短波通信組網(wǎng)技術(shù)

1、短波通信組網(wǎng)技術(shù)摘要：短波通信是歷史上最為悠久的通信手段之一，短波是人類(lèi)最早開(kāi)發(fā)利用的無(wú)線電頻段。與衛(wèi)星通信、地面微波通信相比，短波通信的建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用很低，建設(shè)周期短，設(shè)備簡(jiǎn)單、體積小、易于隱蔽，電路調(diào)度容易，臨時(shí)組網(wǎng)方便、迅速，具有很大的使用靈活性。本文分析了短波在電離層傳播的模式，闡述了短波通信常用的調(diào)制技術(shù)，介紹了短波通信組網(wǎng)的信道類(lèi)別和相關(guān)組網(wǎng)技術(shù)。關(guān)鍵詞：短波通信；電離層；組網(wǎng)；信道；技術(shù)1短波通信概述短波是指波長(zhǎng)在100m10m之間（頻率為3mhz30mhz）的電磁波。短波通信是利用無(wú)線電電磁波短波，傳播電話(huà)、電報(bào)、傳真及低速數(shù)據(jù)等信息。短波通信不需要建立中繼站即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信

2、，便于改變工作頻率躲避干擾和竊聽(tīng)，破壞后易恢復(fù)。但短波通信也有一些不足之處，可供使用的頻段窄，通信容量小，信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性差，抗干擾能力差。2短波電離層的傳播模式短波通信中的天波傳播，是靠電離層反射的。電離層由圍繞地球的處于不同高度的3個(gè)導(dǎo)電層組成的，這3個(gè)導(dǎo)電層分別稱(chēng)為d層、e層、f層。短波在電離層的傳播，其傳輸模式有單跳、多跳。依靠單電離層或多電離層反射構(gòu)成電磁波傳輸路徑。當(dāng)通信距離2500km時(shí)，往往采用多跳，以獲得較大的仰角。如利用f2反射一次，稱(chēng)為1f2傳輸模式。3短波通信常用的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)調(diào)制的目的就是要利用頻帶，高頻無(wú)線傳輸，將消息變換為便于傳送的形式，提高短波通信的抗干擾性能

3、，使其能夠頻分復(fù)用。短波通信常用的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)有調(diào)幅am、單邊帶ssb、頻率調(diào)制fm。常用調(diào)制技術(shù)如下表：調(diào)制方式連續(xù)波調(diào)制線性調(diào)制用途常規(guī)雙邊帶調(diào)幅廣播am抑制載波雙邊帶立體聲廣播調(diào)幅dsb單邊帶調(diào)幅ssb載波通信、無(wú)線電臺(tái)、數(shù)傳殘留邊帶調(diào)幅vsb電視廣播、數(shù)傳、傳真非線性調(diào)制頻率調(diào)制fm廣播、微波中繼、衛(wèi)星通信相位調(diào)制pm數(shù)字調(diào)制幅度鍵控ask頻率鍵控fsk中間調(diào)制方式數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸相位鍵控psk，數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字微dpsk，qpsk等波、空間通信其它高效數(shù)字調(diào)（提高頻帶利用制qam，msk等率）數(shù)字微波、空間通信脈沖調(diào)制脈沖模擬調(diào)制脈幅調(diào)制pam中間調(diào)制方式、遙測(cè)脈寬調(diào)制pdm中間調(diào)制

4、方式（pwm）脈位調(diào)制ppm脈沖數(shù)字調(diào)制調(diào)制pcm遙測(cè)、光纖傳輸市話(huà)、衛(wèi)星、空間通信調(diào)制dm，cvsd，軍用、民用電話(huà)dvsd調(diào)制dpcm電視電話(huà)、圖像編碼其它語(yǔ)音編碼方中、低速數(shù)字電話(huà)式adpcm，apc，lpc等3.1振幅調(diào)制am及解調(diào)振幅調(diào)制中，輸出已調(diào)信號(hào)的包絡(luò)與輸入調(diào)制信號(hào)成正比，其時(shí)間波形表達(dá)為：am波占兩倍的調(diào)制信號(hào)頻譜的帶寬，且上、下邊帶所含的信息相同，載波不含任何信息成分，只起運(yùn)載信息的作用。故am波的發(fā)射載波功率浪費(fèi)了，且am波占用頻帶較寬，抗干擾能力很差。調(diào)幅波的解調(diào)稱(chēng)為包絡(luò)檢波，它將調(diào)幅波中的調(diào)制信號(hào)即調(diào)幅波的包絡(luò)變化檢波出來(lái)，還原成原始的低頻信號(hào)。3.2單邊帶調(diào)制ss

