1、短波通信的應用與新進展1、引言短波通信之所以能夠吸引用戶，最基本的原因是由于進行遠距離通信時，僅需要不大的 發(fā)射功率和適中的設備費用，它還具有不易摧毀的中繼系統(tǒng)一一電離層。實踐證明，采用現(xiàn) 代技術改造過的短波通信能為用戶提供高質(zhì)量、高可通率和價格適中的通信線路。特別是跳 頻短波通信的出現(xiàn)大大增強了通信的安全性，可以說跳頻短波通信比衛(wèi)星通信更為可靠，因 為衛(wèi)星服務受到所屬國政府的控制，而短波通信則是完全自主的。在涉及國家安全和社會安 全的場合，跳頻短波通信的地位無可取代。2、短波通信的概念與應用短波通信是指利用頻率為3MHz30MHz （波長為10m100m）的電磁波進行的無線 電通信。實際使用

2、中，也把中波的高頻段（1.5 MHz3MHz）歸到短波波段中去。短波通 信能實現(xiàn)幾千公里甚至上萬公里距離的信息傳送，因此，從20世紀初一直到60年代中期， 短波通信一直是遠距離通信，特別是洲際通信的主要手段。短波通信可以傳送電報、電話、傳真、低速數(shù)據(jù)和語音廣播等多種信息。在衛(wèi)星通信出 現(xiàn)以前，短波在國際通信、防汛救災、海難求援以及軍事通信等方面發(fā)揮了獨特的重要作用。 短波通信也稱為高頻（HF）無線電通信，它被廣泛應用于政府、軍事、外交、氣象、商業(yè) 等部門，用以傳送語言、文字、圖象、數(shù)據(jù)等信息。尤其在軍事部門，它始終是軍事指揮的 重要手段之一。3、現(xiàn)有短波通信的缺點短波通信的質(zhì)量隨時都受電離層特

3、性的影響，電離層時高時低經(jīng)常變動，是一種不穩(wěn)定 的時變媒體，而且具有多種復雜的時變因素，如晝夜、季節(jié)的變化，太陽黑子的活動等，都 會對電離層造成影響，從而導致信號傳輸質(zhì)量的不穩(wěn)定，產(chǎn)生干擾以及數(shù)據(jù)傳輸誤碼等。此 外，短波通信受帶寬限制，信道非常擁擠，信道之間的相互干擾十分嚴重，而且現(xiàn)有短波通 信無法抵御竊聽和各種有意的干擾。因此到60年代衛(wèi)星通信出現(xiàn)后，長距離大容量的無線 通信便已被衛(wèi)星通信所取代，短波通信的發(fā)展進入低潮，甚至有人認為短波通信已經(jīng)完成了 它的歷史使命。4、現(xiàn)代短波通信中的新技術進展情況近年來，為了克服現(xiàn)有短波通信存在的缺點，現(xiàn)代的短波通信系統(tǒng)中采用了許多新的技 術，以求在發(fā)射功

4、率不大的情況下，使系統(tǒng)性能達到高質(zhì)量水平。4.1實時選頻技術實時選頻采用實時信道評估技術，探測電離層傳輸和噪聲干擾情況，即實時發(fā)射探測信 號，根據(jù)收端對收到的探測信號處理結果進行信道評估，實現(xiàn)自動選擇最佳工作頻率。實時 選頻系統(tǒng)目前有兩類：一是自適應頻率管理系統(tǒng)，它在短時間內(nèi)對全頻段快速掃描和探測， 不斷預報各頻率可用情況。二是融探測與通信為一體的頻率自適應系統(tǒng)，采用收發(fā)雙方可靠 呼應技術、線路質(zhì)量分析（LQA）技術和自動線路建立（ALE）技術，使短波通信頻率隨信 道條件變化而自適應地改變，確保通信始終在質(zhì)量最佳信道上進行。自適應選頻能充分利用 頻率資源、降低傳輸損耗、減少多徑影響，避開強噪聲

5、與電臺干擾，提高通信鏈路的可靠性。 因此，現(xiàn)代短波模擬通信已普遍采用了自適應實時選頻技術。4.2自適應技術自適應技術是指實時或頻繁地利用各種探測技術，根據(jù)探測結果自動調(diào)整設備參數(shù)，達 到最佳通信效果。短波自適應通信的核心是自動選擇最佳的工作頻率，自動選用無線電信道 和自適應數(shù)據(jù)傳輸。運用自適應選頻、收發(fā)、調(diào)制解調(diào)、編碼、均衡以及天線等多種自適應 技術，在嚴重干擾條件下，短波通信自動改變工作頻率、數(shù)傳速率、調(diào)制方式、編碼和糾錯 編碼方式、最大限度地降低誤碼率。自適應技術克服了多種時變所帶來的復雜影響，提高了 現(xiàn)代短波通信中數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。4.3跳頻技術跳頻（FH）是指載頻按照數(shù)字碼系統(tǒng)規(guī)定的時頻

