[发明专利]一种基于短波通信的多用户分布式应急同步组网方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。