一种区域数字集群通信系统抗毁重组方法技术方案

本发明专利技术公开了一种区域数字集群通信系统抗毁重组方法，包括以下步骤：（1）基站终端一体化设计；（2）终端状态上报；（3）备份基站决策；（4）基站失效监测；（5）备份基站升级策略；（6）移动用户重新注册。本发明专利技术反应速度快，即启动条件建立在物理信道的判断上，只要确认已失去基站的时间基准信息，即启动重组过程。由于基站发送时间基准的周期一般在秒级及以下，所以系统一般在基站失效后一分钟以内即可做出反应。同时本发明专利技术重组速度快，由于系统在基站失效前已经完成备份基站的选取，基站失效后，备份基站的升级又是自动进行，无需人工干预，所以重组速度很快，退网的终端用户很快即可重新注册入网。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信的
，特别涉及。
技术介绍
区域数字集群通信系统属于集群移动通信系统，中心站集中控制无线资源的分配，无线资源可以按需分配，大大提高无线资源的利用率，网络规模可动态配置，灵活性强。实际使用中，移动台需要随机接入信道，申请信道资源。集群通信系统一般分配专用信令信道供移动用户竞争，当用户成功接入后，根据需求分配专用业务信道进行业务传输。由于用户接入信道以及业务通信均需要通过中心站进行，因此中心站设备在系统中的作用非常重要。在Adhoc网络中，各节点具有相对平等的地位，均同时具有终端和路由功能，采用某种协商策略，提前预置备份主台，在主台被摧毁或故障后，可短时间内自动升级为主台维持子网内的同步。移动通信系统采用蜂窝技术，在覆盖区域内部署多个基站，用户终端设备随遇接入系统，在个别基站失效后，用户可以在移动到其他基站区域时重新入网。传统的集群通信系统，由于中心站设备相对复杂，很难在中心站失效的情况下迅速完成新中心站的建立。部分集群系统具有脱网直通功能，主要用于个别节点远离中心站时进行通信，无法形成有一定覆盖范围的集群网络。目前对无线通信抗毁性的研究多集中于自组网系统外围防御的加强和通信路由节点的增加，对区域集群通信系统的功能性抗毁能力缺少较为系统的研究。随着技术的进步，在传统集群通信技术的基础上出现了灵活的小型化集群通信系统，组网也更加快速。传统集群通信薄弱的抗毁能力已不能满足用户的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种反应时间短、重组速度快区域数字集群通信系统抗毁重组方法。本专利技术的另一目的在于，提供一种多层次的区域数字集群通信系统抗毁重组方法。为了达到上述第一目的，本专利技术采用以下技术方案:本专利技术，包括下述步骤:S1、基站终端一体化设计，通信设备内同时具有终端协议栈和基站协议栈，根据角色不同加载不同的协议栈，车载终端与基站设备采用相同的形态，具有相同的覆盖范围；S2、终端状态上报，作为终端用户，注册入网后不定期向基站提供本机状态；S3、备份基站决策，基站根据注册用户上报的状态信息，决策出备份基站进行下发；决策方法是根据位置信息和最大功率确定可选用户，然后根据收基站信号质量确定最终的备份基站；S4、基站失效监测，基站电台定期发送时间基准信息，备份基站和普通用户均实时 监测基站状态，若N次收不到时间基准信息，便进入退网状态，认为基站失效；S5、备份基站升级策略，备份基站判定基站失效后，自动升级为基站台，启动基站 协议栈，发送新的时间基准，对要求注册的移动用户进行鉴权；S6、移动用户重新注册，移动用户判定基站失效后，再等待M次时间基准发送时间 间隔t，若期间收到新的基站信息，则重新进行注册。为了达到上述第二目的，本专利技术进一步包括接管策略和脱网直通策略，具体如 下:接管策略，若移动台在M*t时间内没有重新收到新的基站信息，则认为子网内已 没有备份的基站可用或备份基站无法覆盖到本节点，开始启动接管搜索阶段，每隔P*t时 间轮换一次临近小区的搜索，临近小区信息根据基站下发的信息进行判断或预置，若能够 在某个小区的信道上接收到时间基准，则进行重新入网，该小区的基站接管本节点；脱网直通策略，若备份基站升级策略和接管策略均失败，即移动用户收不到新的 基站信息也搜索不到新的小区，则退回原小区，进入脱网直通状态，每次发送前发送临时的 时间基准，如果有用户未同步，收到呼叫后可以用同样的方式进行通信。