5、b及解調(diào)單邊帶調(diào)制（ssb）是用高頻濾波器將含有完整調(diào)制信號(hào)的單邊帶信號(hào)濾出，這種調(diào)制制度稱(chēng)為“單邊帶調(diào)制”。利用單邊帶信號(hào)傳遞消息的通信方式稱(chēng)為“單邊帶通信”。原型單邊帶制：只用一個(gè)邊帶的傳輸方式.獨(dú)立邊帶制：發(fā)射機(jī)發(fā)射的兩個(gè)邊帶中含有兩種不同的信息。單邊帶信號(hào)的產(chǎn)生方法：濾波法、相位補(bǔ)償法、合成法。解調(diào)方式：相干解調(diào)。3.3頻率調(diào)制fm及解調(diào)頻率調(diào)制（fm）與相位調(diào)制（pm）統(tǒng)稱(chēng)為角度調(diào)制。頻率調(diào)制是使高頻振蕩的頻率按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，振幅保持不變的一種調(diào)制方式。調(diào)相使高頻振蕩的相位按調(diào)制信號(hào)的規(guī)律變化，振幅保持不變。4短波通信的發(fā)展趨勢(shì)短波通信具有非常廣闊的發(fā)展前景。在裝備體制上，短波

6、通信不斷地融入電子、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)短波通信信道和終端設(shè)備的改造，正逐步實(shí)現(xiàn)向數(shù)字高速跳頻抗干擾體制的轉(zhuǎn)變，改變了以往的模式，如模擬向數(shù)字、臺(tái)站向網(wǎng)系、模擬低速跳頻，提高信息傳輸?shù)目煽啃耘c有效性，增強(qiáng)系統(tǒng)與設(shè)備的自動(dòng)化、智能化，以及綜合業(yè)務(wù)能力。目前，短波通信逐漸向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的第三代通信裝備的過(guò)濾。第三代短波通信不同于第二代短波通信，它包含多種先進(jìn)的技術(shù)，比如第三代自動(dòng)鏈路建立技術(shù)（3g-ale）、新型高速短波跳頻技術(shù)，以及短波組網(wǎng)通信技術(shù)等。5短波通信組網(wǎng)的信道類(lèi)別5.1固定頻率通信網(wǎng)目前，在軍隊(duì)所用的組網(wǎng)方式是固定頻率通信網(wǎng)。這種組網(wǎng)方式比較傳統(tǒng)，通信穩(wěn)定性差，也沒(méi)有良好的抗

7、干擾能力，其使用范圍正逐漸縮小。5.2頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)具有成熟的通信鏈路、組網(wǎng)和系統(tǒng)設(shè)備。人們可以通過(guò)網(wǎng)內(nèi)自適應(yīng)電臺(tái)，在預(yù)先設(shè)置頻率點(diǎn)組中，進(jìn)行線路質(zhì)量分析，選擇最好的頻率，自動(dòng)選擇呼叫及預(yù)置信道掃描，從而建立起短波通信。這種組網(wǎng)方式可以保證信道的質(zhì)量，受到人們的廣泛喜愛(ài)，在世界各國(guó)都有所應(yīng)用。5.3短波跳頻通信網(wǎng)短波跳頻通信網(wǎng)是短波通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它是使通信信號(hào)的頻率在一定帶寬內(nèi)快速隨機(jī)跳變，使敵方偵察和干擾跟不上這種變化，無(wú)法施放干擾而達(dá)到抗干擾的目的。5.4短波直接序列擴(kuò)頻通信網(wǎng)短波直接序列擴(kuò)頻通信網(wǎng)有優(yōu)良的抗干擾性能和抗截獲性能，是目前還不夠成熟的技術(shù)，需要人們

