短波通信发展趋势及策略
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超短波无线电通信抗干扰技术发展趋势探讨摘要:目前各行各业都在全面发展,主要是依靠科学技术的进一步应用,在此背景下,超短波无线通信技术应运而生,对整个通信业的发展起到了一定的促进作用,对人们日益增长的通信需求也作出了有效的满足,但在具体工作中很容易受到外部因素的影响,使超短波技术通信效果下降,出现信号极不稳定的现象,对信号的传输和接收产生严重影响,给人们的生活和工作带来许多不便,因此,必须加强抗干扰技术的应用,为超短波通信的进一步发展提供重要保证。
关键词:超短波无线电通信抗干扰技术;发展趋势探讨引言短波通信作为远程通信的主要方式,在通信的过程中由于需要借助大气层的信号传导,而大气层的状态不可预测,常常伴随着极端恶劣的气候变化。
并且在长距离信号传播的过程中容易受到外界因素的干扰,从而导致通信质量的下降。
为此在短波通信运用的过程中需要不断提高抗干扰技术的工作性能。
1对于影响整个的传输运行的干扰因素进行简要分析1.1复杂多变的电磁场环境此种通信方式在各大领域得到了广泛的应用,因为这种结构的构建相对比较简单,随机性比较强,在机动车载设备上就可以运行。
但是在具体的实际操作过程当中,这种方式极易受到一定的干扰。
它的通信传输主要是对文字信息声音进行全面的输送,而产生的电信号在传输过程当中极易受到外在磁场环境的干扰,特别是大功率的设备都会产生电磁场,一遇到这种情况,就会影响整个的通信传输效率,甚至在严重的情况下信息根本无法进行传送。
1.2同地址问题的出现,将会增加电磁力此项系统在信息传输过程中是一项十分复杂的过程,同时还需要其他设备进行辅助工作,无线通信设备之间由于电磁力的作用,也会产生一定的影响。
因为在传输过程当中需要电子设备作为传输路径媒介,如果电子设备的应用过多,容易对相互频段的传输效率产生影响,过多的占用各自的频道资源,这样将会对整个的通讯质量产生严重的影响。
根本无法保障能够正常稳定的接收到传输信号。
2短波通信的抗干扰技术分析2.1快速通信技术短波快速通信技术也被人们称为瞬间通信与突发通信,在快速通信的过程中与普通的跳频不一样,该种通信技术仅在一种频率下出现,在信息发射设备将有关的电文分组之后,可以在某一个瞬时进行发出,并且在发射之前的验证信息非常的少,因此在电文发出之后,很难进行信号的追踪和目标信号的干扰,从而具备良好的抗干扰能力。
短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测一、引言:在无线电通信中,无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波,到达接收点无线电接收机的天线,要经过一段自然路径。
无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信:视距传播、地波传播、天波传播。
不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。
短波无线电波(2—30Mhz)的传播有不同于其它频段的特殊规律,只有透彻认识和运用其特殊规律,才能发挥短波无线电通信设备的应有效能,建立稳定可靠的通信联系,提高通信质量。
二、无线电波的传播路径:(1)视距传播:视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。
电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1),在发射功率一定的情况下,其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度,多用于超短波通信,本文不多作讨论。
(2)地波传播:地波是指沿地球表面传播的电波。
当电波沿地表传播时,在地表面产生感应电荷,这些电荷随着电波的前进而形成地电流。
由于大地有一定的电阻,电流流过时要消耗能量,形成地面对电波的吸收。
地电阻的大小与电波频率有关,频率越高,地的吸收越大。
因此,地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信;小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。
