分组、频率分配以及正交码分技术实施发射站点到接收站点的长期频率探测，得到位于各网格的发射站点到选定网格内接收站点的长期频率探测结果记录。采用本发明的频率探测方法得到全球不同区域网格到选定的网格的高频通信频率先验信息，能够为全球不同区域网格到选定的网格的高频通信提供准确的可用频率信息，提升通信链路建立速度，改善通信效果。

Description

一种基于地理网格的通信频率探测方法及系统

技术领域

本发明涉及无线技术领域，尤其涉及一种基于地理网格的通信频率探测方法及系统。

背景技术

高频通信是频率在3MHz～30MHz之间的一种无线通信技术。高频通信适用于远距离高频通信中，高频通信发射的电波以在电离层与地面之间来回反射的方式向前传播，信号的传播依赖于电离层对信号的反射；电离层是受太阳高能辐射以及宇宙线的激励而电离的大气高层，对于信号的传播依赖于电离层反射的高频通信来说，由于受到电离层、地理位置以及环境等因素的影响，高频通信信道具有一定的随机性和不确定性，因此需要实时的选择通信频率，且根据通信参与方的地理位置不同，所选用的频率也会显著不同。

目前，高频通信频率的选择需要依赖于通信频率的先验数据，传统获取先验数据的方式是通过试验人员根据经验选择初始的通信频率，但是每当有新节点初次参与通信时，不能及时选定适合新节点所处位置的长期可用频率，需要反复进行确认，导致通信链路建立速度慢甚至无法建立链路，通信效果差甚至无法通信。

发明内容

本发明提供一种基于地理网格的通信频率探测方法及系统，用以解决上述现有技术中的缺陷。

本发明提供一种基于地理网格的通信频率探测方法，包括：

将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个发射信号对应一个接收通道，信号接收站接收的信号总数量与预设的接收通道的数量相同；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，即每个发射频率序列中的频率个数与所述接收通道数目相同；

每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；

进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

优选的，将所述待探测区域均匀划分为多个网格，包括：

基于地理位置信息，将全球划分为N个网格；

将地球球面按Δx度纬度差和Δy度经度差进行划分，将全球划分为(180/Δx)×(360/Δy)＝64800/(Δx×Δy)个网格，N＝64800/(Δx×Δy)；

其中N、Δx、Δy均为正整数。

其中，所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个接收通道用于接收一个发射信号，将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组，包括：

所述信号接收站部署NR路接收通道，同一时刻可接收NR个频率上的信号；

将所有所述信号发射站S_n(n＝1,2,……，N-1)按顺序划分为NG个信号发射站组GS_m(m＝1，2，……，NG)；

每个所述信号发射站组包括M个信号发射站，其中，

若N-1能被M整除，则每个发射站组均包含M个发射站点；否则，前NG-1个发射站组包含M个发射站点，最后一个发射站组GS_NG包含(N-1)-M×(NG-1)个发射站点；

表示对(N-1)/M向上取整，NR、M为正整数。

其中，获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，即一个发射频率序列中的发射频率个数与信号接收站预设的接收通道的数目相同，包括：

所述高频通信的频率范围为3MHz-30MHz，设定起始频率f_min＝3MHz，截至频率f_max＝30MHz，设定预设频率步进△f KHz；

发射频率f_F共NF＝(27000/△f)个，包括{f₁,f₂,…,f_NF}，其中f₁＝f_min＝3MHz，f_NF＝f_max＝30MHz；

从NF个频率中选取NR个频率划分为多个发射频率序列，按顺序依次从每个发射频率f_F开始以预设频率步进△f为间距生成所述发射频率序列{f_F+1,f_F+2,…,f_F+NR}，直至以频率最大值f_NF生成发射频率序列{f_NF,f₁,f₂,…,f_NR-1}；

其中，NF、△f为正整数，且NF>NR。

进一步，以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号之前，包括：

在初始时刻T₀，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列{f₁,f₂,…,f_NR}；选定NR个信号发射站组GS₁～GS_NR，每个信号发射站组按序号分别对应发射频率序列中的f₁，f₂，……，f_NR；

