一种基于无线信道的信息转发方法及装置与流程

本发明属于无线通信技术和信息处理领域，尤其涉及一种基于无线信道的信息转发方法及装置。

背景技术：

目前在应急救援、抗震救灾和维稳处突中使用较多的为车载和背负式电台通信，需要在一定的通信可达距离内由人工操作实现信息的接收和转发，通常超短波信道通信距离在15～20km以内，短波信道通信距离在200km左右(其中50～90km为盲区)。受通信距离和人为的影响，在应急展开区域，如需信息传输，需要通信设备和人员同时完好并处于通信范围内时才能保证数据的接收和发送，这在恶劣的自然环境下很难满足，尤其是对于时间要求高和通信设备和人员配备差的区域，很难保证应急通信时信息较高的传输可达率，极大降低了应急状态下救援和处突的效能，制约了特定区域内有效信息的覆盖范围，目前只有通过配备大量的通信装备和人员才能部分缓解该问题，但成本和人员的培训都很难满足实际需求。

技术实现要素：

为了弥补现有通信中信息数据在传输过程中存在的不足，本发明的目的是提供基于无线信道的信息转发方法及装置，设计的转发方法可提高信息转发的可达率、速度、效率和精度；设计的转发装置可实现应急地域环境下的快速部署和开设，通过短波、超短波信道对覆盖区域内用户的通信进行中继转发，并可多个构成转发基站星形网络实现整个应急区域的扩展。

本发明的技术方案是：

1.一种基于无线信道的信息转发方法，该方法包括：

接收来自信息发送方的无线信道信息，所述信息包括转发时间和信息接收方，判断接收的信息是否包括信息接收方标识。

若接收的信息包括信息接收方标识，判断信息发送时间是否为立即转发，

若信息发送时间为立即转发，则向信息接收方直接转发信息，

若信息发送时间不是立即转发，则按照信息转发时间向信息接收方转发信息，

信息接收方向信息转发方发送回执信息。

进一步地，所述信息发送方的无线信道信息为超短波或短波信息。

进一步地，所述方法中判断信息标识是否包括信息接收方标识之前，还包括：按照预置的编码规则对信息进行解析。

进一步地，所述编码的规则为信息的位置和长度。

进一步地，所述方法还包括：

判断信息中是否指定信息以短波或超短波方式转发，

若指定信息以短波或超短波方式转发，则按照该指定方式发送，

若未指定信息以短波或超短波方式转发，则根据接收方和转发方当前位置信息确定信息转发方式。

进一步地，所述方法还包括：

判断信息中是否包含发送频率，

若信息中包含发送频率，则按照该发送频率进行转发，

若信息中未包含发送频率，则采用优选的当前区域通用通信频率进行转发。

进一步地，所述方法中判断接收的信息是否包括信息接收方标识之后，还包括：为信息加入接收时间，用于接收方判断信息的发送时间延迟。

进一步地，所述方法中若消息不是立即转发，则还包括：按照预置的信息编码标准对接收到的消息进行编码，所述预置信息编码标准为通用编码标准。

进一步地，所述信息接收方向信息转发方发送的回执信息包括信息标题、接收时间和接收方。

2.一种基于无线信道的信息转发装置，包括通信模块、互联转换与发送模块及电源模块；通信模块，用于接收信息发送方的信息及向信息接收方发送信息；互联转换与发送模块，用于解析所接收信息的转发时间和信息接收方；电源模块，用于对装置提供电源供给。

进一步地，所述通信模块包括：天线模块、短波模块和超短波模块，用于接收和发射覆盖地域内预置频段的短波及超短波信号。

进一步地，所述天线模块包括用于短波接收和发射的便携式双极天线，用于超短波接收和发射的中馈超短波鞭天线。

进一步地，所述短波模块采用跳频、自动优化选频和低速抗干扰传输模式。

进一步地，所述超短波模块采用跳频、自动优化选频和高速抗干扰传输模式。

进一步地，所述通信模块还包括通信控制模块，用于控制短波模块和超短波模块进行同时守听和分时发射。

进一步地，所述互联转换与发送模块包括转换模块、存储与解析模块及主控模块。转换模块用于将通信模块接收到的信息转换为数字信号。存储与解析模块用于将数字信号进行存储，并根据权利要求3所述的解析方法解析信息中的接收方标识、消息发送时间和发送频率。主控模块用于对消息发送时间不是立即转发的信息按照权利要求8所述的方法对信息进行编码，并按照信息转发时间将信息转发至通信模块。