地波是沿着地表面传播的,基本上不受气候条件的影响,因此信号稳定,这是地波传播的突出优点。
(3)天波传播:天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。
短波无线电台站可以较小的发射功率,不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系,是为有别于其它通信方式的突出优势。
但是,电离层随昼夜、季节、年度而变化,导致天波传播状况依时间变化。
因此,依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的(相对于其他传播路径而言)。
远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验,并且依赖于通信各方的配合默契。
短波通信技术研究进展与发展需求发布时间:2023-03-06T02:35:38.006Z 来源:《中国科技信息》2022年第10月19期作者:玛依拉·马木提[导读] 短波通信是一种较为先进的无线通信技术,可以降低外界因素对通信系统的影响玛依拉·马木提新疆广播电视局6501台,新疆乌鲁木齐830000摘要:短波通信是一种较为先进的无线通信技术,可以降低外界因素对通信系统的影响,并能够提升传输效率,降低运维成本,因此,短波通信系统具有良好的发展趋势。
近年来,短波通信技术已经在多个领域得到了良好的应用。
为了有效提升短波通信技术的应用效率,文章针对短波通信技术的研究进展和发展方向及需求进行了研究,以供参考。
关键词:短波通信;发展分析;发展需求1短波通信技术概述短波通信又称为高频通信,覆盖3-30MHz的频率范围,是一种重要的无线通信模式,可通过电离层反射的天波提供超视距的传播,甚至数千公里的全球通信。
短波通信是一种有效的远程无线通信模式,其可避免卫星通信相对较高的成本和战时易摧毁的问题。
短波通信已广泛应用于军事行动、灾区救灾、超视距的船舶通信、及缺乏其他有效通信手段的偏远地区。
短波无线电的独特之处在于可以使用简单廉价的设备在国内外提供远距离通信。
适用于通信基础设施不存在或因自然灾害、军事冲突而无法进入的偏远地区,在不需要中继设施的情况下实现远距离链接的实用手段。
随着卫星通信的出现,提供了更高的数据速率,短波在远程通信中的使用减少了。
然而并非所有情况都能使用卫星通信,随着短波通信更高的数据速率变得可用,其使用率也在增加,从而使传输信息具有较低的成本。
随着短波通信的技术发展,随之而来的是更高的要求,需要更高的数据速率、更低的链路建立延迟和智能抗干扰的能力等。
2短波通信技术的优点分析(1)短波通信系统与其它通信系统相比,其机动性相对较好,体积较小,不需要较大的占地面积,并且通信距离也相对较远,应用范围相对较为广泛,可以实现良好的经济效益。
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。
短波通信抗干扰技术应用短波通信是一种普遍应用于军事、民用、海岛等领域的传输方式。
然而,短波通信在使用过程中还面临着来自环境干扰和人为干扰的影响,导致信号质量下降、通信延迟增加、不能满足需求等问题。
因此,如何提高短波通信的抗干扰能力,成为当前技术研究的热点问题之一。
一、短波通信干扰原因短波通信受到干扰的原因有以下几类:1.自然因素产生的干扰:在高山、沙漠、海洋等地区,由于地形、电离层和大气环境等因素导致的天空噪声干扰,这些干扰会导致信噪比下降、通信质量差。
2.人为因素产生的干扰:这方面主要是指电磁辐射干扰,例如电力线、电视电台及其他广播设施、雷达设备等的电磁波辐射,这些干扰可能会在原有信号的频率上叠加其他干扰信号,造成通信中断和数据丢失等现象。
3.设备自身因素产生的干扰:短波收发设备自身因素,如机箱、电路、打印机等设备电路噪声,会影响短波收发设备通信的正常运行。
这些因素在很多时候也是通信干扰的主要原因之一。
为了提高短波通信的抗干扰能力,需要在技术层面上进行改进。
以下是实现短波通信的抗干扰技术:1.优化信号处理算法:短波通信通常采用调频调相技术,加上具有良好干扰抑制效果的数字信号处理算法,可以有效降低干扰,提高通信信噪比。
2.频率选择性技术:频率选择性技术可以根据实际情况,选择最佳频率进行通信,以提高通信的稳定性和可靠性。
该技术可以识别和拒绝杂波,从而提高通信的可靠性。
3.AGC(自动增益控制)技术:短波通信有时会面临较弱信号和强干扰信号同时存在的情况。