6、圖形，使頻率相應跳變的一種擴頻技 術，可以對抗多徑干擾、鄰近信道干擾、人為瞄準式干擾，可提高短波通信的保密性和可靠 性，傳統(tǒng)的短波慢跳頻跳速為10H/S100H/S。自適應技術與跳頻技術相結合，實現(xiàn)自適應 跳頻，能在質(zhì)量良好的信道上進行跳頻，跳頻信道駐留時間可隨意變動?，F(xiàn)代短波跳頻有兩種自適應方式：一是頻率自適應跳頻，它基于對信道參數(shù)的探測，并 適應信道質(zhì)量的變化，自動在最佳頻率集上進行。二是干擾自適應跳頻，它基于對信道中干 擾信號參數(shù)的估計，采用干擾自適應抑制和自動躲避干擾的跳頻。完整的自適應跳頻短波通信系統(tǒng)，包括頻率自適應和功率自適應控制，自適應跳頻控制 器完成跳頻序列產(chǎn)生、被干擾頻點的檢

7、測與自動更換、跳頻同步及跟蹤、信令協(xié)議及執(zhí)行； 自適應功率控制根據(jù)信道誤碼測量結果，自動調(diào)整輸出功率，實現(xiàn)以最小的發(fā)射功率獲得正 常通信效果。4.4差錯控制技術短波信道中，隨機噪聲會導致隨機差錯，衰落、脈沖干擾會導致突發(fā)差錯，嚴重影響數(shù) 據(jù)通信，通常字符差錯率在10-210-3數(shù)量級，采用差錯控制技術，可以改善二、三個數(shù) 量級，達到10-510-6?，F(xiàn)代短波通信常用兩種差錯控制技術：一是自動請求重發(fā)（ARQ）技術，即收端進行 檢錯并通知發(fā)端重發(fā)錯誤信息，因而也稱反饋糾錯，它對隨機差錯和突發(fā)差錯都有良好的效 果，但頻繁重發(fā)，信號時延增大。二是正向糾錯（FEC）技術，它利用糾錯碼在收端進行自 動糾

8、錯，這需要大量的冗余碼，一般占碼元總數(shù)的25%50%，如果采用交織碼/擴散卷積 碼，則可把突發(fā)差錯分離成隨機差錯，F(xiàn)EC不需要反饋信道，但其造價相對較高。4.5多載波正交頻分復用（OFDM ）調(diào)制技術OFDM是一種并行數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，采用頻率上等間隔的N個子載波分別調(diào)制一路獨立 的數(shù)據(jù)信息，調(diào)制后的N個子載波信號相加同時發(fā)送。通過選擇載波間隔，使這些子載波 在整個符號周期上保存頻譜的正交特性，各子載波上的信號在頻譜上相互重疊。收端利用載 波之間的正交特性，可無失真地恢復發(fā)送信息oOFDM技術在短波信道可實現(xiàn)16kb/s64kb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率。即利用1024個正交副載波，每載波的波形速率為1

9、25波特，信道帶寬為 125kHz，糾錯碼用大冗余度的RS碼或Turbo碼。與單載波相比，在相同速率時，符號周期 延長N倍，遠大于信道時延擴展，碼間串擾消除。副載頻之間正交特性，使信號頻譜可重 疊，提高頻譜利用率，并有良好的頻率分集效果，能抗嚴重多徑和強窄帶干擾。4.6軟件無線電技術基于軟件無線電設計思想，可以進行短波電臺數(shù)字化、軟件化、模塊化。所謂軟件無線 電就是盡可能靠近天線對信號進行數(shù)字化，通過軟件編程實現(xiàn)信息處理，動態(tài)配置系統(tǒng)功能， 采用開放式的結構體系。以ADC/DAC、DSP和CPU為硬件基礎，使用統(tǒng)一的硬件平臺， 在短波電臺中頻（甚至射頻）部分對信號數(shù)字化處理、用軟件編程靈活地實現(xiàn)寬帶數(shù)字濾波、 直接數(shù)字頻率合成、數(shù)字上/下變頻、調(diào)制/解調(diào)、差錯編碼、信道均衡、信令控制、信源編 碼、加密/解密。由于軟件電臺的高度可編程性，引入新業(yè)務、新技術非常方便，通過更換 軟件版本或個別硬件模塊，電臺容易升級換代，并大大縮短研制周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本。5、結束語隨著微型計算