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,從而更準確地對電離層變化參數(shù)予以預報,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,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)絡外部資源進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、頻率預報等軟件,其中頻率預報依照頻率的不同還分為中長期預報軟件以及實時預報軟件和短期預報軟件等。

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)以及太陽黑子相關數(shù)據(jù)和電離層的狀態(tài)等。

1.4網(wǎng)絡資源

頻率管理系統(tǒng)中,系統(tǒng)需要配套建立起相應的網(wǎng)絡資源,這是短波頻率管理系統(tǒng)建設的必要項目。短波通訊網(wǎng)絡中為了提高通訊品質(zhì),在系統(tǒng)的應用中將動態(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,而這一技術的應用需要建立在相應的網(wǎng)絡之上,只有保證頻率網(wǎng)絡穩(wěn)定才能實現(xiàn)頻率的管理目標。

2關鍵技術分析

動態(tài)管理在短波通訊中的應用主要指實時監(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,就需要對其技術中的關鍵內(nèi)容進行關注,這里的關鍵技術主要指頻率的分發(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,通過建立各類監(jiān)測測向數(shù)據(jù)庫進行數(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),需要結合實測以及頻率預測,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探測站等短波探測資源能夠?qū)崟r對可通頻段進行探測選頻。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行確定;其次計算出太陽黑子數(shù)并對可通頻段進行預測;同時對電離層進行有效的探測;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)境隨著通訊技術的發(fā)展變得越來越復雜,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重干擾的頻率點時,將禁用頻率以及保護頻率進行區(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)需要進行頻段指配的確定,然后進行頻率的篩選,在篩選的過程中扣除保護頻率以及禁用頻率,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)庫信息和電子設備信息,同時在分析的過程中也進行系統(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當相互進行交流更新。完成電磁兼容分析后,系統(tǒng)應當向管理中心發(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

短波頻率在進行通訊的過程中通過動態(tài)指配進行信號的傳遞,而短波頻率則是實現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的關鍵。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)絡是實現(xiàn)頻率分發(fā)的關鍵。該網(wǎng)絡主要包括遠程通信站點電離層探測勤務通信信道和遠程通訊頻率指配信息傳輸通道。

(1)遠程通訊站點間電離層探測

勤務通信信道遠程通訊站點間電離層探測勤務通信信道的主要任務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技術來實現(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)到相應的通信節(jié)點,才能達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備的車隊,頻率指配信息的傳輸則需要有專門的通道??梢钥紤]設立或利用短波通播(廣播)網(wǎng)絡向車隊頻率指配信息,而通播網(wǎng)絡本身使用的頻率則需要通過預先規(guī)劃,在車隊遠行之前通知車隊。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結束語

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

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