此时需要采用自适应增益控制技术,即AGC技术,它可以对信号进行自动调节,使得强干扰信号的影响被削弱,而较弱信号则被放大,从而提高通信质量。
4. MIMO技术: MIMO技术是一种多输入多输出技术,在短波通信中可以采用多个天线接收同一个信号,再利用数字信号处理技术进行信号合并,即可得到减小干扰的完整信号。
5.多天线阵列技术:多天线阵列技术可以在短波通信中利用多个天线接收信号,进而对接收的信号进行分析、处理和合成,滤除误信号和干扰信号,有效提高了通信的可靠性与稳定性。
关于短波通信技术发展趋势的探讨作者:尤慧来源:《数字化用户》2013年第11期【摘要】短波通信以其设备简单、应用灵活、通信距离远、运行成本低等优点,在通信领域具有无法替代的地位。
本文通过对当前短波通信技术的研究,分析和描述了未来短波通信技术的发展趋势。
【关键词】短波通讯高速抗干扰软件化短波通信又称高频通信,是指使用频率范围为3-30MHz的电磁波进行无线电通信,主要利用天波经电离层反射后,即可实现远距离通信。
一、短波通讯技术的发展现状短波实际上是通过电离层的反射进行通信的。
电离层在通讯过程扮演传输媒介的角色,不过其本身存在多径效应、瑞利衰落等现象,会增加源码在时间的宽度,影响接收端的接收质量。
包络也就随之发生畸变,从而使短波信道常掺杂着强烈的噪声和干扰信号,严重地影响短波通信的质量。
但是随着科技的发展,多种新技术得到应用,如信道编码技术、差分跳频技术、信道平衡技术、短波网组技术、宽带扩频技术等,解决了短波通信方式中存在的一些问题。
随着移动通信、微型计算机以及微电子技术的快速发展,短波通信的质量和数据传输速率也在不断提高,短波通信得到了很大发展。
二、短波通讯技术未来发展方向随着短波通信的发展,其在技术上已经取得了一系列的进展,主要有以下几个方面的发展展趋势。
(一)向高速宽带方向发展未来的短波通信将会由原来的低频、定频通信方式、变换为跳频与扩频、高低速跳频、再带与宽带结合的综合通信方式。
因此可以看出未来短波通信技术主要向以下几种模式转变:1.高速差分跳频电台差分跳频是最近一段时间出现的一种与以往的跳频技术根本不同的短波通信技术。
在差分跳频中跳频序列不再受伪随机码序列的控制,而是由数据序列依靠频率的转移函数映射后得到的。
依靠频率去转移函数,然后将纠错编码、信息调制和跳频三者有机结合,最终形成了高速差分跳频电台。
而在接收端,拆分跳频电台主要是依靠对几条信号进行的联合检测,最终达到差分跳频序列,然后再对频率序列进行译码,解调出数据信息。
短波通信的发展趋势作者:王利敏来源:《中国新通信》2016年第16期【摘要】在通信领域中,短波通信的利用率非常高,短波通信的优势也是其他通信技术难以媲美和比较的,特别是短波通信的天波传输特性,都使得短波通信的利用价值非常高。
本文将结合短波通信在实践运用中需要面对的难题及现状,分析短波通信的发展趋势。
【关键词】短波通信天波传输发展趋势短波通信又称高频(HF)通信,使用频率范围为3-30MHz,主要利用天波经电离层反射后,无需建立中继站即可实现远距离通信。
现阶段短波通信仍然主要运用在军事领域,在民用领域中,短波通信的利用亟需解决技术难题,才能将这种优良的通信技术,更好地利用在其他领域中。
一、短波通信在广泛运用中需要解决的问题相比其他通信手段,短波通信的可以实现广范围的传输,这种传输技术是其他通信手段难以媲美和比拟的。
在通信行业中,短波通信主要运用在军事领域,如果想要大范围的运用,或者提升短波通信的利用普及率,则首先需要解决短波通信运用中存在的诸多难题。
首先,短波通信的可靠性较低。
在短波通信的实践运用中,天波传输是它的优势,同时也是它的劣势。
一方面天波传输可以实现远距离的信号传输,但一方面天波传输受电离层的扰动比较大,同时在传播的过程中,其多径传播的特点使得信号的稳定性较低。
在短波通信具体运用的过程中,信号传输较远,但传输比较缓慢,经常出现延迟甚至传输失败等问题。
可见,在短波通信的实践运用中,如何保障通信质量是短波通信首先应该解决的技术难题。
其次,数据传输效果较低。
在短波通信的具体运用过程中,短波通信的一大弊端是数据传输率较低。
虽然短波通信长时间以来在军事领域中占据着非常重要的地位,但不可否认短波通信在实践中仍凸显了很大的弊端,其中数据传输率较差是饱受人们诟病的一点。
可见,通过技术改革,不断优化短波通信的数据传输率,才能实现短波通信的广泛利用。
此外,短波通信的抗干扰手段较单一。
