一種頻率廣播策略在短波組網中的應用

郝源春

【摘要】 針對頻率廣播機制在短波組網中的弊端，比較了多種解決方案，提出了一種基于頻率分時復用和反向動態喚醒的短波臺站頻率廣播策略，為短波組網項目提供一種短波頻率廣播機制的實現方案。

【關鍵詞】 頻率分時復用 反向動態喚醒 短波組網 頻率廣播

Abstract： Against the disadvantages of frequency broadcast on High Frequency（HF） networking， a new frequency broadcast strategy of HF station based on frequency time division multiplexing and reverse dynamic wakeup was presented after the comparison among several different solutions， to provide an optional way of HF frequency broadcast in the project of HF networking.

Keyword： Frequency Time Division Multiplexing； Reverse Dynamic Wakeup； HF Networking； Frequency Broadcast

一、引言

短波通信由于具備成本低、通信距離遠、抗毀能力強、機動性能好等優點，長期以來廣泛用于遠距離、大范圍、移動通信等場合，是一種十分重要的通信手段。多年來，短波通信設備被廣泛地應用于各國政府的軍事、外交、氣象、商業等重要部門，用以傳達語音、文字、圖像、數據等信息。在國家遭遇自然災害或應對較大規模的突發事件時，常規通信手段難以滿足通信要求，發揮作用，而短波信號可通過地波或天波傳播，容易避開突發事件區域中的障礙物達到通信對象，為突發事件區域或遠距離通信提供有效的保障手段[1]。

二、短波頻率廣播策略概述

在短波組網項目中，通過組建多個分布于不同的地理位置的短波臺站，短波臺站彼此之間互聯互通，通過統一的頻率分配，各短波臺站均在一個指定的廣播頻率上進行信息廣播，形成覆蓋一定范圍的短波無線服務區域。在服務區域內活動的短波機動用戶通過接收短波臺站的廣播頻率，隨遇接入某個通信效果最好的短波臺站，就能夠使用短波組網系統提供的如語音、文字、圖像等的綜合信息通信服務，從而形成覆蓋指定范圍的短波無線接入通信系統[2]。

短波組網提供無線接入服務的技術基礎是短波頻率廣播機制[3]，由于短波無線通信信道是時變信道，受地理位置、天氣狀況、晝夜時分等因素影響較大，在某一時段好用的頻率數量往往不多，而且隨著工程建設的開展，短波臺站的數量越來越多，可用頻率的數量開始不能支撐大規模短波臺站的服務需要[4]。此外，短波臺站的信息廣播機制存在一定的弊端，如頻率廣播容易造成無線頻譜污染，從經濟角度看，無通信服務狀態下的頻率廣播既對短波臺站能源造成了浪費，而且長時間的大功率發射也會縮短短波發射機的壽命。因此，亟需一種可以解決上述問題的綜合解決方案。

三、頻率廣播策略在短波組網中的應用方案

3.1 方案一：廣播頻率分時復用策略

針對短波臺站數量多于可用廣播頻率的問題，本文提出短波臺站廣播頻率分時復用的解決方案：將短波臺站進行分組，組內共用同一個廣播頻率，并且為了防止頻率干擾，同一個分組內的短波臺站的廣播頻率在時域上進行劃分，保證同一時刻不會有兩個以上的不同短波臺站在同一個廣播頻率上進行廣播，通過廣播頻率的分時復用實現短波臺站頻率資源的共用。

下面以三個短波臺站組成一個分組進行廣播頻率分時復用為例進行介紹，其廣播頻率在時域上的分布圖如圖1所示。

在上圖所舉的例子中，三個短波臺站共用同一個廣播頻率fb，并按照如下規則在時域上進行分段廣播：在t0～t1和t3～t4時段，短波臺站1在頻率fb上進行廣播；在t1～t2和t4～t5時段，短波臺站2在頻率fb上進行廣播；在t2～t3和t5～t6時段，短波臺站3在頻率fb上進行廣播；三個短波臺站在非廣播時段，進行頻率靜默。頻率分時共用的方式可以有很多種，其中一種較為簡單的方案是在一小時內時分，即在每個小時內，短波臺站1廣播前20分鐘，短波臺站2廣播中間20分鐘，短波臺站3廣播后20分鐘，如此循環往復。

3.2 方案二：頻率廣播反向動態喚醒策略

針對短波臺站頻率廣播長發的弊端，本文提出短波臺站接受機動用戶反向動態喚醒的頻率廣播方案：短波臺站在默認閑暇狀態下不進行頻率廣播，而是保持在接受機動用戶動態喚醒的靜默狀態，當機動用戶試圖接入網絡時，先在指定頻率上發送反向喚醒信號，處于靜默狀態的短波臺站收到機動用戶的反向喚醒信號后，由靜默狀態變為廣播狀態，從而開始一定時長的頻率廣播，當到達頻率廣播時長上限時，再次由廣播狀態變為靜默狀態。

3.3 方案三：頻率分時復用與反向動態喚醒相結合的策略

綜合方案一和方案二，得出基于頻率分時復用和反向動態喚醒的短波臺站頻率廣播方案：多個短波臺站可以共用同一個廣播頻率，在默認閑暇情況下保持頻率靜默狀態，一旦收到機動用戶的反向喚醒信號，結合短波臺站當前應處的廣播狀態，綜合邏輯判斷，決定短波臺站的實際狀態。

3.4 方案比較

針對短波組網項目中的頻率廣播機制，本文提出了上述三種解決方案，下面對三種方案進行比較，具體如表1所示。

針對本文開頭提出的問題，方案三雖然存在一定的設計復雜性，但可以通過良好的設計進行解決，因此不失為一種可行的技術方案。

四、結束語

綜上所述，頻率分時復用與反向動態喚醒相結合的頻率廣播策略應用在短波組網項目中，可以很好的解決短波組網項目中頻率不夠用的問題，并且克服了短波臺站頻率長期廣播帶來的弊端，既最大程度上復用了有效頻率，又提升了短波臺站發射機的使用壽命，減少了短波臺站的能源消耗，為實現機動短波用戶接入網絡和后續的網絡通信服務，提供了一種很好的解決方案。

參 考 文 獻

[1] 胡中豫. 現代短波通信[M]. 北京： 國防工業出版社，2003

[2] 謝謝， 劉俊， 趙玉亭. 短波戰術自組網研究進展[J]. 現代軍事通信，2009，17（4）：1～5

[3] 羅秋霞，周治中， 鄒盛唐. 短波組網技術探討[J]. 通信技術，2000（3）：30～31

[4] 鐘曉峰，王有政，梅順良，等. 基于時分系統的無線自組織網絡同步算法[J]. 清華大學學報（自然科學版），2005，45（1）：1-4