略议现代短波通信技术

摘要：短波通信在战场中的地位和作用日趋显著。本文介绍了短波通信的发展现状及特点，叙述了几种现代短波通信技术及典型装备，并对未来短波通信技术的发展趋势进行了阐述。

关键词：短波通信 技术与装备 发展趋势

中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1007-9416(2012)05-0057-02

短波通信历来是军事指挥的重要手段之一。随着现代通信技术的发展，短波通信在战场中的地位和作用亦日趋显著。因此，有必要了解短波通信的特点、技术与装备及其发展趋势。

1、短波通信概述

利用短波进行无线电通信称为短波通信, 又称高频通信。短波通信的频率为1.5MHz～30MHz，它既可以通过天波来进行远距离通信，又可以利用地波进行近距离通信。

1.1 短波通信的发展现状

短波通信是历史最悠久的无线电通信方式。长期以来,短波通信因其固有特点而被广泛用于政府、外交、气象、商业等各个部门。上世纪七十年代初,卫星通信的兴起对短波通信造成了巨大冲击。然而, 经过实践人们认识到，与卫星通信相比,短波通信不但成本低、易实现, 重要的是其主要传播媒质-电离层具有天然的抗摧毁性。

上世纪八十年代后，人们又重新探索研究短波通信技术，利用自适应信道探测和频率管理等手段，大大提高了短波通信质量、可靠性以及数据传输速率，使得现代短波通信又重获广泛的应用前景。

1.2 短波通信的特点

天波是短波通信的主要传播方式，而天波是靠电离层的反射来传播的，由此决定了短波通信存在着独有的特点：

(1)传播距离远。电离层对短波吸收少，靠天波传播可以达到很远距离，即使是中小功率的电台，电波也能靠天波传播到很远的地方。例如TKR150A型电台属中小功率短波电台，利用天波可以传播到一千公里以外的地方去。

(2)衰落现象比较严重。衰落现象是由于利用天波传播时，接收点收到了由两个或两个以上的途径传来的电波，而反射这些电波的电离层又在不断变化造成的。尤其是在黄昏和拂晓，电离层正处在急剧变动过程中，衰落现象更为严重。

(3)有时存在静区。在短波的较高频率工作时，会出现地波收不到，天波又超越接收点的区域，这个区域就叫静区。接收者处在静区范围内时，就收听不到对方的信号。

(4)信号传输稳定性差及受大气和工业无线电噪声干扰严重等。

(5)短波通信设备简单、易隐蔽、维护费用低及破坏后易恢复。

2、现代短波通信技术与装备

在现代短波通信中，许多新技术得到了进一步的发展和应用，由此短波通信系统及装备的性能也得到了较大提高。

2.1 现代短波通信技术

短波通信技术基本上都是围绕着克服和弥补短波通信原有缺点而发展起来的。近些年来，短波通信新技术主要有以下若干方面：

(1)短波自适应通信技术。短波自适应通信技术是现代短波通信的象征，是短波通信技术发展史上的一次重大变革。它利用微处理机控制技术，实现自动选频、信道存储及自动无线调谐。微处理技术的不断发展，产生高速信号处理器（DSP），利用信号处理器的快速傅里叶变换，完成对音频编解码、信噪比测量等短波信道质量的高速探测，因而能实时选择出最佳的通信信道，克服短波信道的时变性、多径时延及噪声干扰等对通信的影响，实现短波信道的高质量通信。短波自适应通信技术主要包括：自适应选频与信道建立技术、自适应跳频技术、功率和传输速率自适应技术及自适应调零天线技术等。

(2)短波高速调制解调技术。在短波信道上传输高速数字、数据信号时，遇到的主要问题是由多径传输导致的多径延迟，其结果导致接收端信号在时间上被展开，包括形状畸变，从而增加了形成码间干扰和错误判决的概率。要实现高速传输，必须对数字、数据信号进行适当的处理-调制解调。目前常用的窄带短波电台的调制解调器有串行和并行两种体制。正交频分复用调制方式具有传输速率快、频带利用率高和抗多径能力强等优点，被广泛应用于短波通信领域。

(3)短波传输频带扩展技术。在短波通信中，由于主要靠天波传播，每条路径受自由空间损耗、电离层吸收损耗和地面反射损耗等因素影响，使得短波频段存在“窗口效应”和“多孔性”等现象。应用传输频带扩展技术，则可以提高通信的抗干扰、抗截获能力，提高通信传输容量。比较常用的传输频带扩展技术主要有短波直接序列扩频技术、高速跳频技术。

(4)短波通信突发技术。“突发通信”就是将信息分包（组）后，在某瞬间突然发出，具有随机性和短暂性。信息每次发送时间短，频率更换频繁，发送时间难以捉摸，因此抗截获能力强。目前，突发通信时间短到60～200ms。在此体制中捕获序列码的设计与检测方法以及由于通信时间短，同步的快速建立和自适应均衡器的快速收敛是设计中的难点，现已基本解决。