这主要是因为短波通信一直在军事领域扮演着重要的角色,为了达到窃取军事机密的目的,针对短波通信的扰动设备及技术始终处于不断更新与发展的过程中,短波通信如果想要实现大范围的运用,必须注重优化短波通信的技术手段,不断提升短波通信的抗干扰能力。
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。
交流Experience ExchangeI G I T C W 经验248DIGITCW2020.04在目前短波通信技术应用在许多方面,例如传达军事情况,民用通信等。
短波通信技术的广泛应用也有效地推动了通信事业的发展。
但是短波通信技术在实际的应用过程当中仍旧存在一定的问题,很容易被所处环境当中存在的相关因素影响。
从而造成在信号传输过程当中延迟或者是内容不准确等问题的发生。
因此,在短波通信技术的发展过程当中,对抗干扰技术进行创新和研究是发展的必然选择,也是保证短波通信技术可靠性的重要工作内容。
本篇文章通过对短波通信信息技术的展望进行分析研究,对相关的抗干扰技术进行深入的研究,对于短波通信信息技术的发展来说具有非常重要的意义。
1 短波信息技术在通信过程当中的应用随着我国社会科技的快速发展,计算机网络技术也得到了进一步的创新和发展,短波通信技术在通信过程当中也有了进一步的应用。
在短波通信技术的应用过程当中,通过利用数字处理和微处理器,不仅提高了短波通信技术的通信质量,也使得短波通信的速度得到了提高。
在目前的短波通信技术发展过程当中,不仅我国利用了数字化的现代管理模式进行短波技术的应用,在国外也有许多发达国家通过数字化的管理模式进行该技术的使用。
由此可见,短波信息技术在通信过程当中具有多种优点,因此才广泛的应用在各个国家。
另外在军事领域当中,最早利用短波通信技术,通过对短波通信技术的不断升级技术,也更满足目前的军事领域的需求。
比如说短波通信技术当中的信号适应、差分调频等功能,为军事通信领域提供了更多的技术支持。
2 短波通信技术未来发展前景首先短波通信技术在应用的过程当中,主要依靠两项技术来发挥该技术的作用,一个是选频技术,另一个是信道建立技术。
除这两项技术之外,在应用的过程当中还有其他辅助技术来帮助短波通信技术进行信息的传输和通信。
例如自适应技术,调解技术,编码技术等内容。
在目前的短波通信技术当中,自适应技术仍是单一自适应。
浅析短波通讯的应用和发展作者:胡志忠胡峰来源:《科技视界》 2014年第5期胡志忠胡峰(中海油信息科技有限公司天津分公司,中国天津 300452)【摘要】短波通信是我们应急通讯中不可缺少的一种通讯工具,也是在通讯领域其他通讯无法替代的,也是最实用、最可靠、最有保障的一种通讯手段。
虽然有它的缺点,但它的实用价值是不能低估的,它的发展前景是乐观的。
【关键词】短波通信;现状;发展1 什么叫短波通讯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。
2 短波通讯的特点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。
3 短波通讯的优缺点优点: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。
网络天地152 浅析短波、超短波通信的发展趋势◆张 虎 邓巍伟1(邵阳学院,湖南,邵阳,422300)摘要:关于电波发射方面的短波通信在不同的白天或黑夜,不同的季节,不同的天气情况下会有不同的变化,导致了在通信过程中并不怎么稳定有相对比较大的噪声,并且在远程通信手段中是十分重要的,主要是因为要想能够与设备相连接需要经过电离层的反射,而且在通信过程中距离比较远。
在通信方面超短波是有所不同的,它使用的是无线电波将信息传递出去并且波段大约是在30~300 兆赫之间,与传播方式中的短波相比来说更加稳定一点,并且面对不同的季节和昼夜是不会有什么变化的。
为了能够更好地研究短波、超短波通信技术在将来的会怎样发展可以从调制解调、3G、宽带等几这几个方面来进行相关的考察。
关键词:短波/超短波;发展;研究1短波终端技术向自适应调制解调技术发展现在的短波通信终端技术已经逐渐发展起来了在许多方面都有着技术突破,比如在语音编码方面,数字调制方面,关于调制短波解调方面还有的就是控制差错的方面都有所发展,在短波通信方面的对于电磁的干扰做了特别的研究,而且主要针对的是人们对于数据传输能够不出差错并将传输速度能够加快所做的研究,最终目的还是为了满足人们的要求尤其是关于数据业务、然而高速数据业务方面尤为重要。