在时刻

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收频率为{f₁,f₂,…,f_NR}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₁,f₂,…,f_NR}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量。

进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即每次选定的信号发射站组的数目与信号接收站预设的接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号，进一步包括：

在时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f₂,f₃,…,f_(NR+1)％NF}，每间隔一预设时间Δt，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₂,f₃,…,f_(NR+1)％NF}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

在时刻

时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1,f_k+2,…,f_(NR+k)％NF}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

其中，k为正整数，且k<NF-NR。

进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即每次选定的信号发射站组的数目与信号接收站预设的接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号，进一步包括：

当k≥(NF-NR+1)时，包括：

在时刻

在k＝(NF-NR+1)时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_NF-NR+2,f_NF-NR+3,…,f_NF,f_(NR+k)％NF}；

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1,f_k+2,…,f_NF,…,f_(NR+k)％NF}；

直至时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为f_NF,f₁，……,f_NR-1；从/>

时刻到/>

时刻，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量。

本发明还提供一种基于地理网格的通信频率探测系统，包括：

网格划分模块，用于将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个发射信号对应一个接收通道；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

发射频率序列分配模块，用于获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，即每个发射频率序列中的频率个数与所述接收通道数目相同；

信号发射管理模块，用于每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

信号检测模块，用于通过所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种方法的步骤。

本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种方法的步骤。

本发明提供的一种基于地理网格的通信频率探测方法，通过将地理位置信息划分为若干个地理网格，并选定一个不限于我国境内的网格并在其中心部署一个信号接收站；同时在其余地理网格中心部署信号发射站点，并通过分组、频率分配以及正交码分技术实施发射站点到接收站点的长期频率探测，得到位于各网格的发射站点到选定网格内接收站点的长期频率探测结果记录。采用本发明的频率探测方法得到全球不同区域网格到选定的网格的高频通信频率先验信息，能够为全球不同区域网格到选定的网格的高频通信提供准确的可用频率信息，提升通信链路建立速度，改善通信效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的基于地理网格的通信频率探测方法的流程示意图；

图2是本发明提供的基于地理网格的通信频率探测方法的地理网格划分示意图；

图3是本发明提供的基于地理网格的通信频率探测方法的发射站点组划分示意图；

图4是本发明提供的基于地理网格的通信频率探测方法的发射站点组频率分配示意图；

图5是本发明提供的基于地理网格的通信频率探测系统的结构示意图；

图6是本发明提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种基于地理网格的通信频率探测方法，包括步骤：

将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个发射信号对应一个接收通道，信号接收站接收的信号总数量与预设的接收通道的数量相同；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，即每个发射频率序列中的频率个数与所述接收通道数目相同；

每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；

进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

进一步，具体的，将所述待探测区域均匀划分为多个网格的方法包括：

基于地理位置信息，将全球划分为N个网格；

将地球球面按Δx度纬度差和Δy度经度差进行划分，将全球划分为(180/Δx)×(360/Δy)＝64800/(Δx×Δy)个网格，N＝64800/(Δx×Δy)；

其中N、Δx、Δy均为正整数；

其中纬度差和经度差可以根据实际情况进行选择，本发明对此不作限定‘

具体的，所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个发射信号对应一个接收通道，信号接收站接收的信号总数量与预设的接收通道的数量相同，将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组，具体包括：

在其中一个初始网格中部署的所述信号接收站包括NR路接收通道，在同一时刻可接收NR个频率上的信号；

将其他所有网格中部署的所有所述信号发射站S_n(n＝1,2,……，N-1)按顺序划分为NG个信号发射站组GS_m(m＝1，2，……，NG)；

每个所述信号发射站组包括M个信号发射站，其中，

若N-1能被M整除，则每个发射站组均包含M个发射站点；否则，前NG-1个发射站组包含M个发射站点，最后一个发射站组GS_NG包含(N-1)-M×(NG-1)个发射站点；

需要说明的是，

表示对(N-1)/M向上取整，NR、M为正整数；

可选的，每个信号发射站和信号接收站均使用时间同步系统/设备进行时间同步，例如可使用全球卫星导航系统(GNSS)进行时间同步；一个信号发射站组内的M个信号发射站在使用同一个频率发射信号时，使用M组相互正交的探测信号进行发射，其中M为正整数且M<N；

