CN112448798A - 一种军事阵地通信系统、方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种军事阵地通信系统、方法、装置和存储介质；该系统包括：多个节点设备，所述多个节点设备通过OFDM体制的总线，以设定的拓扑结构相连接；在所述OFDM体制的总线上，数据以帧的形式进行传输；所述节点设备，使用所述帧中为所述节点设备所分配的子载波，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。本发明实施例的技术方案，通过频分复用技术和循环前缀技术，提高了系统的整体传输容量，合理利用了通信资源，在不增加结构复杂度和成本的前提下，保证了军事阵地通信系统的远距离传输和高带宽传输。

Description

一种军事阵地通信系统、方法、装置和存储介质

技术领域

本发明实施例涉及军用通信技术领域，尤其涉及一种军事阵地通信系统、方法、装置和存储介质。

背景技术

在军事阵地中，各作战设备之间通信的最大特点是传输距离远，而随着智能终端设备的发展，作战设备之间的传输数据量也越来越大，因此对于军事阵地中的通信系统来说，需要具备长距离传输和高传输带宽的要求。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在如下缺陷：现有的军事阵地中的通信总线，通常采用以太网总线或者CAN总线，然而，以太网总线无法适应长距离传输，而CAN总线在长距离通信时的传输带宽较低，因此，现有技术无法满足军事阵地中各作战设备之间的通信需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种军事阵地通信系统、方法、装置和存储介质，以提高军事阵地通信的实时性，并合理利用总线通信资源。

第一方面，本发明实施例提供了一种军事阵地通信系统，包括：

多个节点设备，所述多个节点设备通过OFDM体制的总线，以设定的拓扑结构相连接；

在所述OFDM体制的总线上，数据以帧的形式进行传输，所述帧中包括多个OFDM符号；

所述节点设备，使用所述帧中为所述节点设备所分配的OFDM符号，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。

第二方面，本发明实施例提供了一种军事阵地通信方法，应用于本发明任意实施例所述的军事阵地通信系统中，该方法包括：

获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

第三方面，本发明实施例提供了一种军事阵地通信方法，应用于本发明任意实施例所述的军事阵地通信系统中，该方法包括：

获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置；

根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

第四方面，本发明实施例提供了一种军事阵地通信装置，包括：

信息获取模块，用于获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

调度信息配置模块，用于根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

第五方面，本发明实施例提供了一种军事阵地通信装置，包括：

调度信息获取模块，用于获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置；

数据传输执行模块，用于根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

第六方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例二所述的军事阵地通信方法，或者实现本发明实施例三所述的军事阵地通信方法。

本发明实施例的技术方案，多个节点设备基于OFDM调制技术，在高速率传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落，并且各节点设备之间通过单一总线连接，布线方式简单，便于现场实现；同时，该军事阵地通信系统通过频分复用技术和循环前缀技术，提高了系统的整体传输容量，合理利用了通信资源，在不增加结构复杂度和成本的前提下，保证了军事阵地通信系统的远距离传输和高带宽传输。

附图说明

图1A是本发明实施例一提供的一种军事阵地通信系统的结构框图；

图1B是本发明实施例一提供的一种军事阵地通信系统中一帧的结构框图；

图1C是本发明实施例一提供的一种军事阵地通信系统中节点设备的结构框图；

图1D是本发明实施例一提供的一种军事阵地通信系统的结构框图；

图2是本发明实施例二提供的一种军事阵地通信方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的一种军事阵地通信方法的流程图；

图4是本发明实施例四提供的一种军事阵地通信装置的结构框图；

图5是本发明实施例五提供的一种军事阵地通信装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的一种军事阵地通信系统的结构框图，该系统包括：多个节点设备100，所述多个节点设备100通过OFDM体制的总线，以设定的拓扑结构相连接。

拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式，在本发明实施例中，即各个节点设备100之间的连接形式，将节点设备100抽象为点，将传输介质(即总线)抽象为一条线，由点和线组成的几何图形即为拓扑结构。可选的，所述多个节点设备100通过OFDM体制的总线，以总线型拓扑结构相连接；总线型拓扑，是一种基于多点连接的拓扑结构，各节点设备100直接连接在传输介质上，任何一个节点设备100都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个节点设备100所接收。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术)，是将信道分成若干正交子信道，将高速串行符号转换成并行的低速子数据符号流，调制到每个子信道上进行传输，而接收端再采用相关技术将正交信号分离。本发明实施例中的军事阵地通信系统，采用OFDM体制的总线，减少了子信道之间的相互干扰，同时每个子信道上的信号带宽远小于信道的实际带宽，近似于平坦性衰落，从而可以消除码间串扰；另外由于每个子信道的带宽仅占用了原信道带宽的较小部分，更容易实现信道均衡。