要想能够符合数据通信的要求,那么常用的短波通信工作方式是不够用的已经不能满足比如说“和低速报”。
短波Modom 有着相当重要的地位尤其是在短波传输过程中面对传输数据话音和其他数据信号时是必须存在的,并且调制解调器在完成短波数据通信是就有着至关重要的作用。
并且短波信道的大部分时延范围在2ms—5ms,并不存在许多种类的模式共同存在,相对来说现在的时变信道比较有辨识度,不会有逐渐衰落的现象出现。
与此同时,电磁干扰对于信号来说有着严重的影响,调制解调器的方式已经在面对干扰、多径和逐渐没落方面逐渐有了抵抗的能力,主要目的是为了使得网络传输信息出错的可能性降低,使得传递信息不仅快速还准确。
我国短波通信技术的发展及方向探究作者:陈永华肖毅来源:《电子技术与软件工程》2015年第07期摘要短波通信方式长期以来因其使用方便、设备简单、低成本、传输距离远等优点,被人们广泛的运用于军事民用中。
伴随着科技的不断发展,卫星通讯的出现使得人们对短波通讯的发展存在了很多的质疑和担忧。
本文中笔者就此问题,道出了短波通信在目前无线电通信中所处的地位和作用,以及短波通信技术的发展状况,并对我国短波通讯的建设提出了几点建议。
【关键词】短波通信发展方向1 短波通信在无线电通信中的地位和作用短波通信是人们最早使用的无线电通信技术。
因其自身诸多的优点,如设备简单、使用方便、低成本、传输距离远等,被人们广泛的应用。
卫星通讯的出现给短波通信带来了一定的冲击,但是并不能取代短波通信在无线电通信中的地位。
尽管卫星通讯其在传输的信息量及质量方面都优于短波通信,但是其设备过于复杂,成本投入也非常的高,而且机动性较差。
在太空中,卫星平台很容易受到干扰和阻塞,如果在军事中信息受到干扰和阻塞,所带来的不良影响是极其残酷的。
而短波通信其主要原理是通过电离层对电波的反射而进行,即使在核爆的条件下受到的影响也是短时的,有限范围的,而且电离层很难被摧毁,因此,其抗干扰和抗毁坏性都比卫星通讯强很多,能够确保信息稳定的传输。
在目前的无线电通讯中,短波通讯仍是最可靠和最有效的。
2 短波通信新技术的发展状况数字信号处理技术以及大规模集成电路技术的不断发展,促使着短波通信的数字调制方式从以往传统的以话语模仿为主转变为目前的数据传输为主。
在目前,短波通信技术的数据传输技术主要有以下几种。
2.1 语音编码技术通过语音编码,能够将模拟的语音信号转变成为方便在信道中传输的数字信号。
语音编码的目的是在保持一定的算法复杂程度及通信时延的前提下,尽可能的减少信息所占用的通信容量,确保能够用较低的传输速率来实现高质量语音的传输。
语音编码技术按照对数据源的压缩方式的不同,又可分为参量编码、波形编码以及混合编码。
环球市场/理论探讨-100-短波通信系统发展及关键技术综述平淞元 刘 薇中国人民解放军第六九零三工厂摘要:短波频率资源有限,通信质量不稳定。
但短波是唯一一种可以不依赖于基础设施和中继实现远距离通信的方式。
同时,短波设备体积小,机动性强,成本低,以及在特殊环境下能快速展开等特点使其在无线通信中起到非常重要的作用。
随着物理层数字信号处理技术的发展,短波通信传输技术为短波通信系统的发展提供了支撑。
在民用航空、应急通信领域,短波是不可或缺的通信手段。
尤其在军用领域,短波已经得到长足发展,是卫星远距离通信的必要补充。
关键词:短波通信系统;发展;关键技术短波通信不需中间设备传播而只需借助大气层,并具有一定的抗毁灭能力。
短波通信拥有组网较为灵活、作用距离远、价格相对便宜等诸多优点,从而使得其在军事上得到了广泛的应用。
但是随着科技的发展,各种电波对短波通信或多或少会产生的影响。
在未来的战争中,电磁干扰会日益增强,因此,就需要逐渐创新抗干扰技术来提高短波通信系统,以提高其适应力。
1 国内短波通信现状网络覆盖式短波通信要领大范围在军用通信中发挥作用,同时,其也在民用通信中得到了一定程度的利用。
应用于军事领域的远距离通信方式主要有卫星通信和短波通信两种方式。
在危急情况下,卫星系统运行不稳定,而短波通信在复杂环境中的抗扰动性能更好、灵活性更强。
由此可知,短波通信在军事通信方式中占据着举足轻重的位置。
应用于民用通信领域的通信方式有许多种,因为我国人多地广、地形多变、自然灾害频发,传统的通信方式易受到环境干扰而不能有效完成通信任务,但短波通信的自适应能力强、耗费低。
因此,短波通信在民用通信手段中也占有一席之地。