进一步地，电源模块具有薄膜太阳能辅助供电功能。

进一步地，所述电源模块还包括管理模块，用于对电源充供电进行配置。

进一步地，还包括箱体，作为装置的外包装。

进一步地，所述箱体包括减震机架。减震机架安装于箱体内部四壁，在顶部和底部通过橡胶阻尼块与箱体连接，装置安装在机架上，通过螺栓连接。

进一步地，所述箱体还包括温控模块。温控模块用于调节箱体内的温度与湿度。

附图说明

附图1为本发明的转发方法流程图

附图2为转发装置外观结构与组成图

附图3为本发明装置部署图

附图4为本发明综合互联转换与发送组件功能原理图

附图5为本发明主控软件组成图

附图6为本发明小型综合电源组成原理图

附图7为本发明自毁模块组成原理图

附图8为本发明承载箱体组成图

附图9为本发明温控算法流程图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

1、一种基于无线信道的信息转发方法，采用并行的方式同时获取短波和超短波两个无线信道的信号，按照编码规则对信息进行解析后进行分类存储，并按转发要求对存储的数据进行重新标识，核对密级字节信息决定是否进行压缩和加密，处理后的数据通过加载设备标签转换成新的待转发信息，发送至发送模块，按信息中的时间编码要求立即或定时发送，转发方法流程见附图1。具体步骤如下：

1)通信模块1检测到的短波或超短波信道信号经过采集后，进行信号识别，确认为我方可识别信号后转换为数据帧并临时存储；

2)互联转换与发送模块2通过分解数据帧，按照信息编码规则来获得该数据帧对应的数据匹配类型；

3)主控模块23通过数据匹配类型的查找，按照该类型规则对数据帧的信息内容长度、发送方、接收方、密级、转发方式和转发时间等特征进行分解；

4)将分解后的待转发信息存储在存储与读取模块22的存储区域内；

5)以转发方式为关键转发规则，如果为立即转发方式则对待转发消息原文立即转发；如果为定时转发，则分别按照短波、超短波和短波+超短波类型对待转发信息按照预置的信息编码标准进行编码，其中预置信息编码标准为通用编码标准或战时特殊编码标准。通过重新编码的消息结构可以适应不同的发射方式；

6)分解转发方式中的发射频率、发射次数和定/跳频编码，存储到转换模块21的接口单元；

7)如果消息中有密级特征字节，则按要求通过主控模块23对需要暂储且有加密需求的待转发信息进行初级加密，并加载该转发装置标识码；

8)主控模块23重新整合存储与读取模块22中的消息数据帧，按照编码规则要求对待转发内容、发送方、接收方、密级和转发方式进行重新整合，按照转发时间要求按时发送至转换模块21形成待发送队列。

2、如权利要求1所述的一种基于无线信道的信息转发装置，包括：通信模块1，互联转换与发送模块2、电源模块3和箱体4，外观结构与组成见附图2，原理框图见附图3。

该转发装置独立部署在野外环境，可直接作为通信中继转发，也可以构成多个转发基站星形网络配置实现应急区域的扩展，安装简单快速，无人化值守，可提高恶劣地域和全天候条件下的无线通信互通能力。转发装置以箱体4作为承载，采用减震机架41安装于箱体内部四壁，在顶部和底部通过橡胶阻尼块与箱体连接，通信模块1、互联转换与发送模块2和电源模块3通过螺栓固定连接安装在减震机架41上，箱体4还配备温控模块42，用于调节箱体内的温度与湿度，保证模块的正常工作。装置部署见附图4。

所述通信模块1，用于接收信息发送方的信息及向信息接收方发送信息，包括短波模块11、超短波模块12、天线模块13和通信控制模块14；天线模块13、短波模块11和超短波模块12，用于接收和发射覆盖地域内预置频段的短波及超短波信号，其中天线模块13包括用于短波接收和发射的便携式双极天线，用于超短波接收和发射的中馈超短波鞭天线；短波模块11采用跳频、自动优化选频和低速抗干扰传输模式，可低速、稳定、远距离的传输数据量较小的信息；超短波模块12采用跳频、自动优化选频和高速抗干扰传输模式，可告诉、稳定、近距离的传输数据量较大的信息；通信控制模块14用于控制短波模块和超短波模块进行同时守听和分时发射，协调转发装置的接收和发射控制策略，提高信号接收效率和发射成功率。原理框图见附图5。

