一种适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法与流程

本发明属于海事甚高频通信技术领域，具体涉及一种适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法。

背景技术：

甚高频无线电装置是船舶通信导航系列化设备的必备产品，是全球海上遇险与安全系统(gmdss)的重要组成部分。其具备g3e(fm)和g2b(dsc)两种通信模式，支持单工/半双工通信。

但高频无线电装置的可用信道资源较少，仅88个信道，其中ch70为dsc通信专用信道(即值守信道)，ch29～ch59、ch75～ch76为不可用信道，即实际可用信道资源仅54个。在港口或其他船舶航行秘籍区，经常发生多艘船舶共同抢占同一个信道通信的情况，导致通信被干扰、被中断等问题。

但从海事岸台的频谱检测数据来看，同一时间并非54个可用信道资源都存在严重拥挤现象，甚至于有不少信道处于空闲状态。其原因主要有两个：一是船员使用习惯问题，大部分人习惯于使用几个固定的通信信道；二是设备能力问题，甚高频无线电装置不具备信道自适应选择技术，通信双方必须预先约定1～2个通信信道，否则需要在54个可用信道中不断尝试通信，这会大幅增加通信建立时间。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法，能够实现甚高频无线电装置通信双方间的通信信道的自动选择，大幅提高现有甚高频无线电装置通信双方的通信质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法，包括以下步骤：

步骤一：评估通信双方的甚高频无线电装置的所有工作信道的信道质量，根据评估结果在通信双方分别建立信道质量评估列表；

步骤二：从通信双方分别建立的信道质量评估列表中优选出兼顾通信双方的最优信道；

步骤三：利用甚高频无线电装置的dsc值守信道，引导通信双方的甚高频无线电装置跳转至指定的最优信道，实现通信双方通信信道的自适应选择。

进一步地，该信道自适应选择方法具体包括以下步骤：

(1)确定需建立通信的两台甚高频无线电装置为参与通信的双方电台，若其中一台甚高频无线电装置主动发起呼叫，则指定该甚高频无线电装置为呼叫台，而另一台甚高频无线电装置为被呼叫台；

(2)呼叫台每隔t1秒计算一次呼叫台的所有工作信道的噪声电平，并将计算得到的噪声电平按照由小至大的顺序对工作信道进行优劣排序，其中噪声电平最小的工作信道的信道质量评估为最优，将该噪声电平最小的工作信道的信道号排在首位，建立呼叫台信道质量评估列表；与呼叫台计算同步，被呼叫台每隔t1秒计算一次被呼叫台的所有工作信道的噪声电平，并将计算得到的噪声电平按照由小至大的顺序对工作信道进行优劣排序，其中噪声电平最小的工作信道的信道质量评估为最优，将该噪声电平最小的工作信道的信道号排在首位，建立被呼叫台信道质量评估列表；

呼叫台信道质量评估列表和被呼叫台信道质量评估列表每隔t1秒更新一次，双方电台都只保留最新一次的评估结果；

(3)呼叫台发起呼叫的同时，呼叫台开始呼叫台通信流程，被呼叫台开始被呼叫台通信流程，其中：

(3-1)呼叫台通信流程为：

步骤1：呼叫台从步骤(2)中建立的呼叫台信道质量评估列表中选取排名靠前的n个工作信道的信道号作为呼叫台优选信道号序列，转入步骤2；

步骤2：呼叫台构建含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和n个呼叫台优选信道号序列的呼叫字组，转入步骤3；

步骤3：呼叫台监听dsc值守信道，若监听发现dsc值守信道未被占用，转入步骤4；否则，等待t2秒后，转入步骤1；

步骤4：呼叫台向被呼叫台发射呼叫字组，并转入步骤5；

步骤5：若呼叫台在呼叫字组发射完成后的t3秒内，正确接收到被呼叫台发射的应答字组，则转入步骤6；否则转入步骤1；

步骤6：呼叫台根据接收到的含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组，跳转至指定的后续通信信道，开启双方通信；

(3-2)被呼叫台通信流程为：

步骤a：起始状态，被呼叫台等待接收呼叫字组；

步骤b：被呼叫台收到呼叫字组，若被呼叫台正确接收到含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和n个呼叫台优选信道号序列的呼叫字组，则转入步骤c；否则保持在步骤a；

步骤c：被呼叫台从步骤(2)中建立的被呼叫台信道质量评估列表中选取排名靠前的n个工作信道的信道号作为被呼叫台优选信道号序列，转入步骤d；

步骤d：被呼叫台比对n个呼叫台优选信道号序列和n个被呼叫台优选信道号序列，获得m个在呼叫台优选信道号序列和被呼叫台优选信道号序列中同时出现的信道号，若m≥1，则转入步骤e，否则转入步骤a；

步骤e：在m个呼叫台优选信道号序列和被呼叫台优选信道号序列中同时出现的信道号中，选取噪声电平最小的工作信道作为兼顾通信双方的最优信道，指定该兼顾通信双方的最优信道的信道号为后续通信信道的信道号，转入步骤f；

步骤f：被呼叫台构建含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组，转入步骤g；

步骤g：被呼叫台监听dsc值守信道，若监听发现dsc值守信道未被占用，转入步骤h；否则转入步骤a；

步骤h：被呼叫台向呼叫台发射含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组，并转入步骤i；

步骤i：被呼叫台跳转至指定的后续通信信道，等待开启双方通信。

进一步地，步骤(2)中，噪声电平最小的工作信道的信道号排在首位，噪声电平最大的工作信道的信道号排在末位，若多个工作信道的噪声电平相等，则这多个工作信道根据其信道号大小排序，信道号小的排在信道号大的前面。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的一种适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法，步骤简单，无需对原有甚高频无线电装置做硬件改动，即可完成参与通信的双方甚高频无线电装置的合适的最优信道的优选，并利用甚高频无线电装置的dsc值守信道(ch70)，引导通信双方的甚高频无线电装置跳转至指定的最优信道，实现通信双方通信信道的自适应选择。本发明方法能够实现甚高频无线电装置通信双方间的通信信道的自动选择，大幅提高现有甚高频无线电装置通信双方的通信质量。