但是,国内主要使用点传递式短波通信,特别是在危急情况下,例如抢险救灾之后的消息链接,点传递式短波通信能够完成传播灾区情况消息至灾后指挥中心的任务,但不能将灾后情况详情呈现,并且因其传播速度低而不能充分适用于紧急事态。
短波通信发展趋势及策略 摘 要:短波通信在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位。本文分析了信息化时代对短波通信提出的需求及其发展趋势,针对目前短波通信存在的问题,提出了相应的解决思路。 关键词:短波通信 发展需求 发展趋势 发展策略 短波通信是指利用波长为100m~10m(频率为3~30MHz)的电磁波进行的无线电通信。它主要是利用电离层反射进行数千乃至上万公里的远距离通信。由于电离层是一种典型的时变传输媒介,存在着瑞利衰落、多径效应、多普勒频移等复杂时变因素,使接收端的码元在时间上展宽,包络发生畸变,严重地影响短波通信的质量,甚至会造成通信中断。以这样的信道条件进行数据通信,为了保证对误码率的要求,其传输速率必然有限。在很长一段时期内,短波信道数据传输速率不超过200b/s。同时,短波信道是带宽受限的信道,射频频谱非常拥挤,信道间互相干扰严重。上世纪六十年代卫星通信问世后,短波通信一度处于发展低潮[1]。八十年代以后,短波通信在电波传播研究、频率自适应通信、中高速数据通信、组网通信、自适应跳频及近垂直入射天波通信等方面都取得了重大突破,短波通信方式存在的许多问题和缺点得到克服和改进;随着微型计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展,人们利用微处理器、数字信号处理(DSP),不断提高短波通信的质量和数据传输速率,使现代短波通信重新焕发青春。世界各国近年来又加紧了对短波通信技术的研究,竞相推出和装备各种短波自适应和跳频电台,我国也研制出了短波自适应通信系统、频率管理预报系统、跳频系列电台。 本文从信息时代对短波通信的需求入手,结合短波通信发展的现状及趋势,对我国的短波通信发展策略提出相应的建议。 一、未来信息时代对短波通信发展提出了新的需求 现代通信的特点是高度信息化。信息化对通信系统提出了越来越高的要求。新型通信设备总的发展趋势是集成化、数字化、一体化与网络化,数据和图像将发展成为未来通信的主要业务。无线电通信业务的飞速发展、电磁环境将进一步恶化,作为无线电通信重要手段之一的短波通信,至少应该满足以下几个方面的需求: (一)远距离通信。正是由于短波通信仅需较小的功率就可以实现远距通信,而且设备简单,成本低廉,建立迅速,机动灵活,更重要的是因为它有不易被摧毁的“中继站”——电离层,所以它比卫星通信等其它通信方式能更好地满足某些业务对远距离通信的需求。但是,由于电磁密度的增加,使得远距离通信对电台功率的要求越来越大,而此举又使得电磁环境进一步恶化。在人为电磁干扰日益增大的今天,以较少代价实现远距离和超远距离的通信是短波通信的优势,也是它要解决的问题。 (二)可靠通信。由于电离层反射、多径衰落、传播损耗、可用频率范围、电离层不规则性、电离层骚动、电离层倾斜、波导传播和散射传播等方面随机特性的存在,获得可靠的通信质量一直是短波通信追求的目标。 (三)大容量/高速通信。传统短波通信难以崛起的一个重要原因,就是短波信道容量小,其电报速率很低(不超过200波特b/s)。这不仅无法传送数字语音和数字图像,就是传报也远远满足不了实际需求。为了适应数据通信业务及数字保密话迅速增长的需求,在短波通信的新近发展中,采取了一些有效抗衰落和抗多径(通常指抗码元串扰) 的技术措施,使系统的误码率可达10-5~10-6。 (四)组网通信。采用网络式通信,一方面可增加通信链路的抗毁性及顽存性;另一方面,可在网内选用最佳链路,克服由于电离层随经纬度变化而使单条链路质量很差的影响。组网通信已成为短波通信克服信道不稳定的又一种有效技术。此外,计算机网络的迅速蔓延,必将使短波信道成为其无线传输媒体之一。由于高性能的短波电台、Modem和网络入口设备的应用,在网络无处不在的新世纪,短波将与卫星、激光等无线信道同光纤等有线信道一起在计算机网络四通八达的通信子网中扮演重要角色。 (五)抗干扰通信。由于短波通信保密(或隐蔽)性不强,抗干扰能力差,以及现代电磁环境的特点和规律,短波通信应该具有在不同电磁环境中的生存能力,以及抗干扰等能力。 二、短波通信新技术发展趋势 近年来短波通信的发展势头非常迅猛,短波通信在技术上已相继取得了一系列的突破和进展。