一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法技术

本发明专利技术公开了一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法，该方法首先构建了一种优化的短波网络设备配置方案；其次，提出了远端站主备区域中心和对应的呼叫信道表规划的方法；然后，设计了同步组网方式下多用户分布式组网控制与传输机制。本发明专利技术不仅通过多电台天线共享和同步组网方法降低了成本短波通信网络结构，彻底解决多了电台、天线共址干扰问题；而且通过呼叫信道表定时切换，缩短呼叫建链周期并提高同步效率；通过中心多接收机动态接入和全网多接收机动态调度，实现全网资源的多用户分布式按需接入和动态共享。

A Multi-user Distributed Emergency Synchronization Networking Method Based on HF Communication

The invention discloses a multi-user distributed emergency synchronization networking method based on shortwave communication. Firstly, an optimized configuration scheme of shortwave network equipment is constructed. Secondly, a method of planning the main backup area center of the remote station and corresponding call channel table is proposed. Secondly, a multi-purpose networking method under synchronous networking mode is designed. Household distributed networking control and transmission mechanism. The invention not only reduces the cost of shortwave communication network structure by multi-radio antenna sharing and synchronization networking method, and thoroughly solves the problem of multiple radio and antenna co-address interference, but also shortens the call chain-building period and improves the synchronization efficiency by timing switching of call channel table, dynamic access through multi-central receivers and multi-network. Receiver dynamic scheduling can realize multi-user distributed on-demand access and dynamic sharing of network resources.