优选的，步骤S2中，所述向基站提供本机的状态包括基站信号强度、本机最大功 率以及位置信息。优选的，步骤S3中，所述备份基站决策具体为:S31、确定位置信息，基站台根据该位置信息计算该节点I在子网内的相对位置矩 阵，设所述位置信息为P，则位置信息P= (Lat, Lgt),其中Lat为纬度信息，Lgt为经度信息；S32、根据节点上报的最大功率，估计其最大覆盖范围DImax，所述最大功率是指移 动用户可以米用的最闻档的功率；S33、计算节点I的覆盖率Ri = Ni/Nt，其中Ni为D (i，j) <DImax的节点个数，Nt为 网内注册用户总数；若Ri超过一个可接受的阈值Rs，则将节点I记为备选基站；S34、在建网时，通过规划和部署节点位置，产生备选基站集合；S35、基站根据在备选基站集合中选择收基站信号质量LQ最大的终端作为备份基 站，并在下行时隙进行通告。优选的，步骤S35中，所述收基站信号质量LQ是指终端设备解析接收到的信号后 计算误码率，误码率越高，信号质量越差，LQ通过(T9之间的数值表示，数值越大表示信号 越好。优选的，步骤S35中，若存在相同的多个终端用户，则根据覆盖率和注册顺序进行 选择。优选的，在备份基站失去基站信号后，不立即进行升级，应延迟等待一段时间，若 连续N次基站的时间基准都无法接受到，则判断基站失效。优选的，步骤SI中，所述通信设备既有终端协议，又有基站协议，通信设备在作为 基站时，两种协议同时加载，通信设备在作为移动终端时，只加载终端协议。优选的，步骤S2中，上报状态信息采用业务夹带的方式进行上报，所述业务夹带 具体为:当某节点有通信业务需要接入信道时，若通信信令没有填满占用的时隙，则可以在时隙中夹带状态信息即根据单个时隙的剩余容量选择夹带方案，若容量较大则夹带完整状态信息，若容量较小，则选择只夹带部分有变化的状态信息。本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果:1、反应速度快:本方法的启动条件建立在物理信道的判断上，只要确认已失去基站的时间基准信息，即启动重组过程。由于基站发送时间基准的周期一般在秒级及以下，所以系统一般在基站失效后一分钟以内即可作出反应。2、重组速度快:由于系统在基站失效前已经完成备份基站的选取，基站失效后，备份基站的升级又是自动进行，无需人工干预，所以重组速度很快，退网的终端用户很快即可重新注册入网。3、多层次抗毁手段:系统具有备份基站，就近接管，脱网直通三层次抗毁重组手段，抗毁能力强。4选则最佳备份基站:决策算法综合利用节点物理位置、设备状态、链路质量等多种因素，选择最佳备份基站的可能性高。5抗毁成本低:本方法选择的备份基站本身为普通用户，无需额外增加一个纯备份设备，降低了抗毁成本，同时由于备份基站与基站一般处于不同地点，降低了同时被毁的可能性。附图说明图1是本专利技术抗毁重组方法的流程图；图2是本专利技术中备份基站的选举流程图；图3是本专利技术中终端用户上报信息流程图；图4是本专利技术中备份基站升级为基站的流程图；图5是本专利技术实施例的一个部署图。具体实施例方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，本实施例，包括下述步骤:I)基站终端一体化设计；(2)终端状态上报；(3)备份基站决策；(4)基站失效监测；(5)备份基站升级策略；(6)移动用户重新注册，若存在备份基站，移动用户可重新搜索入网；(7)接管策略，若不存在备份基站，移动用户可以轮询附近小区，若收到应答，可被邻近小区接管；(8)脱网直通策略，若备份基站升级策略和接管策略均失败，即移动用户收不到新的基站信息也搜索不到新的小区，则退回原小区，进入脱网直通状态。