可以说,迄今为止影响短波通信的主要难题大部分已得到解决,短波通信质量已赶上有线、微波、卫星通信的性能指标[2]。其发展趋势表现为以下几个方面: (一)由单一自适应技术向全自适应技术方向发展。短波通信存在着短波信道的时变色散特性和高电平干扰的弱点。因此,为了提高短波通信的质量,最根本的途径是“实时地避开干扰,找出具有良好传播条件的无噪声信道”。完成这一任务的关键是采用自适应技术。所谓自适应,就是能够连续测量信号和系统变化,自动改变系统结构和参数,使系统能自行适应环境的变化和抵御人为干扰。因此,短波自适应的含义很广。现已发展的自适应技术有:自适应选频与信道建立技术、功率自适应技术、传输速率自适应技术、自适应调制解调技术、自适应分集技术、自适应信道均衡及辨识技术、自适应编码技术、自适应调零天线技术。除上述技术外,尚有自适应时隙利用、自动转信技术等。 传统意义上的自适应主要是指频率自适应,是以实时信道估值为基础,采用自动链路建立和链路质量分析技术,因此也称之为实时选频技术。在未来信息时代,网络数据通信将成为主要的通信方式,但是单一的频率自适应还无法满足网络数据通信的要求,由于短波通信中各种新技术的出现,特别是分组交换和各种自适应短波通信技术的发展,为短波数据网的发展打下了基础,频率自适应技术可与其它自适应功能综合构成全自适应短波通信系统。未来通信的需求促进了短波自适应通信系统正在向全自适应技术的方向发展。 (二)短波抗干扰技术体制正逐步实现由窄带低速数据通信技术向宽带高速数据通信技术发展。针对短波通信存在的保密(或隐蔽)性不强、抗干扰能力差的弱点,以及电磁环境的特点和规律,为了提高短波通信抗干扰等能力,发展起来了短波通信电子防御技术[3]。这类技术以短波扩频(扩展频谱)通信技术为主体,包括短波跳频和自适应跳频技术、短波直接序列扩频技术等。 传统的绝大多数短波跳频电台都是传输模拟话音的模拟跳频电台,此类短波跳频电台在技术上存在话音质量差、通信距离短、跳速低(通常为几十跳)等问题,而且几乎都是窄带跳频。为提高抗干扰能力,一方面必须提高跳频速率;另一方面可以增加信号带宽,使信号淹没于噪声之中。通常采取纠错、交织、加密等措施,但与此同时,又会使信息的有效传输速率降低。为了提高信息的有效传输速率,也必须增加频率和信道带宽。也就是说高速、宽带已成为短波通信增强抗干扰能力的焦点。如美国近年来研制的短波跳频电台跳速已达5000跳/秒以上(跳频带宽2MHz、信息传输速率19.2kb/s)。 (三)短波终端技术向自适应调制解调技术发展。现代短波通信终端技术,主要是针对短波通信存在着严重的电磁干扰的特点,为了满足人们对数据业务,特别是高速数据业务的需求,围绕着提高数据传输的可靠性和数据传输速率而发展起来的。主要包括语音编码技术、数字调制技术、短波调制解调器技术,差错控制技术等。 传统的短波通信工作方式主要是“话”和“低速报”,无法满足数据通信的需要。在短波信道上传输数据话音和其他数据信号必须要有短波Modem,调制解调器就成为实现短波数据通信的关键部件。由于短波信道是一个典型的时变信道,多种反射模式并存,不仅存在衰落而且存在多径时散,绝大多数多径时延在2~5ms范围内。同时,由于信息时代严重的电磁干扰,为了保证网络传输信息的可靠性,调制解调方式必须具有抗干扰、抗多径和抗衰落的能力,保证快速准确地传递信息。因此,短波自适应抗多径调制解调技术成为现代短波通信研究的重要方面[4]。 (四)短波通信系统由数字化向软件化发展。短波通信数字化主要包括两个方面的内容,一是语音数字化通信,二是数据通信业务,特别是高速数据业务。因此,在短波信道条件下高速率的可靠数字信号传输,低误码率的话音编码,以及数字信号处理等技术,是实现短波数字化的关键技术。微电子技术的发展,促进了大规模集成电路以及微处理机在短波通信设备中的广泛应用,短波通信设备集成化、小型化、通用化程度大大加强,技术性能显著提高。目前短波通信主要在自适应技术、电子对抗技术、计算机组网技术等三个主流方向发展。但是,传统的短波通信设备在结构上存在很大的限制,实现不同的业务需要接入不同类型的终端。另外,上述三个技术在现有系统中实现面临着很大的困难,从而迫使人们寻找一种有效的解决方案。软件无线电是近年来国际上兴起的一项新技术,被称为是自模拟通信过渡到数字通信之后,无线通信领域的又一场革命,代表了当今通信技术的重要发展方向和未来通信产业的增长点,已成为第三代移动通信系统的技术基础和解决协同通信难题的主要技术手段,具有广阔的军用和民用前景[5]。