短波通信的发展历程
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技术市场从1924年实验室发现了电离层及短波通信实现以后,短波通信以其远距离通信、良好的机动性能、顽固性强及同时具备多种通信能力的特点在战术通信、军事领域、生产领域得到广泛的应用。
上个世纪80年代之后,随着大规模的集成电路、电子信息技术、数字化信息处理技术、高速度数字信号处理器等一系列科学技术的发展,短波通信正式进入现代化的数字通信时代。
就目前形势而言,短波通信技术虽然大量的应用低速跳频、低速数据传输、声码等,自身的通信能力拥有了一定的抗干扰性,但仍存在一些不足之处。
随着数字科学技术的发展,数字信息处理技术、扩频通信技术及自适应技术的应用,短波通信技术中长期处于研究阶段的成果正在逐步地迈向实用阶段。
一、短波通信技术的特点分析1.波形短波通信西洞中的自动链路及数据传输将使用相同的突发波,进而起到提高系统灵活性的作用。
2.信道分离短波通信系统把呼叫信道及数据流信道进行分离并让二者之间相邻,以便他们保持传输特性上相近。
信息分离一方面可以让信息流量各自承担,另一方面可以保证信息传送过程中的高效率性及链路建立的快速性。
3.链路建立的同步性第二代短波通信以异步方式建立链路系统,而第三代短波通信技术将异步方式和同步方式都采用。
同步方式相比之于异步方式具有延时更小的特点,电台的驻留信道在在这种方式下某一时间内是确定的。
4.管理业务能力强第三代短波通信技术对各种业务都具备良好的管理能力,在建立链路的同时可以自动的确定通信的双方所采用的抗干扰及数据体制。
同时还具备快速建立链路、同步建立及信息携带的功能。
5.具有可靠地最低限度的通信能力第三代短波通信技术技术与极低速技术结合在一起,在极其恶劣的环境下实现最低限度通信。
极低速的链路建立能力可以达到-20dB,定调频和数据通讯在正常的情况下无法实现的极低速可以完成。
二、短波通信技术的发展趋势目前的短波通信技术主要指的是频率自适应技术,而未来的短波通信技术将朝着更全方位的方向发展。
概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。
引言短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式,通过电离层反射实现远距离通信。
由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化,引起信号的幅度衰落、相位起伏等,会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应,也造成频率选择性衰落和多径时延,成为短波链路数据传输的主要限制。
另外,短波频段可供使用的频带比较窄,通信容量小,大气和工业无线电噪声干扰严重,也大大限制了短波通信的发展。
20世纪60年代以来,卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势,取代了许多原属于短波的重要业务。
短波通信的投入急剧减少,其地位大为降低。
然而,与卫星通信、光缆等通信手段相比,短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,具有自身的特点,比如建设周期短,维护费用低;设备简单,容易隐蔽;使用灵活,电路调度容易,临时组网便捷,抗毁能力强等。
这些显著的优点,是其他通信手段不可比拟的。
事实证明,曾经设想取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需求。
20世纪80年代起,出于对卫星安全等方面的考虑,短波通信重新受到重视,许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。
近年来,由于电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代,原有的缺点得到了不同程度的克服,通信质量大大提高,形成了现代短波通信新技术、新体制,短波通信正走向复兴。
这其中,最重要和显著的技术进步,就是短波自适应技术。
短波自适应通信的概念短波通信主要依靠天波进行,而电离层反射信道是一种时变色散信道,其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。
在相当长的时间内,短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。
但是,电离层的特性每天变化很大,频率预测资料是根据长期观测统计得出的,不能实时反映实际通信时信道参数,而且,长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素,造成实际短波通信质量不能令人满意。
短波技术的发展及分析摘要:短波通信这一技术已经经历了数十年的发展历程,其从最开始的萌芽阶段到当前的成熟应用阶段,期间经过了有关科研人员的不断突破和技术上的创新。
当前,短波技术已经广泛应用于各个领域,特别是军事领域以及人们的日常生活。
转播通信技术和其他的有关技术是与众不同的,其技术的优势是无法替代的,也是不可比拟的,其势必会成为未来科学研究的重要热点之一。