在所述OFDM体制的总线上，数据以帧的形式进行传输；其中，帧是通信信道上数据传输的单位，所述帧中包括多个OFDM符号；所述OFDM符号包括循环前缀和数据信息；其中，所述循环前缀由所述数据信息的后端部分平移获得。可选的，如图1B所示，在军事阵地通信系统中，系统物理层信号的基本单元是OFDM符号，64个OFDM符号组成一帧，其中每个OFDM符号又在频域子载波上平均分为两部分，高频率子载波部分(例如，16.896MH至32.256MHz)称为上边带，低频率子载波部分(例如，1.536MHz至16.896MHz)称为下边带，在军事阵地通信系统分配通道资源时，上边带和下边带可以分配给不同的节点设备。

可选的，在本发明实施例中，如图1C所示，所述节点设备包括顺序连接的映射器、串并变换单元、IFFT单元和并串变换单元；所述映射器，用于将待传输的比特流进行映射，获取调制信号；所述串并变换单元，用于将所述调制信号拆分为预设数量的并行的调制子信号；所述IFFT单元，用于将所述调制子信号进行IFFT变换，得到对应的时域子信号；所述并串变换单元，用于将所述时域子信号合并成OFDM符号。

在上述技术方案的基础上，以军事阵地通信系统包括如下相关参数为例，采样率为100MHz，IFFT点数为4096，子载波间隔为100MHz/4096＝24.414KHz，一个OFDM符号的子载波数为1280个，循环前缀的长度为2048点，下边带距离基带的最小距离为64各子载波。具体的，首先，通过映射器和串并变换单元，由待传输的比特流获取到1280路并行的调制子信号X[k](k＝0,1……1279)；其次，将X[0]至X[639]作为上边带数据，X[640]至X[1279]作为下边带数据；然后，对数组x[0]至x[4095]进行清0操作，并把调制子信号X[0]至X[1279]放入数组x[64]至x[1343]中；再将数组x[0]至x[4095]中的数据通过IFFT单元进行IFFT变换，并取得实部，进而得到y[0]至y[4095]；最后，通过并串变换单元取y[2048]至y[4095]作为循环前缀，和数据信息y[0]至y[4095]合成OFDM符号Y[0]至Y[6143]。循环前缀的存在使得本发明实施例中的军事阵地通信系统能够适应长距离通信带来的频率选择性衰落。

可选的，所述OFDM体制的总线的宽带信道包括至少两个逻辑基带信道；逻辑信道是在物理信道上传递不同信息种类构成的信道，表示承载的内容是什么，例如，宽带信道为30MHz，划分为三个逻辑基带信道，每个逻辑基带信道的带宽均为10MHz，上述三个逻辑基带信道分别传输音频、图像和报文信息，而数据传输带宽为100Mbps。

所述节点设备，使用所述帧中为所述节点设备所分配的子载波，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。

可选的，如图1D所示，在本发明实施例中，所述多个节点设备包括：一个默认主节点设备、一个备份主节点设备和至少一个从节点设备；

其中，所述默认主节点设备，用于将所述帧中包括的子载波，分配给所述多个节点设备；

所述备份主节点设备，用于在所述默认主节点设备失效时，替代所述默认主节点设备；

所述从节点设备，用于根据默认主节点设备或备份主节点设备分配的子载波，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。

本发明实施例的技术方案，多个节点设备基于OFDM调制技术，在高速率传输场景下，能够有效地对抗频率选择性衰落，并且各节点设备之间通过单一总线连接，布线方式简单，便于现场实现；同时，该军事阵地通信系统通过频分复用技术和循环前缀技术，提高了系统的整体传输容量，合理利用了通信资源，在不增加结构复杂度和成本的前提下，保证了军事阵地通信系统的远距离传输和高带宽传输。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种军事阵地通信方法的流程图，本实施例可适用于军用车载设备之间的通信，该方法可以由本发明实施例四中的军事阵地通信装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并一般可以集成在如本发明任意实施例所述的军事阵地通信系统中，典型的，可以以程序代码的方式集成在军事阵地通信系统的默认主节点设备或备用主节点设备中，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

S210、获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

S220、根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

子载波调度信息是指定各节点设备在一帧中所使用的子载波；默认主节点设备或备用主节点设备，可以根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息；例如，军事阵地通信系统可以根据节点设备数量平均分配子载波；也可以为默认主节点分配特定数目的子载波，其余从节点设备平均分配剩余子载波；还可以根据各节点设备的优先级程度，优先满足优先级较高的节点设备的子载波需求，而为优先级较低的节点设备分配至少一个子载波，以保证每个节点设备在每一帧中都能够进行数据的发送。