软件无线电技术的兴起不仅为新一代短波通信设备提供了最佳的解决方案,并且为短波通信体制的突破发展提供了有利的研究基础。同时,也为软件无线电的研究提供了一个良好的研究平台。 (五)短波通信系统网络向第三代全自适应网络方向发展。通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化是短波通信发展的必然趋势,系统兼容、网络互通,以及高可靠性、有效性、强抗毁性,成了通信系统建设的基本要求。为增强短波通信系统与设备的自动化、智能化,以及综合业务能力,短波通信正经历由第二代通信设备向第三代通信设备的过渡。第三代短波通信的主要技术特征是数字化、网络化,其主体或关键技术包括:第三代自动链路建立技术(3G-ALE)、新型高速短波跳频技术,以及短波组网通信技术等。随着对短波通信网的网络容量、传输速度、抗干扰能力要求的不断提高,世界各国进入了第三代数字化短波通信系统网的研究阶段。这种短波通信网是一种远程综合业务数据网,它能作为各级指挥系统的重要手段,可将TCP/IP网络和程控电话网拓展到边远地区的纵深,使各移动平台上的综合业务通过短波信道安全无缝的接入各种业务数据网、电话网和TCP/IP网络。 (六)新型短波天线向自适应、智能化方向发展。无线电系统都需要天线,它是实现电路电磁能量正反变换的器件。在变换过程中,有三个功能和性能:获得或送出更多的功率-阻抗匹配;高效率变换-效率及衰减;聚集的发射或选择接收-方向性。在这些性能中,方向性更受人重视。传统的方法多系给定权集,选定阵列形状和尺寸,基于此,人们发明成百上千种天线,很难选择。自适应天线技术是高频自适应技术中的一种,它是在天线技术、信号处理技术、自动控制理论等多学科基础上综合发展而成的一门技术。自适应天线阵能够自动适应环境变化,增强系统对有用信号的检测能力,优化天线的方向图,并能有效跟踪有用信号,抑制和消除干扰及噪声而保持系统对某种准则而言是最佳的。它通常由天线阵列组成,故又称为自适应阵列天线。由于自适应天线能自适应地调整阵列单元的幅度和相位,使该阵列特性(如方向图、极化特性和阻抗特性等)处于某种最佳状态,因而它是一种目前十分引人注目的天线型式。特别是它能自适应地调整波瓣图的零点位置使之对准干扰源方向,改变方向特性,而且能提高信号增益,降低电波相互交叉引起的干扰,从而大大提高抗干扰能力。 三、我国短波通信设备存在的主要问题及发展战略 在未来,短波无线电通信仍将是一种无线电通信手段。当前,就我国短波通信设备而言,还存在许多问题:短波新老设备并存,种类比较多,型号比较繁杂,各通信公司自成体系,电台的程式和体制不够统一,协同通信成为难以解决的问题;传统的短波单边带电台大多为人工调谐,调谐速度慢,手续复杂,且要求有熟练的操作人员,远远不能适应未来信息时代对通信的要求;从通信防御上考虑,我国目前已有的电台制式单一,还不能满足信息条件下对短波通信提出的抗干扰的要求;天线种类多,自适应能力差;从信息一体化考虑,短波电台组网能力、自适应能力、网络管理和控制功能相当弱。基于未来信息时代对通信业务的需求,在短波通信的发展上应采取以下策略: (一)进一步发展和完善频率管理系统。在短波通信中,提高通信质量和可靠性的最有效图径是根据通信条件的变化,及时地进行选频和换频,使通信线路始终工作在传输条件良好的无噪声信道上。我们所说的频率自适应,就是指通过实时地对信道进行探测和估值(即RTCE技术)来确定最佳工作频率的。目前,我国在某一区域内频率管理系统已经形成网络,能够为网内各条通信线路提供实时频率资源信息,所以,可以设想,能否在区域内的短波通信也以网络的形式进行组织,在这样的区域内,既有由若干条探测电路组成的频率网络,又有以基地站为中心所构成的通信网络,并使频率控制中心和短波通信的基地站合并成一个区域中心,这样的结构,可以解决目前频率管理系统和通信线路互相独立的弱点。 (二)电台的程式和体制必须做到规范化、标准化、系列化。短波电台应超越系统的界限,成为通用的通信设备。美国于上世纪80年代经过多次实验,利用自适应调制解调技术,对30多种系列短波电台进行改造,不仅统一了地面、机载、舰载无线电通信系统的技术体制,而且实现了美国同北约盟国不同程式电台的互通。我国短波通信设备也应向这个方向发展,实现规范化、标准化、系列化,以减少系统、网络间接口障碍,提高兼容性,实现通信资源共享。同时,要加大对新设备的投入,逐步淘汰部分老旧设备,