随着短波通信技术进一步的整体发展,其优异的技术特性也会慢慢成为人们未来通信整体发展的大趋势。
关键词:短波通信技术;发展分析自从我国的改革开放以来,我们国家的科学技术飞跃式的发展,整体经济也在迅猛发展着,也推动了各个行业。
对于通信行业来讲,其发展更是更加迅猛,科学技术作为其重要的第一生产力,通讯技术也顺应着时代以及市场环境的发展。
随着经济的提升以及推进,通信行业也在不断的发展以及成长着。
从20年代的初期,有关人员通过实验发现了短波以及电离层,发现短波通信可以比其他的产品具备更加好的顽固性以及机动性。
一、短波通信技术的特点分析(1)信道的分离。
短波通信技术简单来讲就是一项对音频信道以及数据进行分离,但又可以让两者之间存在着相邻关系的技术系统。
短波通信技术可以让数据以及音频信道保持着相近的传输性能,又可以让流量保持其各自的属性,以实现快速建立以及高效的传输以进一步提升系统整体的灵活性,自动链路可以将同数据在传输的过程当中,用同样的突发波。
第三代的短波通信技术作为当前的主导技术结合了对第二代的异步方式以及现代的同步方式,并对两者进行完善和优化,建立出了新的一项连接系统,让当前同步方式相比于之前大大缩短了时间,增加了传输的整体效率[1]。
(2)管理业务的水平。
对于短波通信这一技术的研究始终是没有中断的,而且随着市场的整体大环境竞争,也越来越受到各个行业的重视,其对于各个领域的特殊性,已经成为了一项热门的研究对象。
因此,对其进行一系列的研究以及讨论还在不断的进行着,也极大的发展了短波通信这一技术。
短波跳频技术的发展历程及研究现状引言短波通信是一种无线电通信技术,其频率范围通常在3至30 MHz之间。
然而,由于电离层的变化和信道特性的限制,短波通信受到了很大的挑战。
为了克服这些挑战,短波跳频技术应运而生。
本文将介绍短波跳频技术的发展历程及研究现状。
一、短波跳频技术的发展历程短波跳频技术是在20世纪中叶提出的。
当时,军队发现传统的短波通信受到了电离层的干扰,容易被敌方侦测和破解。
为了解决这个问题,短波跳频技术被引入。
短波跳频技术的核心思想是在通信过程中频率不断变化,通过频率的跳变来实现抗干扰和抗窃听的目的。
跳频技术最初采用机械式技术,通过使频率机械地跳变来达到通信安全和鲁棒性的要求。
然而,这种机械技术的应用受到了技术和设备限制,不便于大规模使用。
随着电子技术的发展,电子跳频技术逐渐取代了机械跳频技术。
电子跳频技术通过使用现代集成电路和数字信号处理方法,使得跳频技术更加灵活、可靠和高效。
同时,电子跳频技术还具备更高的频谱效率和更好的抗干扰能力。
二、短波跳频技术的研究现状目前,短波跳频技术已经取得了显著的进展,并得到了广泛的应用。
下面列出了当前短波跳频技术的研究现状:1. 跳频序列设计跳频序列是短波跳频系统的关键。
当前的研究主要集中在跳频序列的设计和优化上。
研究人员通过设计合适的跳频序列,可以提高通信系统的安全性和抗干扰能力。
2. 抗干扰技术由于短波通信受到电离层的影响,容易受到干扰。
因此,抗干扰技术是研究的一个重点。
当前研究主要集中在设计新的信号处理算法和技术,以提高系统的抗干扰能力。
3. 跳频系统的性能分析性能分析是短波跳频技术研究的一个重要方面。
通过性能分析,可以评估并改进系统的抗干扰性能、通信性能等。
目前的研究主要集中在跳频系统的均衡、解调和干扰对信号质量的影响等方面。
4. 网络化跳频技术随着网络化通信的发展,网络化跳频技术逐渐崭露头角。
网络化跳频技术允许多个跳频设备之间相互配合,实现更高效的通信和抗干扰能力。
概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。
引言短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式,通过电离层反射实现远距离通信。
由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化,引起信号的幅度衰落、相位起伏等,会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应,也造成频率选择性衰落和多径时延,成为短波链路数据传输的主要限制。
另外,短波频段可供使用的频带比较窄,通信容量小,大气和工业无线电噪声干扰严重,也大大限制了短波通信的发展。
20世纪60年代以来,卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势,取代了许多原属于短波的重要业务。
短波通信的投入急剧减少,其地位大为降低。
然而,与卫星通信、光缆等通信手段相比,短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,具有自身的特点,比如建设周期短,维护费用低;设备简单,容易隐蔽;使用灵活,电路调度容易,临时组网便捷,抗毁能力强等。
这些显著的优点,是其他通信手段不可比拟的。
事实证明,曾经设想取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需求。
20世纪80年代起,出于对卫星安全等方面的考虑,短波通信重新受到重视,许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。
