短波通訊中的管理系統(tǒng)論文

時間:2022-09-26 10:48:47

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短波通訊中的管理系統(tǒng)論文

1基本資源分析

1.1探測資源

短波通訊系統(tǒng)在進(jìn)行信息的傳遞過程中依賴于電磁波,通過天波的傳播完成信息的交流,而在傳播的過程中,電磁波會受到諸多環(huán)境因素的影響,其中包括認(rèn)為因素以及自然因素,但是傳播影響因素中最主要的為電離層參數(shù)。日夜交替以及太陽活動的影響都會對電離層參數(shù)造成影響,即控制點以及傳播反射點的電離層參數(shù)會發(fā)生巨大的變化,雖然該種變化依照時間具有一定的規(guī)律,但是人們?nèi)耘f無法預(yù)料其隨機起伏。為了能夠使得該種變化盡可能的為人們所控制了解,從而更準(zhǔn)確地對電離層變化參數(shù)予以預(yù)報,以此確定其對通訊電路影響,電離層探測環(huán)節(jié)是頻率控制系統(tǒng)的必須組成。在短波通訊系統(tǒng)的頻率管理系統(tǒng)中,探測資源的主要依據(jù)來自于電離層觀測網(wǎng)絡(luò),包括垂測站、斜測站、斜向返回探測站和Chirp探測站等。

1.2軟件資源

在頻率管理中,軟件資源在整個管理系統(tǒng)中以及輔助決策的過程中數(shù)據(jù)重要資源,通過軟件資源能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)接口功能以及人機交互功能,作為將系統(tǒng)內(nèi)部資源以及通訊網(wǎng)絡(luò)外部資源進(jìn)行整合連接的重要紐帶,在頻率管理系統(tǒng)中,軟件資源發(fā)揮了重要作用。系統(tǒng)所使用的軟件資源主要包括通訊頻率決策、電磁兼容分析以及點播傳播計算、頻率預(yù)報等軟件,其中頻率預(yù)報依照頻率的不同還分為中長期預(yù)報軟件以及實時預(yù)報軟件和短期預(yù)報軟件等。

1.3數(shù)據(jù)資源

在頻率管理系統(tǒng)中,主要的數(shù)據(jù)資源來自無線電信息系統(tǒng),除了由該系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)之外,還可以從電離層觀測數(shù)據(jù)庫中獲得,而該數(shù)據(jù)庫中的信息主要來自通訊空間電離層探測,從而保證數(shù)據(jù)資源庫可以滿足各種需求,例如提供電離層的實時數(shù)據(jù)以及太陽黑子相關(guān)數(shù)據(jù)和電離層的狀態(tài)等。

1.4網(wǎng)絡(luò)資源

頻率管理系統(tǒng)中,系統(tǒng)需要配套建立起相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)資源,這是短波頻率管理系統(tǒng)建設(shè)的必要項目。短波通訊網(wǎng)絡(luò)中為了提高通訊品質(zhì),在系統(tǒng)的應(yīng)用中將動態(tài)管理模式引入系統(tǒng)。從而保證實施頻率分發(fā)可以發(fā)揮作用,實現(xiàn)系統(tǒng)頻率的動態(tài)管理,而這一技術(shù)的應(yīng)用需要建立在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)之上,只有保證頻率網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定才能實現(xiàn)頻率的管理目標(biāo)。

2關(guān)鍵技術(shù)分析

動態(tài)管理在短波通訊中的應(yīng)用主要指實時監(jiān)控通訊空間電磁環(huán)境以及電離層的動態(tài)變化,并在此基礎(chǔ)上選擇通訊所能夠利用的最佳可通頻率,保證通訊站之間的短波通訊,將最佳可通頻率指配通訊車隊。為了保證在短波通訊的過程中能夠有效實現(xiàn)動態(tài)管理,就需要對其技術(shù)中的關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行關(guān)注,這里的關(guān)鍵技術(shù)主要指頻率的分發(fā)以及實時選擇,另外頻率指配以及電磁環(huán)境監(jiān)測也是需要予以關(guān)注的重點。