2.2 现代短波通信装备

随着微电子技术的发展，短波通信装备逐步走向集成化、综合化、智能化，技术性能显著提高。比较有代表性的性能优良的设备和系统有：澳大利亚的HF-90H、西德的CHX-200（智能化HF通信系统）、美国的CHESS、HF2000系统以及法国TRT公司的MDM12/24等。

(1)HF-90H超小型跳频短波电台。HF-90H由澳大利亚Q-MAC公司推出，其最突出的特点是采用了智能边带跳频技术。目前世界各电台生产厂提供的均是数字话音类产品。数字话音跳频的缺点是跳频频谱不够隐蔽，容易被识别、破译和跟踪。HF-90H所采用的智能边带跳频模式利用SSB调制方式传送话音信号。常掺杂着强烈的噪声和十扰信号。智能跳频是一种具有极强频带适应性的技术，能够周期性地自动测评跳频段内每个信道的信号强度，并指令网内成员自动弃用嘈杂信道，通过不断地“过滤”频率，使通信背景明显净化，提高通信质量。

(2)HF2000系统。1990年IEEE报道了美国Hughes公司设计和研制的高数据率抗干扰HF2000系统。该系统采用宽带快速跳频技术，跳频带宽1.536MHz;跳频速率为2560跳/s，其中2400跳用于数据传输。HF2000系统的调制解调器利用跳频和差分移相键控波形，能把多径效应的影响减至最小，而且能对抗天波频率跟踪式干扰机的威胁。若以每跳传输2bit数据，则可获得4800bit/s的传输速率。HF2000系统采用一种灵活的结构，利用宽带射频前端和大量的数字信号处理技术及DSP芯片设计，实现了宽带快速跳频数据传输系统设备。

(3)CHESS系统。CHESS系统由美国Lockheed Sanders公司推出，CHESS系统是以先进的数字信号处理技术及高速DSP芯片为基础设计的，它代表了新一代的短波扩频技术。跳频带宽为2.56MHz;跳速高达5000跳/s，其中200跳用于信道探测，4800跳用于数据传输。若每个频率发送4bit数据，则可获得19.2kbit/s传输速率。美国国防信息系统局鉴定认为，CHESS系统不影响传统的高频信号，通过利用相关跳频技术，获得了理想的性能，具有无干扰扩频、频谱复用、减少多径衰落影响，以及降低干扰等特性。

3、现代短波通信技术的发展趋势

虽然现代短波通信近年来发展迅速，通信质量、通信容量、效率、可靠性等都较以前大为改观，但对短波通信技术的研究和探索仍然有着极为广泛的领域，未来在以下几个方面仍需进一步研究。

3.1 研究具有多种自适应能力的综合自适应通信系统。

针对短波信道的时变、色散特性和人为干扰，为使通信系统保持最佳性能，必须将频率自适应、信号处理自适应、信息传输自适应、功率自适应、带宽自适应、分集自适应、天线自适应等集于一体，发展短波通信综合自适应系统。

3.2 研究最佳短波抗干扰通信理论，探索智能化、综合化抗干扰技术体制

短波通信是战时指挥的唯一可靠途径，随着干扰手段向宽频域、多样式、多层次方向发展，抗干扰措施也将趋于综合化、智能化以及多体制并存，其具体的发展领域为:信号处理、空间处理和时间处理等。

3.3 加强高频网络化技术研究，探索能适应现代战争要求的抗毁性结构网络

现代短波通信网主要有两类，一类是具有主控节点的集中控制系统，一类是具有灵活分布性网络结构的自适应、自组织网络。后者能自动组织和适应由于网络拓扑变化引起的接续变化，网络的生存能力强，使通信具有智能决策能力。我军的高频无线电通信应提高网络的快速反应能力和抗毁性，使网络结构逐步走向最佳抗毁理论。

3.4 发展综合电子装备，实现装备的轻型化、模块化、综合化、软件化

为适应现代电子战的需要，探索一种采用“系统集成”的方案，最大限度地发挥战术、技术和装备的综合应用效能，形成通信体系对抗的新型主战兵器。充分利用新技术、新工艺、新器件及超大规模集成电路和芯片，减小设备的体积和重量。在模块化的基础上，发展新型装备，功能选件采用插换式模块板，进一步提高装备的可靠性、维修性和灵活性。

参考文献

[1]张冬辰,周吉.军事通信.国防工业出版社,2008.

[2]中国人民解放军总装备部.短波通信技术.国防工业出版社,2002.

[3]陈太一.战术无线电台.军事科学出版社,2006.

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