如图5所不,本实施例由基站1、基站2、以及若干移动终端组成,基站1、基站本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、基站终端一体化设计，通信设备内同时具有终端协议栈和基站协议栈，根据角色不同加载不同的协议栈，车载终端与基站设备采用相同的形态，具有相同的覆盖范围；S2、终端状态上报，作为终端用户，注册入网后不定期向基站提供本机状态；S3、备份基站决策，基站根据注册用户上报的状态信息，决策出备份基站进行下发；决策方法是根据位置信息和最大功率确定可选用户，然后根据收基站信号质量确定最终的备份基站；S4、基站失效监测，基站电台定期发送时间基准信息，备份基站和普通用户均实时监测基站状态，若N次收不到时间基准信息，便进入退网状态，认为基站失效；S5、备份基站升级策略，备份基站判定基站失效后，自动升级为基站台，启动基站协议栈，发送新的时间基准，对要求注册的移动用户进行鉴权；S6、移动用户重新注册，移动用户判定基站失效后，再等待M次时间基准发送时间间隔t，若期间收到新的基站信息，则重新进行注册。

【技术特征摘要】
1.一种区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，包括下述步骤: 51、基站终端一体化设计，通信设备内同时具有终端协议栈和基站协议栈，根据角色不同加载不同的协议栈，车载终端与基站设备采用相同的形态，具有相同的覆盖范围； 52、终端状态上报，作为终端用户，注册入网后不定期向基站提供本机状态； 53、备份基站决策，基站根据注册用户上报的状态信息，决策出备份基站进行下发；决策方法是根据位置信息和最大功率确定可选用户，然后根据收基站信号质量确定最终的备份基站； 54、基站失效监测，基站电台定期发送时间基准信息，备份基站和普通用户均实时监测基站状态，若N次收不到时间基准信息，便进入退网状态，认为基站失效； 55、备份基站升级策略，备份基站判定基站失效后，自动升级为基站台，启动基站协议栈，发送新的时间基准 ，对要求注册的移动用户进行鉴权； 56、移动用户重新注册，移动用户判定基站失效后，再等待M次时间基准发送时间间隔t，若期间收到新的基站信息，则重新进行注册。2.根据权利要求1所述的区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，进一步包括接管策略，若移动台在M*t时间内没有重新收到新的基站信息，则认为子网内已没有备份的基站可用或备份基站无法覆盖到本节点，开始启动接管搜索阶段，每隔P*t时间轮换一次临近小区的搜索，临近小区信息根据基站下发的信息进行判断或预置，若能够在某个小区的信道上接收到时间基准，则进行重新入网，该小区的基站接管本节点。3.根据权利要求2所述的区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，还包括脱网直通策略，当备份基站升级策略和接管策略均失败，即移动用户收不到新的基站信息也搜索不到新的小区，则退回原小区，进入脱网直通状态，每次发送前发送临时的时间基准，如果有用户未同步，收到呼叫后可以用同样的方式进行通信。4.根据权利要求1所述的区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，步骤S2中，所述向基站提供本机的状态包括基站信号强度、本机最大功率以及位置信息。5.根据权利要求1-4中任一项所述的区域数字集群通信系统抗毁重组方法，其特征在于，步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛金鹏，刘彦飞，吴洋洋，韩露，刘勇，王孝，王彬，梁欣，宋旭东，徐玲玲，李胜峰，邓珂，
申请(专利权)人：广州海格通信集团股份有限公司，哈尔滨工业大学，中国航天科工集团第三总体设计部，
类型：发明
国别省市：