进一步，获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，包括：

所述高频通信的频率范围为3MHz-30MHz，设定起始频率f_min＝3MHz，截至频率f_max＝30MHz，设定预设频率步进△f KHz；

可选的，可以根据实际需求，设定频率步进的大小，从而调整频率探测的精度和覆盖面；

其中，发射频率f_F共NF＝(27000/△f)个，包括{f₁,f₂,…,f_NF}，其中f₁＝f_min＝3MHz，f_NF＝f_max＝30MHz；

从NF个频率中选取NR个频率划分为多个发射频率序列，按顺序依次从每个发射频率f_F开始以预设频率步进△f为间距生成所述发射频率序列{f_F+1,f_F+2,…,f_F+NR}，直至以频率最大值f_NF生成发射频率序列{f_NF,f₁,f₂,…,f_NR-1}；

具体的，如一共6个发射频率，一共5个信号发射站，那么依次选取发射频率序列为{f₁,f₂,…,f₅}、{f₂,f₃,…,f₆}、{f₃,f₄,f₅,f₆,f₁}、{f₄,f₅,f₆,f₁,f₂}、{f₅,f₆,f₁,f₂,f₃}、{f₆,f₁,f₂,f₃,f₄}；

即每个所述信号发射站组均通过每一个频率进行发射，对每个发射站组，在频率f₁,f₂,…,f₆按次序依次发射信号；

其中，NF、△f为正整数，且NF≥NR；

具体的，以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号之前，包括：

在初始时刻T₀，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列{f₁,f₂,…,f_NR}；选定NR个信号发射站组GS₁～GS_NR，每个信号发射站组按序号分别对应发射频率序列中的f₁，f₂，……，f_NR；

在时刻

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收频率为{f₁,f₂,…,f_NR}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₁,f₂,…,f_NR}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

即每间隔预设时间Δt，选取NR个信号发射站组，依次选取GS₁～GS_NR，GS_NR+1～GS_2*NR，…，GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M，将每NR个发射站组的发射频率依次对应的设定为f₁,f₂,…,f_NR；

通过GS₁～GS_NR中的NR个发射站组发射f₁频率的信号，通过GS_NR+1～GS_2*NR中的NR个发射站组发射f₂频率的信号，…，通过GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M中的NR个发射站组发射f_NF频率的信号；

进一步，在经过一轮之后，每个所述发射站组均将发射频率序列{f₁,f₂,…,f_NR}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量之后，需要更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号，进一步，具体包括：

在时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f₂,f₃,…,f_(NR+1)％NF}，每间隔一预设时间Δt，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₂,f₃,…,f₍NF+1_)％NF}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

每间隔k个预设时间Δt；

在时刻

时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1,f_k+2,…,f_(NF+k)％NF}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

其中，k为正整数，且k<NF-NR；在k取NF-NR时，最后一个发射频率序列应为{f_NF-NR+1,f_NF-NR+2,…,f_NF}；

可选的，频率的数量NF和接收通道的数量NR也可以相等，在NF和NR相等时，则无需从所有的频率中按次序从小到大选择接收通道数目个的频率，一个频率和一个信号发射站组是一一对应的；

仅仅需要排列出频率的所有组合，一个信号发射站组需要执行每一个频率的信号发射任务，如一共5个发射频率，一共5个信号发射站，那么依次选取发射频率序列为{f₁,f₂,…,f₅}、{f₂,f₃,…,f₅,f₁}、{f₃,f₄,f₅,f₁,f₂}、{f₄,f₅,f₁,f₂,f₃}、{f₅,f₁,f₂,f₃,f₄}；

其中，需要说明的是，其中(NR+1)％NF表示NR+1对NF取模运算；

具体的，当k≥(NF-NR+1)时，进一步包括：

在时刻

在k＝(NF-NR+1)时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_NF-NR+2,f_NF-NR+3,…,f_NF,f_(NR+k)％NF}；

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1,f_k+2,…,f_NF,…,f_(NR+k)％NF}；

