一种短波信道专网选频组网建链方法与流程

本发明属于短波通信网技术领域，尤其涉及一种短波信道专网选频组网建链方法。

背景技术：

短波通信具有通信方式灵活，抗毁性强，发射功率小及设备简单的特点。现场用户在完成建链后，可以通过专网协同数据服务流程发送短消息、电子邮件、代码指挥等信息，也可以通过专网协同话音服务流程进行速率为600bps的数字话音通信。

由于受电离层的变化、衰弱和接收距离等信号条件的影响，传统的短波通信方式可通率低，建立短波链路时间较长，且信道质量不稳定。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种短波信道专网选频组网建链方法，旨在解决现有短波通信方式可通率低、建立短波链路时间较长、信道质量不稳定的技术问题。

所述短波信道专网选频组网建链方法，包括下述步骤：

通过卫星授时设备，构建稳定可靠的时间同步系统，提供标准同步时钟；

子网内所有用户共用一个公共频率集，开机后，用户在同步时钟控制下同步扫描频率集；

通信时，源用户根据当前时间计算出目的用户在下一时隙驻留频率，并在该频率上发起呼叫；

源用户与目的用户建链完成通信业务后释放该频率，以供其他用户使用。

进一步的，所述源用户根据当前时间计算出目的用户在下一时隙驻留频率，并在该频率上发起呼叫步骤，具体如下：

在同步时钟控制下，源用户根据当前时间和目的用户地址，利用驻留频率的映射函数计算出目的用户下一时隙的驻留频率，这里称为为建链频率；

在下一时隙到来时刻，源用户切换到所述建链频率上发出建链呼叫，并与目的用户完成建链，而目的用户严格按照时隙划分检测呼叫信道，在每个呼叫信道上驻留一定时间。

进一步的，源用户和目的用户的建链过程包括发送呼叫帧、接收应答帧和发送确认帧，严格按照最小格式波形的倍数进行帧的发送和接收，其中所述最小格式波形的持续时间总长为1472个PSK码元，包括640个PSK码元长度的前导序列和832个PSK码元长度的数据序列，其中所述前导序列包括256个PSK码元长度的保护序列和387个PSK码元长度的前导捕获序列，其中所述数据序列中包含的有效信息为26bit；

在呼叫时，每次呼叫的呼叫帧都包含2个呼叫分帧，每次呼叫先发送其中的一帧，在下一个时隙再发送余下的一帧，一帧的长度就是一个最小格式波形的长度；

在接收时，按照本次呼叫的目的用户个数动态分配多个时隙来接收应答帧；

在确认时，每个确认帧都包含2个确认分帧，每次先发送其中的一帧，在下一个时隙再发送余下的一帧；

每个最小格式波形长度的一帧的发送接收过程如下：

产生前导序列；

将26bit的数据进行FEC编码和交织；

将编码和交织好的数据进行伪噪声序列PN扩展后加上所述前导序列，然后进行8PSK调制；

接收信号经相干解调、低通滤波，捕获到功率谱最大的峰值，完成接收信号的捕获；

解调后的信号经过解交织及维特比解码后解出原26bit数据。

进一步的，所述映射函数为f＝φ(a，t)，其中t为当前时间，a为用户地址，那么用户当前时间t的驻留频率为f，假设一个时隙的长度为T，那么目标用户下一个时隙的驻留频率为φ(a，t+T)。

本发明的有益效果是：本发明是一种基于短波信道和同步时钟实现快速选频组网建链的技术，通过卫星授时设备提供标准同步时钟，源用户需要呼叫目的用户时，需要计算出目的用户下一时隙的驻留频率，然后在该频率上发起呼叫，保证了通信双方频率的一致性，提高了信道质量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的短波信道专网选频组网建链方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的最小格式波形时序图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

如图1所示，本实施例提供的短波信道专网选频组网建链方法包括下述步骤：

步骤S1、通过卫星授时设备，构建稳定可靠的时间同步系统，提供标准同步时钟。

本发明依靠北斗卫星、GPS卫星或其他卫星授时设备，构建稳定可靠的时间同步系统，为各单台设备提供标准同步时钟，确保同步工作正常运行。北斗卫星、GPS卫星等卫星授时设备采用秒脉冲和数据同步输出的方式对外进行授时，其规则为每次输出的数据都表示下一个秒脉冲的绝对时间，向外设输出的数据有定时定位信息、发送状态、零点状态等。每个信息都包括信息头、长度、数据内容和校验组成。

步骤S2、子网内所有用户共用一个公共频率集，开机后，用户在同步时钟控制下同步扫描频率集。

子网内的用户共用一个公共频率集，每个用户具有一个地址，一个用户通过地址可以呼叫其他用户。每个用户具有自己的工作频率，用户开机后，初始状态下，每个用户扫描公共频率集，确定自己每个时隙下的驻留频率，所有用户在同一初始频率下依次广播，用户接收并保存此时隙频率信息。这样每个用户即可知晓每个地址的用户在不同时隙下的驻留频率。