【技术实现步骤摘要】
一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法
本专利技术属于网络数据通信领域，涉及一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法。
技术介绍
短波通信网络主要利用电离层反射实现有限数据或话音低速传输，是一种典型的窄带低速通信手段，具有建设成本低、部署灵活、抗毁性强等独特优点，不需要建立中继站即可实现中、远距离通信，特别适合通信基础设施受限，且传输业务量较小的数据传输网络。而随着地面光纤、卫星和微波等宽带通信网络的覆盖区域的扩展，利用短波通信网络作为主要通信网络的情况日渐减少，但对于重要业务系统，在考虑常规通信网络的同时，需要考虑一套应急通信网络，作为主用链路故障时的降级业务传输的通信手段。基于短波通信网络的特点，将短波通信网络作为应急通信网络的组网方法，可以在抗毁性和经济成本方面获得较强的优势。类似于人工情报侦察系统、边防监控、雷达预警等侦察与监视系统(以下简称系统)中，采用大量分布广阔的声学、光电、震动、雷达等远端传感器站点(以下简称远端站)完成目标数据收集，将监视数据通过通信网络上报到区域内的数据收集中心(以下简称区域中心)，中心经过处理后再将数据上报到更高级的数据收集中心(以下简称上级中心)，即通常采用远端站、区域中心和上级中心等多层组织架构。中心和上级中心之间的通信通常采用可靠地光纤网络作为通信手段，且考虑可靠性和带宽较高的微波或卫星通信网络作为备用通信网络，能够在主用通信网络时，通过备份通信网络完成业务的全功能替换。而由于远端站所部署地点通常条件受限，通常考虑采用微波、卫通等通信网络作为通信手段，而在主用通信网络故障时，通过短波通信网络作为应急手段，实现业务的降级传输。系统为实现远端站与区域中心之间的通过短波通信网络实现应急数据收集，通常需要在区域中心配置足够的短波电台(或短波接收机)，在远端站与区域中心之间主用链路故障时，区域中心能够提供短波接收能力支持区域内远端站的短波电台的业务上传。而大量短波电台共址，将容易造成严重的互相干扰。典型的降低短波电台共址干扰方法是通过增大天线之间间距(经测试，功率为125W的短波间隔200kHz工作时，天线需要之间距离50m)，保证足够的天线隔离度，而大量短波电台共址势必需要中心无法满足的大型场地要求。因此，首要的是优化中心短波电台的配置方案。根据短波通信网络是否具有统一的时间基准，可为异步组网和同步组网传输方式。异步组网(通常采用竞争或轮询)相对短波同步组网方式，具有组网速度快、组网灵活、对定时精度的要求低等明显优势，但同样带来带宽利用率低、时序集中控制的缺点，特别是因为短波通信网络信道特点，导致分布位置的远端站与互联的数据中心之间可通频率并非一致，竞争或轮询异步组网方式不适用于短波通信网络的组网。由于短波通信网络节点之间可通频率的不一致性，常用的同步信道共享接入或调度策略已经不适合于短波多用户共享接入网络，而在区域中心分配一个固定的短波电台作为对应远端站的应急接入则造成该中心资源的严重空置。另外系统通常将远端站规划部署到指定的区域，在与所属中心之间主用链路故障时，自动切换到短波通信网络，接入所属中心。而该固定分配方式会出现部分中心所提供短波电台数量不足，但部分区域中心所提供短波电台严重闲置，造成短波电台使用的严重不均衡。因此，需要研制一种接入策略，实现远端站所在区域中心短波电台空余时，区域中心按需分配短波电台；而当所在区域中心短波电台使用饱和时，能够充分调用其他区域中心的空置电台，实现全网短波电台的分布式共享接入。系统对短波应急通信网络的需求特点和短波通信网络的传输特性，需要提出一种短波网络配置方案，使得多部短波电台共享同一部天线，避免多天线共址干扰；并通过一种短波电台全网的分布式共享接入和同步组网方法，实现多用户分布式应急通信组网。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供适合于短波通信网络的多用户分布式应急同步组网方法。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法，包括如下步骤：步骤1：配置网络：部署1个上级中心和M个区域中心，M个区域共部署N个远端站，上级指控中心与M个区域中心，以及各M个区域中心之间通过通信网络互联，区域中心与传感器站点配置主用链路(如微波或卫通)，同时配置短波应急通信网络，短波应急通信网络包括短波中心控制器和短波远端控制器；步骤2：配置归属关系：远端站配置有且只有1个主区域中心，同时配置两个以上备区域中心或不配置备区域中心；步骤3：规划呼叫信道表：同一时段远端站的呼叫信道表的信道频率包含远端站与主区域中心和备区域中心之间的可通频率，并设置不同时段的呼叫信道表(根据短波信道可通频率变化特点，一天24小时划分成多个时间段，比如一个小时为一个时段)；步骤4：同步组网时隙规划：本专利技术的整个短波通信网络采用同步组网方式，即包括M套区域中心和所有远端站，所有区域中心和远端站短波电台工作常态为接收状态，通过短波中心控制器或短波远端控制器激活本地短波收发机的发射状态。短波中心控制器或短波远端控制器均配置统一的时钟源，在建网和业务传输过程中，实现所有短波电台都响应相同同步信号；全网同步周期为T，包含T1和T2时隙，T1为下行业务传输时隙和组网控制时隙，T2为上行业务传输时隙。短波中心控制器或短波远端控制器持续统一的时钟信号，每个同步周期T的T1时隙到，则执行步骤5；每个同步周期T的T2时隙到，则执行步骤6。步骤5：同步组网控制：远端站与区域中心之间主用链路畅通时，设置远端站处于信道扫描状态，短波中心控制器与短波远端控制器监测主用链路状态，如果短波中心控制器监测到一远端站与主区域中心之间主用链路正常，则该远端站与主区域中心之间将采用主用链路进行业务传输，返回步骤4；如果短波中心控制器监测到该远端站与主区域中心之间主用链路故障，则执行步骤7；如果短波中心控制器监测到主用链路状态由故障转为激活，则执行步骤8；步骤6：同步组网传输：已经接入短波网络的远端站的短波远端控制器通过短波收发机发送业务，所对应的短波接收机接收业务进行业务回传，然后执行步骤4；步骤7：分配接入区域中心：主区域中心判断本地是否有空闲短波接收机，如果有则执行步骤9；如果没有则执行步骤10；步骤8：恢复主用链路：短波收发机切换到扫描状态，并释放当前的对应短波接收机，执行步骤4；步骤9：呼叫与值守短波接收机分配：短波中心控制器控制短波收发机根据步骤3呼叫信道表与远端站实现单呼建链，然后分配一台短波接收机作为该远端站的接收值守短波接收机，执行步骤4；步骤10：备区域中心调度，建立回传链路：根据规划，主区域中心依次查询备份区域中心短波接收机空闲情况，选定备区域中心，并通过光纤或卫通等宽带链路建立主备区域中心之间的数据回传信道，实现协调备区域中心空闲接收机分配和数据回传，执行步骤9。步骤1中所述配置短波应急通信网络包括：在每个区域中心配置1套短波中心控制器，短波中心控制器连接1套短波收发机和K套短波接收机，短波收发机和K套短波接收机通过射频共享器共用一根短波全向天线，每个传感器站点均部署1套短波远端控制器，每套短波远端控制器均与1套短波收发机相连。步骤2中，所有的主区域中心和备区域中心均在短波中心控制器维护1张全网的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：配置网络：部署1个上级中心和M个区域中心，M个区域共部署N个远端站，上级指控中心与M个区域中心，以及各M个区域中心之间通过通信网络互联，区域中心与传感器站点配置主用链路，同时配置短波应急通信网络，短波应急通信网络包括短波中心控制器和短波远端控制器；步骤2：配置归属关系：远端站配置有且只有1个主区域中心，同时配置两个以上备区域中心或不配置备区域中心；步骤3：规划呼叫信道表：同一时段远端站的呼叫信道表的信道频率包含远端站与主区域中心和备区域中心之间的可通频率，并设置不同时段的呼叫信道表；步骤4：同步组网时隙规划：所有区域中心和远端站短波电台工作常态为接收状态，通过短波中心控制器或短波远端控制器激活本地短波收发机的发射状态，短波中心控制器或短波远端控制器均配置统一的时钟源，在建网和业务传输过程中，实现所有短波电台都响应相同同步信号；全网同步周期为T，包含T1和T2时隙，T1为下行业务传输时隙和组网控制时隙，T2为上行业务传输时隙；短波中心控制器或短波远端控制器持续统一的时钟信号，每个同步周期T的T1时隙到，则执行步骤5；每个同步周期T的T2时隙到，则执行步骤6；步骤5：同步组网控制：远端站与区域中心之间主用链路畅通时，设置远端站处于信道扫描状态，短波中心控制器与短波远端控制器监测主用链路状态，如果短波中心控制器监测到一远端站与主区域中心之间主用链路正常，则该远端站与主区域中心之间将采用主用链路进行业务传输，返回步骤4；如果短波中心控制器监测到该远端站与主区域中心之间主用链路故障，则执行步骤7；如果短波中心控制器监测到主用链路状态由故障转为激活，则执行步骤8；步骤6：同步组网传输：已经接入短波网络的远端站的短波远端控制器通过短波收发机发送业务，所对应的短波接收机接收业务进行业务回传，然后执行步骤4；步骤7：分配接入区域中心：主区域中心判断本地是否有空闲短波接收机，如果有则执行步骤9；如果没有则执行步骤10；步骤8：恢复主用链路：短波收发机切换到扫描状态，并释放当前的对应短波接收机，执行步骤4；步骤9：呼叫与值守短波接收机分配：短波中心控制器控制短波收发机根据步骤3呼叫信道表与远端站实现单呼建链，然后分配一台短波接收机作为该远端站的接收值守短波接收机，执行步骤4；步骤10：备区域中心调度，建立回传链路，根据规划，主区域中心依次查询备份区域中心短波接收机空闲情况，选定备区域中心，并通过宽带链路建立主备区域中心之间的数据回传信道，实现协调备区域中心空闲接收机分配和数据回传，执行步骤9。...