直至时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为f_NF,f₁，……,f_NR-1；从/>

时刻到/>

时刻，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量。

具体的，在一个实施例中，以全球的地理模型为例子进行网格划分，如图2所示，地理网格划分方法是依据地理位置信息将地球球面按2度纬度差和2度经度差进行划分，这样可将全球划分为16200个网格；信号发射站点的分组如图3所示，取频率数量NF＝90，信号接收通道数量NR＝20，一个信号发射站组共有至多9个发射站点，分别采用9个正交信号；一共分为NG＝1800个信号发射站组，最后一个信号发射站组只有8个信号发射站；

依照此发射站点组频率分配示意图，频率探测实施流程具体步骤为：

(1)探测开始，以接收站点所在原点p处当地时间为基准，取接收站点R处当前时间为T0时刻；信号接收站的20个接收通道依次设定接收频率为f₁，f₂，……，f₂₀；同时选取GS₁～GS₂₀这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f₁，f₂，……，f₂₀；即GS₁组内所有发射站点的发射频率均设定为f₁，GS₂组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂，以此类推，GS20组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂₀；

(2)在T₀～T₀+△t内，GS1组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₁上发射；GS₂组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂上发射；以此类推，GS₂₀组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂₀上发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₁～GS₂₀这20个组内180个站点的信号质量并记录；

需要说明的是，为了避免同一频率下的信号相互干扰，故同一发射站组内的所有信号发射站通过两两互为正交的ds₁～ds₉组探测信号；

(3)T0+△t时刻，选取GS₂₁～GS₄₀这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f₁，f₂，……，f₂₀；即GS21组内所有发射站点的发射频率均设定为f₁，GS22组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂，以此类推，GS40组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂₀；

(4)在T₀+△t～T₀+△t*2内，GS21组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f1上发射；GS₂₂组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂上发射；以此类推，GS₄₀组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂₀上发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₂₁～GS₄₀这20个组内180个站点的信号质量并记录；

(5)以此类推，T₀+△t*89时刻，选取GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f₁，f₂，……，f₂₀；即GS₁₇₈₁组内所有发射站点的发射频率均设定为f₁，GS₁₇₈₂组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂，以此类推，GS₁₈₀₀组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂₀；

(6)在T₀+△t*89～T₀+△t*90内，GS₁₇₈₁组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f1上发射；GS₁₇₈₂组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂上发射；以此类推，GS₁₈₀₀组内8个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂₀上发射；接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀这20个组内179个站点的信号质量并记录；

(7)T0+△t*90时刻，信号接收站的20个接收通道依次设定接收频率为f2，f3，……，f21；同时选取GS1～GS20这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f2，f3，……，f21；即GS1组内所有发射站点的发射频率均设定为f2，GS2组内所有发射站点的发射频率均设定为f3，以此类推，GS20组内所有发射站点的发射频率均设定为f21；

(8)在T0+△t*90～T0+△t*91内，GS1组内9个站点分别使用ds1～ds9在f2上发射；GS2组内9个站点分别使用ds1～ds9在f3上发射；以此类推，GS20组内9个站点分别使用ds1～ds9在f21上发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₁～GS₂₀这20个组内180个站点的信号质量并记录；

(9)T₀+△t*91时刻，选取GS₂₁～GS₄₀这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f₂，f₃，……，f₂₁；即GS₂₁组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂，GS₂₂组内所有发射站点的发射频率均设定为f₃，以此类推，GS₄₀组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂₁；

(10)在T₀+△t*91～T₀+△t*92内，GS₂₁组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂上发射；GS₂₂组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₃上发射；以此类推，GS₄₀组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂₁上发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₂₁～GS₄₀这20个组内180个站点的信号质量并记录；

(11)以此类推,T₀+△t*179时刻，选取GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀这20个发射站组，依次将各发射站组所包含的发射站点的发射频率设定为f₂，f₃，……，f₂₁；即GS₁₇₈₁组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂，GS₁₇₈₂组内所有发射站点的发射频率均设定为f₃，以此类推，GS₁₈₀₀组内所有发射站点的发射频率均设定为f₂₁；