若有新有用户加入子网，可以有两种方案，第一，子网内其他用户重新初始化。第二，新加入的用户开机后，确定自身的时隙频率信息，然后在每个时隙的到来时刻广播自身的时隙频率信息和地址，假设当前时隙下,新用户的驻留频率为f0，当前空闲且时隙驻留频率为f0的用户可以接收并保存所述时隙频率信息和地址，然后将自己的时隙频率信息反馈至新用户，新用户收集保存，经过一段时间的广播，基本上新用户与其他用户之间的时隙频率信息和地址已经相互知晓。

步骤S3、通信时，源用户根据当前时间计算出目的用户在下一时隙驻留频率，并在该频率上发起呼叫，此时源用户和目标用户的驻留频率就不会改变，直至业务完成。

在同步时钟控制下，源用户根据当前时间和目的用户地址，利用驻留频率的映射函数计算出目的用户下一时隙的驻留频率，这里称为为建链频率；在下一时隙到来时刻，源用户切换到所述建链频率上发出建链呼叫，并与目的用户完成建链，而目的用户严格按照时隙划分检测呼叫信道，在每个呼叫信道上驻留一定时间，一般为4秒。所述映射函数为f＝φ(a，t)，其中t为当前时间，a为用户地址，那么用户当前时间t的驻留频率为f，假设一个时隙的长度为T，那么目标用户下一个时隙的驻留频率为φ(a，t+T)。由于在扫描频率集过程中，已经时隙频率信息已经相互知晓，即每个用户都保存有其他各个用户的隐射函数，因此可以方便计算下一时隙的驻留频率。

源用户与目标用户的建链过程包括发送呼叫帧、接收应答帧和发送确认帧三个过程。本实施例中，用户间严格按照最小格式波形的倍数进行帧的发送和接收。

如图2所示，所述最小格式波形使用8PSK调制、1800Hz载频、2400码元/秒，持续时间Tbw0_tx：613.33ms，即1472PSK码元长度，包括640个PSK码元长度的前导序列Ttlc+Tpre，持续时间为266.67ms，以及832个PSK码元长度的数据序列，持续时间为346.67ms，其中所述前导序列包括256个PSK码元长度的保护序列Ttlc和387个PSK码元长度的前导捕获序列Tpre，其中所述数据序列中包含的有效信息为26bit。

在呼叫时，由于一个呼叫帧不能包含所有的联络信息，比如源用户地址、目的地址和CRC校验等，因此每次呼叫的呼叫帧都包含2个呼叫分帧，每次呼叫先发送其中的一帧，在下一个时隙再发送余下的一帧，一帧的长度就是一个最小格式波形的长度。

在接收时，按照本次呼叫的目的用户个数动态分配多个时隙来接收应答帧，由于源用户可能会同时呼叫多个目的用户，可以支持最多31个用户呼叫，源用户在呼叫前，根据映射函数f＝φ(a，t)，查询下一时隙驻留频率相同的用户作为目标用户，然后向这些目标用户发送呼叫帧，然后接收各个目标用户返回应答帧，由于多个目标用户返回的应答帧可能发送冲突，这里源用户若同时接收到多个应答帧时，选择其中一个应答帧，然后向其他应答帧对应的目标用户返回一个再次发送帧，目标用户接收到再次发送帧后，继续返回应答帧，直至接收到源用户返回的确认帧。

在确认时，由于一个确认帧不能包含所有的联络信息，每个确认帧都包含2个确认分帧，每次先发送其中的一帧，在下一个时隙再发送余下的一帧。

每个最小格式波形长度的一帧的发送接收过程如下：

产生前导序列；

将26bit的数据进行FEC编码和交织；其中FEC编码采用k＝7，r＝1/2卷积码；交织采用简单块交织；

将编码和交织好的数据进行PN扩展和16进制正交Walsh扩频后加上所述前导序列，然后进行8PSK调制；

接收信号经相干解调、低通滤波，捕获到功率谱最大的峰值，完成接收信号的捕获；

解调后的信号经过解交织及维特比解码后解出原26bit数据。

步骤S4、源用户与目的用户建链完成通信业务后释放该频率，以供其他用户使用。

本发明实施例中提供一种短波信道专网选频组网建链技术，依靠北斗或GPS所构成的时间同步系统，源用户通过计算出目的用户下一时隙的驻留频率，然后在该频率上发起呼叫，保证了通信双方频率的一致性，提高了信道质量；并采用最小格式波形，使用频率少，建立短波链路时间短。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。