【技术特征摘要】
1.一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：配置网络：部署1个上级中心和M个区域中心，M个区域共部署N个远端站，上级指控中心与M个区域中心，以及各M个区域中心之间通过通信网络互联，区域中心与传感器站点配置主用链路，同时配置短波应急通信网络，短波应急通信网络包括短波中心控制器和短波远端控制器；步骤2：配置归属关系：远端站配置有且只有1个主区域中心，同时配置两个以上备区域中心或不配置备区域中心；步骤3：规划呼叫信道表：同一时段远端站的呼叫信道表的信道频率包含远端站与主区域中心和备区域中心之间的可通频率，并设置不同时段的呼叫信道表；步骤4：同步组网时隙规划：所有区域中心和远端站短波电台工作常态为接收状态，通过短波中心控制器或短波远端控制器激活本地短波收发机的发射状态，短波中心控制器或短波远端控制器均配置统一的时钟源，在建网和业务传输过程中，实现所有短波电台都响应相同同步信号；全网同步周期为T，包含T1和T2时隙，T1为下行业务传输时隙和组网控制时隙，T2为上行业务传输时隙；短波中心控制器或短波远端控制器持续统一的时钟信号，每个同步周期T的T1时隙到，则执行步骤5；每个同步周期T的T2时隙到，则执行步骤6；步骤5：同步组网控制：远端站与区域中心之间主用链路畅通时，设置远端站处于信道扫描状态，短波中心控制器与短波远端控制器监测主用链路状态，如果短波中心控制器监测到一远端站与主区域中心之间主用链路正常，则该远端站与主区域中心之间将采用主用链路进行业务传输，返回步骤4；如果短波中心控制器监测到该远端站与主区域中心之间主用链路故障，则执行步骤7；如果短波中心控制器监测到主用链路状态由故障转为激活，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：范贤学，金兴华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32