近年来,由于电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代,原有的缺点得到了不同程度的克服,通信质量大大提高,形成了现代短波通信新技术、新体制,短波通信正走向复兴。
这其中,最重要和显著的技术进步,就是短波自适应技术。
短波自适应通信的概念短波通信主要依靠天波进行,而电离层反射信道是一种时变色散信道,其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。
在相当长的时间内,短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。
但是,电离层的特性每天变化很大,频率预测资料是根据长期观测统计得出的,不能实时反映实际通信时信道参数,而且,长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素,造成实际短波通信质量不能令人满意。
短波通信的现状及发展趋势发布时间:2021-04-14T14:01:22.827Z 来源:《中国科技信息》2021年4月作者:吕桂茹陈玉莲,吴乒乒,赵阳路,韩靖[导读] 短波通信是一种远距离的通信方式,在通信行业中具有非常广泛的应用。
随着社会经济文化的不断进步与科学技术的迅猛发展,短波通信作为先进的科学技术在信息化时代中被广泛应用于各领域中,同时也取得显著的成效。
中国电波传播研究所吕桂茹陈玉莲,吴乒乒,赵阳路,韩靖 266107摘要:短波通信是一种远距离的通信方式,在通信行业中具有非常广泛的应用。
随着社会经济文化的不断进步与科学技术的迅猛发展,短波通信作为先进的科学技术在信息化时代中被广泛应用于各领域中,同时也取得显著的成效。
在我国通信技术的不断普及和发展过程中,新的通信技术不断涌现,在一定程度上使短波通信能力得到提高,短波通信技术在通信行业中的应用也逐渐占有十分重要的地位,因此本文通过短波通信技术的发展现状对其未来发展趋势进行研究具有参考意义。
关键词:短波通信;发展现状;发展趋势1.短波通信的基本概念短波通信是一种远距离的通信方式,应用其进行通信,不用使用中继站,而是直接通过电波进行传输。
时代在发展,新型的无线电通信系统不断出现在大众面前,但是短波作为一种古老的通信方式仍旧被人们所青睐、所重视。
不仅没有因为它的年代久远被淘汰,反而顺应时代的步伐不断翻新,更加快速地发展。
短波通信是利用电离层对天波的反射作用来实现信号的传播的,电离层是60km以上的大气层,这一层大气的特点在于,其受到太阳辐射的作用而产生了电离现象。
由于这一特点,使短波通信具有比较大的通信范围。
1.短波通信的发展现状2.1发展历程短波通信的发展经历了三个阶段,第一阶段是军方应用阶段,短波通信协议最早是由美国军方发布的,进而在各国军方通信中得到了广泛应用;第二阶段是短波通信载体的更新换代,在这一阶段,短波通信的载体——电离层得到了很好的发展与创新,与第一阶段相比,第二阶段的短波通信稳定性能更好,通信效果更好;第三阶段是短波通信中分频调整技术、组科技的发展与创新,这类技术的发展为短波通信活动多种模式的发展提供了技术基础。
短波通信的特点
短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR,现在的ITU-R),的划分是指波长在l00m~l0m,频率为3MHz~30MHz的电磁波。
利用短波进行的无线电通信称为短波通信,又称高频(HF)通信。
实际上,为了充分利用短波近距离通信的优点,短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。
短波通信的发展历程
自从1921年发生在意大利罗马的一次意外事故,短波被发现可实现远距离通信以来,短波通信迅速发展,成为了世界各国中、远程通信的主要手段,被广泛地用于政府、军事、外交、气象、商业等部门,用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息。
在卫星通信出现以前,短波在国际通信、防汛救灾、海难救援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。
短波通信可以利用地波传播,但主要是利用天波传播。
地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增,在同样的地面条件下,频率越高,衰耗越大。
利用地波只适用于近距离通信,其工作频率一般选在5MHz以下。
地波传播受天气影响小,比较稳定,信道参数基本不随时间变化,故地波传播信道可视为恒参信道。
天波是无线电波经电离层反射回地面的部分,倾斜投射的电磁波经电离层反射后,可以传到几千千米外的地面。
天波的传播损耗比地波小得多,经地面与电离层之间多次反射(多跳传播)之后,可
以达到极远的地方,因此,利用天波可以进行环球通信。
天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定,其信道参数随时间而急剧变化,因此称为变参信道。
天波不仅可以用于远距离通信,而且还可以用于近距离通信。
在地形复杂,短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区,利用高仰角投射的天波可以实现通信。