2.1實時監(jiān)測電磁環(huán)境

短波頻率管理系統(tǒng)中的無線電監(jiān)測分系統(tǒng)主要完成對通訊空間電磁信號的監(jiān)測與測向任務(wù),通過建立各類監(jiān)測測向數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,并向無線電管理控制中心提供頻率指配與管理所需的信息。對各類干擾信號或指定的信號進(jìn)行頻譜分析、干擾分析以及測向和定位。無線電監(jiān)測管理分系統(tǒng)主要由固定監(jiān)測網(wǎng)(由外圍監(jiān)測站與一個中心控制計算機組成)和機動監(jiān)測站(由頻譜分析儀與控制計算機組成)兩部分組成。它的主要功能有:頻率時間占用度的測試和統(tǒng)計分析,監(jiān)測需要的指定頻段(頻率)信號電平的掃描測試和頻率時間占用度、信號電平分布統(tǒng)計分析和無線電信號發(fā)射參數(shù)的測量。利用監(jiān)測設(shè)備已有的功能和多種算法,可完成信號頻率、頻偏、信號電平和場強、占有帶寬等多種信號質(zhì)量參數(shù)的測量和分析。無線電信號頻譜測量,可完成無線電信號頻譜的平滑、存儲、重放和查詢,提供與頻率指配系統(tǒng)的接口,實現(xiàn)與頻率指配系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信和交換。同時,該系統(tǒng)還具有實時性強、準(zhǔn)確性高、機動性好等特點,它能實時提供無線電信號的頻譜使用情況,為實時動態(tài)調(diào)整指配頻率提供了實現(xiàn)途徑。它能準(zhǔn)確測量空中無線信號發(fā)射參數(shù)的特征,判明不明信號的屬性和類別。還可遠(yuǎn)程遙控測量。

2.2實時選頻

在短波通訊中,工作頻率不能自由的進(jìn)行選擇,如若不然,通訊的可靠性就會大大降低。因此,工頻的選擇是短波通訊前必須完成的環(huán)節(jié)。而短波頻率選擇的實現(xiàn),需要結(jié)合實測以及頻率預(yù)測,主要的考慮內(nèi)容包括通訊雙方所在位置以及太陽黑子數(shù)等相關(guān)參數(shù),因而將可通頻段通過數(shù)據(jù)分析出來,利用斜測站以及垂測站和相關(guān)探測站等短波探測資源能夠?qū)崟r對可通頻段進(jìn)行探測選頻。而在實時探測中不選用全頻段的原因在于,通過這種方式能夠有效將選頻實時性予以提高,并在探測的過程中最大程度地消除外界環(huán)境干擾,實時選頻的流程主要為:首先,依照GPS對通訊的車隊位置進(jìn)行確定;其次計算出太陽黑子數(shù)并對可通頻段進(jìn)行預(yù)測;同時對電離層進(jìn)行有效的探測;在完成上述步驟后,最終確定最佳可通頻率。

2.3指配短波頻率

短波波段過窄是短波通訊在發(fā)展中受到的主要阻礙因素,加之電臺數(shù)量過多,短波通訊在傳播信號中方向性較差,由于傳播范圍廣、沒有針對性,因而電臺和電臺之間就會產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。另外在短波通訊過程中,電磁環(huán)境的影響也會造成通訊的不穩(wěn)定,由于電磁環(huán)境隨著通訊技術(shù)的發(fā)展變得越來越復(fù)雜,因而在短波通訊的過程中,信號極易受到外界的電磁干擾,而在這種復(fù)雜的環(huán)境中想要保證通訊頻率的可靠安全,就需要保證電臺對于電磁環(huán)境能夠兼容,通過電磁兼容分析結(jié)果,有效指配通訊頻率。在通訊的過程中需要在指配頻段以及受到嚴(yán)重干擾的頻率點時,將禁用頻率以及保護(hù)頻率進(jìn)行區(qū)分,區(qū)分后向管理中心申請,得到確切的指配頻率,完成短波通訊的頻率指配。主要流程如下:首先實時選頻系統(tǒng)需要進(jìn)行頻段指配的確定,然后進(jìn)行頻率的篩選,在篩選的過程中扣除保護(hù)頻率以及禁用頻率,同時也排除分配頻率。篩選的依據(jù)主要來自短波頻率動態(tài)資源庫,同時在進(jìn)行篩選的過程中遇到新的信息資源也存入資源庫中。完成篩選后需要分析通訊中系統(tǒng)的電磁兼容,分析的主要數(shù)據(jù)依據(jù)為電磁環(huán)境檢測庫中信息以及臺站數(shù)據(jù)庫信息和電子設(shè)備信息,同時在分析的過程中也進(jìn)行系統(tǒng)信息的更新,而電磁環(huán)境檢測庫中的信息同短波頻率動態(tài)資源庫中的信息也應(yīng)當(dāng)相互進(jìn)行交流更新。完成電磁兼容分析后,系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)向管理中心發(fā)送申請,從而確定工頻,完成短波通訊的實時選頻,并將最終的信息反饋到短波頻率動態(tài)資源庫中。