(12)在T₀+△t*179～T₀+△t*180内，GS₁₇₈₁组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂上发射；GS₁₇₈₂组内9个站点分别使用ds₁～ds₉在f₃上发射；以此类推，GS₁₈₀₀组内8个站点分别使用ds₁～ds₉在f₂₁上发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到来自GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀这20个组内179个站点的信号质量并记录；

(13)依此类推,T₀+△t*180时刻,信号接收站的20个接收通道依次设定接收频率为f₃，f₄，……,f₂₂；从T₀+△t*180时刻到T₀+△t*269时刻，依次选取GS₁～GS₂₀，GS₂₁～GS₄₀，……，GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀并按上述方法安排每次选取的20组分别在频率f₃，f₄，……，f₂₂上实施发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到信号质量并记录；

(14)依此类推,T₀+△t*8010时刻,信号接收站的20个接收通道依次设定接收频率为f₉₀,f₁，……,f₁₉；从T₀+△t*8010时刻到T₀+△t*8099时刻，依次选取GS₁～GS₂₀，GS₂₁～GS₄₀，……，GS₁₇₈₁～GS₁₈₀₀并按上述方法安排每次选取的20组分别在频率f₉₀,f₁，……,f₁₉上实施发射；信号接收站接收20个频率上的信号，并处理得到信号质量并记录；

需要说明的是，各个频率和信号发射站组以及信号发射时间的对应关系如图4所示；

(15)至此，完成所有发射站点在f₁～f₉₀共计90个频率上的一轮发射，得到90个频率上16199个发射站点到接收站点一轮频率探测的信号质量；

(16)重复步骤(1)～(14)完成24小时的探测，得到90个频率上16199个发射站点到接收站点全天24小时频率探测的信号质量；

(17)重复步骤(1)～(14)完成全年的探测，得到90个频率上16199个发射站点到接收站点全年频率探测的信号质量；

上述实施例仅作为对本发明的进一步示例说明，不应视为对本发明的限定；

且上述实施例通过将全球按地理位置信息划分为若干个地理网格，并选定一个不限于我国境内的网格并在其中心部署一个接收点；同时在其余地理网格中心部署发射站点，并通过分组、频率分配以及正交码分技术实施发射站点到接收站点的长期频率探测，得到位于各网格的发射站点到选定网格内接收站点的长期频率探测结果记录。采用本发明的频率探测方法得到全球不同区域网格到选定的网格的高频通信频率先验信息，能够为全球不同区域网格到选定的网格的高频通信提供准确的可用频率信息，提升通信链路建立速度，改善通信效果。

如图5所示，本发明还提供一种基于地理网格的通信频率探测系统，上文描述的基于地理网格的通信频率探测方法可相互对应参照，具体包括网格划分模块、发射频率序列分配模块信号、信号发射管理模块和检测模块：

网格划分模块，用于将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，即一个发射信号对应一个接收通道；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

发射频率序列分配模块，用于获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，即每个发射频率序列中的频率个数与所述接收通道数目相同；

信号发射管理模块，用于每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，即选定的信号发射站组的数目与所述接收通道的数目相同，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

信号检测模块，用于通过所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

图6示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图6所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)610、通信接口(CommunicationsInterface)620、存储器(memory)630和通信总线640，其中，处理器610，通信接口620，存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。处理器610可以调用存储器630中的逻辑指令，以执行一种基于地理网格的通信频率探测方法，包括：将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率；每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

此外，上述的存储器630中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行一种基于地理网格的通信频率探测方法，包括：将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率；每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行一种基于地理网格的通信频率探测方法，包括：将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率；每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，包括：

将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率；

每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；

进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

2.根据权利要求1所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，将所述待探测区域均匀划分为多个网格，包括：

基于地理位置信息，将全球划分为N个网格；

将地球球面按Δx度纬度差和Δy度经度差进行划分，将全球划分为(180/Δx)×(360/Δy)＝64800/(Δx×Δy)个网格，N＝64800/(Δx×Δy)；

其中N、Δx、Δy均为正整数。

3.根据权利要求2所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号，将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组，包括：