所述互联转换与发送模块2用于解析所接收信息的转发时间和信息接收方，包括转换模块21、存储与解析模块22及主控模块23。转换模块21用于将通信模块接收到的信息转换为数字信号，可实现与通信模块1之间的动态路由，支持短波超短波等链路的路由优选，并能通过有线连接其他转发装置实现多个综合路由；存储与解析模块22用于将数字信号进行存储，包括读写电路和存储芯片，可以按照解析方法解析信息中的接收方标识、信息发送时间和发送频率；主控模块23用于对信息发送时间不是立即转发的信息按照编码方法对信息进行编码，并按照信息转发时间将信息转发至通信模块1。原理框图见附图6。

所述电源模块3为各个模块和箱体提供电源供给，包括可快换锂电池组31、管理模块32和薄膜太阳能电池33，其中可快换锂电池组31采用快速更换的锁固结构，采用24v/25ah的锂电池组，可实现通信传输收发比为6∶4时，转发站连续值守时间不小于48h；管理模块32用于对电源充供电进行配置，实现直流智能管理的电压采样、电流采样和监测、维护和保养功能，可平衡各模块的用电需求，最大限度的提高供电效率电源的优化管理，并保护电池因过度放电导致损坏；薄膜太阳能电池33可提供野外条件下的充供电，提高可持续值守时间。原理框图见附图7。

所述箱体4采用高强度滚塑材料，一次成型工艺制成，外观尺寸紧凑(长宽高不大于600×500×500mm)，箱体可防淋雨、防砂尘和防生物侵袭，并适应作战环境要求，还包括减震机架41和温控模块42，原理框图见附图8。其中减震机架41采用铝合金标准机架，安装于箱体内部四壁，在顶部和底部通过橡胶阻尼块与箱体连接，各个模块安装在机架上，通过螺栓连接，满足转发装置的抗冲击振动要求；温控模块42采用温控电路和适用于全天候环境的温控算法，根据采集的箱内温度、湿度环境参数，对箱体内的温度和湿度进行调节，温控算法流程图见附图9。

连接关系：天线模块13通过馈线与箱体4表面的天线接口相连，通过转接连接到通信模块1，通信模块1通过数据接口采用6芯屏蔽线缆同互联转换与发送模块2的数据接口相连，互联转换与发送模块2的控制接口采用4芯线缆同箱体的温控模块42相连；通信模块1、互联转换与发送模块2和箱体温控模块42的电源接口均通过3芯线缆连接至电源模块3。

应用时该方法的转换过程如下：

通信模块1在检测到有短波或超短波信道信号后，首先进行信号采集，在完成数字转换后进行信号的识别，采用装置中存储的我方信号标识对采集到的信号头多个字节进行匹配，如吻合则确认为我方可识别信号，进而转换成数据帧并存储到缓存中；互联转换与发送模块2对数据帧进行分解，查找我方信息识别标志后的3位数据匹配类型标识，确认该信息类别，如为类别1；主控模块23按照存储的类别1规则对数据帧的信息内容长度、发送方、接收方、密级、转发方式和转发时间等特征进行分解，以上字段内容均带有相应的标识位，取出标识位后相应的内容存储在存储与读取模块22相应的存储区域内；首先以转发方式为关键转发规则，如转发方式内容为0，则代表立即转发方式，对待转发消息原文立即转发，优先级最高；如转发方式内容为1则代表为定时转发方式，下一步分别按照短波、超短波和短波+超短波类型对待转发信息按照预置的信息编码标准进行编码，其中预置信息编码标准为通用编码标准或应急特殊编码标准；将发射频率、发射次数和定/跳频编码等字段的内容存储到转换模块21的接口单元；如密级字段内容为0，则为需加密要求，下一步通过主控模块23对待转发信息进行初级加密(预置的应急加密算法)，并加载该转发装置标识码，如密级字段内容为1，则无需进行初级加密；经过处理后的内容字段经主控模块23重新整合后，与信息发送方、接收方、密级和转发方式进行重新组合，按转发时间发送至转换模块21形成待发送队列，经通信模块1进行发射，并等待回执信息的接收。