附图说明

图1为呼叫台通信流程；

图2为被呼叫台通信流程；

图3为呼叫字组的结构示意图；

图4为应答字组的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例的适用于甚高频无线电装置的信道自适应选择方法，包括以下步骤：

步骤一：评估通信双方的甚高频无线电装置的所有工作信道的信道质量，根据评估结果在通信双方分别建立信道质量评估列表；

步骤二：从通信双方分别建立的信道质量评估列表中优选出兼顾通信双方的最优信道；

步骤三：利用甚高频无线电装置的dsc值守信道，引导通信双方的甚高频无线电装置跳转至指定的最优信道，实现通信双方通信信道的自适应选择。

具体来说，该信道自适应选择方法具体包括以下步骤：

(1)确定需建立通信的两台甚高频无线电装置为参与通信的双方电台，双方电台在开启呼叫通信前均处于被呼叫台模式，若其中一台甚高频无线电装置主动发起呼叫，则指定该甚高频无线电装置为呼叫台，而另一台甚高频无线电装置为被呼叫台；

(2)呼叫台每隔300秒开展一次信道质量评估，即呼叫台每隔300秒计算一次呼叫台的54个可用工作信道的噪声电平，并将计算得到的噪声电平按照由小至大的顺序对工作信道进行优劣排序，其中噪声电平最小的工作信道的信道质量评估为最优，将该噪声电平最小的工作信道的信道号排在首位，而噪声电平最大的工作信道的信道质量评估为最差，其信道号排在末位，若多个工作信道的噪声电平相等，则这多个工作信道根据其信道号大小排序，信道号小的排在信道号大的前面，建立呼叫台信道质量评估列表；与呼叫台类似，被呼叫台与呼叫台计算同步，被呼叫台每隔300秒开展一次信道质量评估，即被呼叫台每隔300秒计算一次呼叫台的54个可用工作信道的噪声电平，并将计算得到的噪声电平按照由小至大的顺序对工作信道进行优劣排序，其中噪声电平最小的工作信道的信道质量评估为最优，将该噪声电平最小的工作信道的信道号排在首位，建立被呼叫台信道质量评估列表；

呼叫台信道质量评估列表和被呼叫台信道质量评估列表每隔300秒更新一次，双方电台都只保留最新一次的评估结果；

(3)呼叫台发起呼叫的同时，呼叫台开始呼叫台通信流程，被呼叫台开始被呼叫台通信流程，其中：

(3-1)呼叫台通信流程如图1所示，呼叫台通信流程为：

步骤1：呼叫台从步骤(2)中建立的呼叫台信道质量评估列表中选取排名前10位的10个工作信道的信道号作为呼叫台优选信道号序列，转入步骤2；

步骤2：呼叫台构建含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和10个呼叫台优选信道号序列的呼叫字组(呼叫字组的结构示意图如图3所示)，转入步骤3；

步骤3：呼叫台监听dsc值守信道(即ch70)，若监听发现dsc值守信道未被占用，转入步骤4；若监听发现dsc值守信道已被占用，等待30秒后，转入步骤1；

步骤4：呼叫台向被呼叫台发射呼叫字组，并转入步骤5；

步骤5：若呼叫台在呼叫字组发射完成后的5秒内，正确接收到被呼叫台发射的应答字组，则转入步骤6；否则转入步骤1；

步骤6：呼叫台根据接收到的含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组，跳转至指定的后续通信信道，开启双方通信；

(3-2)被呼叫台通信流程如图2所示，被呼叫台通信流程为：

步骤a：起始状态，被呼叫台等待接收呼叫字组；

步骤b：被呼叫台收到呼叫字组，若被呼叫台正确接收到含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和10个呼叫台优选信道号序列的呼叫字组，则转入步骤c；否则保持在步骤a；

步骤c：被呼叫台从步骤(2)中建立的被呼叫台信道质量评估列表中选取排名前10位的10个工作信道的信道号作为被呼叫台优选信道号序列，转入步骤d；

步骤d：被呼叫台比对10个呼叫台优选信道号序列和10个被呼叫台优选信道号序列，获得m个在呼叫台优选信道号序列和被呼叫台优选信道号序列中同时出现的信道号，若m≥1，则转入步骤e，否则转入步骤a；

步骤e：在m个呼叫台优选信道号序列和被呼叫台优选信道号序列中同时出现的信道号中，选取噪声电平最小的工作信道作为兼顾通信双方的最优信道，指定该兼顾通信双方的最优信道的信道号为后续通信信道的信道号，转入步骤f；

步骤f：被呼叫台构建含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组(应答字组的结构示意图如图4所示)，转入步骤g；

步骤g：被呼叫台监听dsc值守信道(即ch70)，若监听发现dsc值守信道未被占用，转入步骤h；若监听发现dsc值守信道已被占用，则转入步骤a；

步骤h：被呼叫台向呼叫台发射含有呼叫台mmsi号、被呼叫台mmsi号和后续通信信道的信道号的应答字组，并转入步骤i；

步骤i：被呼叫台跳转至指定的后续通信信道，等待开启双方通信。