2.4分發(fā)短波頻率

短波頻率在進(jìn)行通訊的過程中通過動態(tài)指配進(jìn)行信號的傳遞,而短波頻率則是實現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。通過短波頻率分發(fā)系統(tǒng),實現(xiàn)同車隊的通訊,經(jīng)過實時選擇以及電磁檢測和頻率指配,從而將工頻信號以信令的方式進(jìn)行傳遞,實現(xiàn)短波頻率的實時管理,確保通訊的可靠安全。其主要的工作流程如下:短波頻率指配分系統(tǒng)通過確定短波頻率分發(fā)決策完成信號的分配,將短波頻率至網(wǎng)絡(luò)中,同時監(jiān)控電測環(huán)境,以此保證車隊同控制中心之間的通訊暢通。其中頻率網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)頻率分發(fā)的關(guān)鍵。該網(wǎng)絡(luò)主要包括遠(yuǎn)程通信站點電離層探測勤務(wù)通信信道和遠(yuǎn)程通訊頻率指配信息傳輸通道。

(1)遠(yuǎn)程通訊站點間電離層探測

勤務(wù)通信信道遠(yuǎn)程通訊站點間電離層探測勤務(wù)通信信道的主要任務(wù)是在通訊站間交換數(shù)據(jù),以實現(xiàn)探測數(shù)據(jù)的共享。它既是電離層探測的勤務(wù)通信信道,也可以作為正常的信息通信信道使用。目前,這個信道采用短波自適應(yīng)技術(shù)來實現(xiàn),在條件允許時,也可以采用衛(wèi)星通信電路建立這個信道。

(2)遠(yuǎn)程通訊站間頻率指配信息傳輸通道

頻率管理(特別是實時頻率管理)的最終結(jié)果,是產(chǎn)生一系列指配的通信頻率或頻率組。這些頻率或頻率組只有實時、正確地分發(fā)到相應(yīng)的通信節(jié)點,才能達(dá)到建立可靠短波通信網(wǎng)的目的。因此,建立可靠的頻率指配信息傳輸通道是非常重要的。特別是在通訊站間通過無線電手段建立這個通道,就顯得更為重要。對于裝有通訊頻管系統(tǒng)的大、中型車隊,可以利用其電離層探測勤務(wù)通信信道實現(xiàn)頻率指配信息的傳輸,但對于沒有安裝這些設(shè)備的車隊,頻率指配信息的傳輸則需要有專門的通道。可以考慮設(shè)立或利用短波通播(廣播)網(wǎng)絡(luò)向車隊頻率指配信息,而通播網(wǎng)絡(luò)本身使用的頻率則需要通過預(yù)先規(guī)劃,在車隊遠(yuǎn)行之前通知車隊。為使在大范圍活動的車隊都能可靠地接收到頻率指配信息,通播必須根據(jù)覆蓋區(qū)域在多個頻率上進(jìn)行。車隊則在這些頻率上自動掃描,并從信號最好的頻率上接收信息。中、長期頻率預(yù)報系統(tǒng)可以協(xié)助頻率管理人員規(guī)劃和選擇這些通播頻率。當(dāng)然,要實現(xiàn)自動掃描接收,必須有約定的信號格式、調(diào)制方式和傳輸協(xié)議。接收端還需要有符合傳輸協(xié)議的專門信號評估和識別設(shè)備,以便在掃描過程中自動識別信號和評估信號質(zhì)量,確定最佳接收頻率。當(dāng)然,在條件允許時采用衛(wèi)星電路傳輸頻率指配信息也是一種不錯的選擇。

3結(jié)束語

所有的技術(shù)發(fā)展并非一蹴而就,短波頻率管理技術(shù)從建設(shè)到發(fā)展是一個循序漸進(jìn)的過程,逐步的進(jìn)行技術(shù)經(jīng)驗的累積,而并非僅僅在通訊系統(tǒng)中加裝一些設(shè)備,短波頻率管理技術(shù)的應(yīng)用使得通訊管理和通訊技術(shù)之間的聯(lián)系更為緊密,為二者的結(jié)合提供了一個有利的平臺。所以,在設(shè)備研究以及技術(shù)開發(fā)的過程中,除了要研究同預(yù)報以及電離層探測相關(guān)的內(nèi)容以外,還應(yīng)當(dāng)對系統(tǒng)同短通訊網(wǎng)絡(luò)的同步發(fā)展進(jìn)行研究,從而有效提高短波通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度以及可靠性。

作者:寧曉衛(wèi)單位:國家新聞出版電廣總局中央廣播電視發(fā)射二臺