本发明实施例的技术方案，通过获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，实现了子载波调度信息的配置，为每个节点设备分配了固定的通信资源，实现了总线的频分复用，提高了系统的整体传输容量，合理利用了通信资源。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种军事阵地通信方法的流程图，本实施例可适用于军用车载设备之间的通信，该方法可以由本发明实施例五中的军事阵地通信装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并一般可以集成在如本发明任意实施例所述的军事阵地通信系统中，典型的，可以以程序代码的方式集成在军事阵地通信系统的任意节点设备中，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：

S310、获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置。

为了保证每个节点设备在每一帧中都能够进行数据的发送，子载波调度信息应该包括为每个节点设备在每帧中都至少分配一个子载波。

S320、根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

各节点设备(包括默认主节点设备或备份主节点设备)在获取到子载波调度信息后，在所分配的子载波中进行数据的发送，而在其他子载波中保持静默，只接收其它节点设备发送的数据。

本发明实施例的技术方案，各节点设备根据获取到的子载波调度信息，在分配给自己的子载波中进行数据的发送，提高了系统的整体传输容量，实现了对总线的频分复用，充分利用了总线的传输特性，合理利用了通信资源。

实施例四

图4是本发明实施例四所提供的军事阵地通信装置，具体包括：信息获取模块410和调度信息配置模块420。

信息获取模块410，用于获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

调度信息配置模块420，用于根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

本发明实施例的技术方案，通过获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，实现了子载波调度信息的配置，为每个节点设备分配了固定的通信资源，实现了总线的频分复用，提高了系统的整体传输容量，合理利用了通信资源。

上述装置可执行本发明实施例二所提供的军事阵地通信方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例二提供的方法。

实施例五

图5是本发明实施例五所提供的军事阵地通信装置，具体包括：调度信息获取模块510和数据传输执行模块520。

信息获取模块510，用于获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

调度信息配置模块520，用于根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

本发明实施例的技术方案，各节点设备根据获取到的子载波调度信息，在分配给自己的子载波中进行数据的发送，提高了系统的整体传输容量，实现了对总线的频分复用，充分利用了总线的传输特性，合理利用了通信资源。

上述装置可执行本发明实施例三所提供的军事阵地通信方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例三提供的方法。

实施例六

本发明实施例六还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质在由计算机处理器执行时用于执行军事阵地通信方法，该方法包括：

获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

或者在由计算机处理器执行时用于执行军事阵地通信方法，该方法包括：

获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置；

根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的军事阵地通信方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的军事阵地通信方法。

值得注意的是，上述军事阵地通信装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种军事阵地通信系统，其特征在于，包括：多个节点设备，所述多个节点设备通过OFDM体制的总线，以设定的拓扑结构相连接；

在所述OFDM体制的总线上，数据以帧的形式进行传输；

所述节点设备，使用所述帧中为所述节点设备所分配的子载波，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述OFDM体制的总线的宽带信道包括至少两个逻辑基带信道。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个节点设备通过OFDM体制的总线，以总线型拓扑结构相连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个节点设备包括：一个默认主节点设备、一个备份主节点设备和至少一个从节点设备；

其中，所述默认主节点设备，用于将所述帧中包括的子载波，分配给所述多个节点设备；

所述备份主节点设备，用于在所述默认主节点设备失效时，替代所述默认主节点设备；

所述从节点设备，用于根据所述默认主节点设备或所述备份主节点设备分配的子载波，将节点数据在所述OFDM体制的总线上发送。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述帧中包括多个OFDM符号；所述OFDM符号包括循环前缀和数据信息；其中，所述循环前缀由所述数据信息的后端部分平移获得。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述节点设备包括顺序连接的映射器、串并变换单元、IFFT单元和并串变换单元；

所述映射器，用于将待传输的比特流进行映射，获取调制信号；

所述串并变换单元，用于将所述调制信号拆分为预设数量的并行的调制子信号；

所述IFFT单元，用于将所述调制子信号进行IFFT变换，得到对应的时域子信号；

所述并串变换单元，用于将所述时域子信号合并成OFDM符号。

7.一种军事阵地通信方法，应用于如权利要求3所述的军事阵地通信系统中，其特征在于，包括：

获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

8.一种军事阵地通信方法，应用于如权利要求3所述的军事阵地通信系统中，其特征在于，包括：

获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置；

根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

9.一种军事阵地通信装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求；

调度信息配置模块，用于根据所述节点设备的数目和/或节点设备的子载波需求，配置子载波调度信息，并将所述子载波调度信息发送至所述节点设备，以使所述节点设备根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

10.一种军事阵地通信装置，其特征在于，包括：

调度信息获取模块，用于获取子载波调度信息；所述子载波调度信息由所述默认主节点设备或备份主节点设备配置；

数据传输执行模块，用于根据所述子载波调度信息进行节点数据传输。

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