与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比,短波通信也有着许多显著的优点:
1)短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,因而建设和维护费用低,建设周期短;
2)设备简单,可以根据使用要求固定设置,进行定点固定通信。
也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信;
3)电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性;
4)对自然灾害或战争的抗毁能力强。
通信设备体积小,容易隐蔽,便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听,破坏后容易恢复。
这些是短波通信被长期保留,至今仍然被广泛使用的主要原因。
短波通信也存在着一些明显的缺点:
1)可供使用的频段窄,通信容量小。
按照国际规定,每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度,而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。
为了避免相互间的干扰,全球只能容纳
7700多个可通信道,通信空间十分拥挤。
并且3kHz通信频带宽度,在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。
2)短波的天波信道是变参信道,信号传输稳定性差。
短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的,电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。
它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰,都随昼夜、频率、地点而不断变化着。
一方面电离层的变化使信号产生衰落,衰落的幅度和频次不断变化。
另一方面天波信道存在着严重的多径效应,造成频率选择性衰落和多径延时。
选择性衰落使信号失真,多径延时使接收信号在时间上扩散,成为短波链路数据传输的主要限制。
3)大气和工业无线电噪声干扰严重。
随着工业电器化的发展,短波频段工业电器辐射的无线电噪声干扰平均强度很高,加上大气无线电噪声和无线电台间干扰,在过去,几瓦、十几瓦发射功率就能实现的远距离短波无线电通信,而在今天,10倍、几十倍于这样的功率也不一定能够保证可靠的通信。
大气和工业无线电噪声主要集中在无线电频谱的低端,随着频率的升高,强度逐渐降低。
虽然,在短波频段这类噪声干扰比中长波段低,但强度仍很高,影响着短波通信的可靠性,尤其是脉冲型突发噪声,经常会使数据传输出现突发错误,严重影响通信质量。
这些问题的存在,不仅限制了短波通信的发展,而且也不能很好地适应人们日益增长的对数据通信,特别是对高速数据通信业务的需求。
当20世纪60年代卫星通信兴起时,由于卫星通信
与短波通信相比具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、通信容量大等优点,短波通信受到严重挑战。
许多原属短波通信的一些重要业务,被卫星通信所取代;对短波通信的投入急剧减少,短波通信的地位大为降低。
至70年代后期,有人甚至怀疑短波通信存在的价值。
然而,实践证明卫星通信的初建费用高,灵活性有限。
曾被设想为可能取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需要。
事实上也不是所有用户都需要宽带线路。
此外,在战争时期,卫星通信容易遭受敌方攻击,信道不易抵御敌方的电磁干扰。
与此相比,短波通信不仅成本低廉,容易实现,更重要的是具有天然的不易被“摧毁”的“中继系统”--电离层。
卫星中继系统可能发生故障或被摧毁,而电离层这个中继系统,除非高空原子弹爆炸才可能使它中断,何况高空原子弹爆炸也仅仅是有限的电离层区域内短时间影响电离密度。
1980年2月,美国国防部核武器局(Defense Nuclear Agency)在一份报告中提出:“一个国家,在遭受原子袭击后,恢复通信联络最有希望的解决办法是采用价格不高,能够自动寻找信道的高频通信系统”。
事实上,从20世纪70年代末,80年代初开始,短波通信又重新受到重视。
许多国家加速了对短波通信技术的研究与开发,陆续推出了一些性能优良的新型设备和系统。
美军在1979年修改的综合战术通信计划中,又突出了短波通信的地位,把它列为第一线指挥控制通信手段之一;80年代
初开始,美军实施了遍及三军的一系列短波通信改进计划;在海湾战争中,美、法等国军队大量运用短波通信,取得了突出的效果。
近年来,其他一些国家的军队,也把短波通信列为重要的通信手段之一。
此外,在民用通信的某些领域,短波通信的应用也有发展的趋势。
特别是近十几年来,由于多种新技术的应用,短波通信技术及装备取得了很大进展,短波通信原有的缺点,已有不少得到了克服,短波通信链路的质量大大提高,无论是电话传输还是数据传输的质量可以与卫星通信相比。
短波通信又重新焕发了青春。