8、更多的試驗(yàn)與研究。它是用解擴(kuò)的方法，先將原來(lái)集中在信息帶寬內(nèi)的能量分散，再在通信的接收端將能量集中起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了正常的通信。6短波通信組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)6.1基本改進(jìn)方法與技術(shù)首先要針對(duì)更加快速的建立鏈接，減少幀頭和增加吞吐量是首要的有效解決方法，這樣可以更加迅速地建立鏈接，更加完善短波通信組網(wǎng)；其次是信道選擇，需要在傳輸前進(jìn)行實(shí)時(shí)的信道檢測(cè)和信道選擇，其中精確評(píng)估信號(hào)質(zhì)量是進(jìn)行信道選擇的有效方法，進(jìn)而選擇合適的信道，達(dá)到更好的通信效果。6.2認(rèn)知無(wú)線電思想認(rèn)知無(wú)線電，是一種智能頻譜共享技術(shù)，通過(guò)感知頻譜環(huán)境，智能學(xué)習(xí)并實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)，實(shí)現(xiàn)頻譜的再利用，可顯著提高頻譜的利用率。它的核心思想是使無(wú)線電通

9、信設(shè)備具有發(fā)現(xiàn)閑置頻譜資源的能力，并合理利用資源，是未來(lái)無(wú)線通信發(fā)展的趨勢(shì)。認(rèn)知無(wú)線電的思想應(yīng)用到短波通信組網(wǎng)中，實(shí)時(shí)修改頻率設(shè)置，探索未用的頻率，動(dòng)態(tài)地使用空閑頻率。另外，在發(fā)送前可以改良監(jiān)聽(tīng)，用以在所有信道上探測(cè)信號(hào)，其頻率的設(shè)定基于分配的和認(rèn)知的頻率，但是此時(shí)協(xié)議需要進(jìn)行改進(jìn)，以新的認(rèn)知頻率來(lái)組網(wǎng)。6.3寬帶同步組網(wǎng)現(xiàn)階段的短波通信組網(wǎng)技術(shù)的難點(diǎn)，在于對(duì)新時(shí)隙的劃分，從而有效加快建鏈速度，達(dá)到高速傳輸?shù)哪康?，使網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定可靠。時(shí)隙的劃分可以進(jìn)一步減小，因此可以在寬帶條件下，確保傳輸速率更快，較小的時(shí)隙就可以適應(yīng)寬帶傳輸。這個(gè)時(shí)隙的劃分需要重新規(guī)劃，先進(jìn)行預(yù)測(cè)，再對(duì)其進(jìn)行仿真與調(diào)整，從而

10、配置出合理的標(biāo)準(zhǔn)。6.4雙工模式雙工模式可以使系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)更加完善，效率更高，基本過(guò)程詳見(jiàn)下圖：發(fā)送端正常發(fā)送data，當(dāng)有錯(cuò)誤或斷傳時(shí)，在下一個(gè)時(shí)隙重發(fā)。收方接收到data后回傳以確認(rèn)，當(dāng)全部信息接收并回復(fù)完以后斷開(kāi)鏈接。這種雙向arq的方法更有利于寬帶數(shù)據(jù)傳輸。7結(jié)語(yǔ)綜上所述，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)短波通信技術(shù)的研究。目前，在短波通信領(lǐng)域，短波組網(wǎng)通信技術(shù)是一項(xiàng)重大技術(shù)突破，我們要根據(jù)短波電離層的傳播特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代的短波通信調(diào)制技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)組網(wǎng)信道類(lèi)別的研究，采取正確的組網(wǎng)技術(shù)，從而確保了組網(wǎng)技術(shù)在短波通信領(lǐng)域發(fā)揮著更大的作用。參考文獻(xiàn)：1葉華.軟交換組網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域中若干問(wèn)題的探討a.中國(guó)通信學(xué)會(huì)信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)2003年年會(huì)論文集c.2003：65-66.2張俊，顧亞平，查雨.超遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸組網(wǎng)技術(shù)a.全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（上）c.2003：78-79.3朱飛祥，張英俊.船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)基站組網(wǎng)技術(shù)的研究a.2004防止船舶行事故新經(jīng)驗(yàn)新技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集（上冊(cè)）c.2004：14-15.4應(yīng)毓海;，呂希才，洪雷.中波同步廣播單頻組網(wǎng)的進(jìn)展與應(yīng)用a.全國(guó)廣播電影電視系統(tǒng)首屆中青年優(yōu)秀科技論文集c.