所述信号接收站部署NR路接收通道，同一时刻可接收NR个频率上的信号；

将所有所述信号发射站S_n(n＝1，2，......，N-1)按顺序划分为NG个信号发射站组GS_m(m＝1，2，……，NG)；

每个所述信号发射站组包括M个信号发射站，其中，

若N-1能被M整除，则每个发射站组均包含M个发射站点；否则，前NG-1个发射站组包含M个发射站点，最后一个发射站组GS_NG包含(N-1)-M×(NG-1)个发射站点；

表示对(N-1)/M向上取整，NR、M为正整数。

4.根据权利要求3所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率，包括：

所述高频通信的频率范围为3MHz-30MHz，设定起始频率f_min＝3MHz，截至频率f_max＝30MHz，设定预设频率步进ΔfKHz；

发射频率f_F共NF＝(27000/Δf)个，包括{f₁，f₂，...，f_NF}，其中f₁＝f_min＝3MHz，f_NF＝f_max＝30MHz；

从NF个频率中选取NR个频率划分为多个发射频率序列，按顺序依次从每个发射频率f_F开始以预设频率步进Δf为间距生成所述发射频率序列{f_F+1，f_F+2，...，f_F+NR}，直至以频率最大值f_NF生成发射频率序列{f_NF，f₁，f₂，...，f_NR-1}；

其中，NF、Δf为正整数，且NF＞NR。

5.根据权利要求4所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号之前，包括：

在初始时刻T₀，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列{f₁，f₂，...，f_NR}；选定NR个信号发射站组GS₁～GS_NR，每个信号发射站组按序号分别对应发射频率序列中的f₁，f₂，......，f_NR；

在时刻

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收频率为{f₁，f₂，...，f_NR}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₁，f₂，...，f_NR}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量。

6.根据权利要求5所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号，进一步包括：

在时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f₂，f₃，...，f_(NR+1)％NF}，每间隔一预设时间Δt，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以发射频率序列{f₂，f₃，...，f_(NR+1)％NF}中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

在时刻

时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1，f_k+2，...，f_(NR+k)％NF}，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至时刻/>

最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量；

其中，k为正整数，且k＜NF-NR；在k取NF-NR时，最后一个发射频率序列应为{f_NF-NR+1，f_NF-NR+2，...，f_NF}。

7.根据权利要求6所述的一种基于地理网格的通信频率探测方法，其特征在于，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号，进一步包括：

当k≥(NF-NR+1)时，包括：

在时刻

在k＝(NF-NR+1)时，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_NF-NR+2，f_NF-NR+3，...，f_NF，f_(NR+k)％NF}；

每间隔一预设时间Δt，所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为{f_k+1，f_k+2，...，f_NF，...，f_(NR+k)％NF}；

直至时刻

所述信号接收站的NR个接收通道依次设定接收的发射频率序列为/>

……，f_NR-1；从/>

时刻到/>

时刻，依次序选定NR个信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至最后一组信号发射站组GS_(N-1)/M-NR+1～GS_(N-1)/M以对应的发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，并依次记录信号质量。

8.一种基于地理网格的通信频率探测系统，其特征在于，包括：

网格划分模块，用于将待探测区域均匀划分为多个网格，其中一个网格中心具有一个信号接收站，每个其他网格中心均具有一个信号发射站；所述信号接收站设置多个接收通道，用于实时接收接收通道数目个的发射信号；将所有所述信号发射站平均划分为多个信号发射站组；

发射频率序列分配模块，用于获取高频通信的频率范围，以预设频率步进将所述频率范围划分为多个发射频率序列，每个所述发射频率序列具有所述接收通道数目个的发射频率；

信号发射管理模块，用于每间隔一预设时间依次选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组，分别以所述发射频率序列中的频率向所述信号接收站发送信号，直至所有所述信号发射组向所述信号接收站发送信号；进一步，更换一个不同的所述发射频率序列，每间隔一预设时间选定一批所述接收通道数目个的信号发射站组向所述信号接收站发送信号，直至每个所述信号发射站组以所有的所述发射频率序列向所述信号接收站发送信号；

信号检测模块，用于通过所述信号接收站获取每个所述发射频率上每个所述信号发射站到所述信号接收站的频率探测信号质量。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。

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