無線電短波通信的新技術新方向

楊少華 鄧湘平

（92665部隊，湖南張家界 427200）

無線電短波通信的新技術新方向

楊少華 鄧湘平

（92665部隊，湖南張家界 427200）

無線電短波通信由于具有通信距離較長和網絡工程架設簡便等優點而得到人們的廣泛應用，隨著無線電通信業務的迅猛發展，隨著現代通信技術的快速發展，海戰場的通信電磁環境日趨復雜，各國艦船上各類先進的電子設備不斷增多，了解和探討無線電短波通信的新技術新方向變的更加迫切，對提高艦船無線電技術水平與戰斗力有著重要的的作用。

無線電 短波通信 技術 方向

1 無線電短波通信概述

短波是指頻率在3MHz～30MHz的電磁波，實際中無線電短波通信使用的頻率范圍為1.5MHz～30MHz。短波頻段的電波傳播有兩種形式：天波傳播和地波傳播，由于地波傳播中對于高頻信號的衰落隨著頻率的升高而劇增，故無線電短波通信中主要以天波傳播為主，地波一般只應用于近距離通信，其工作頻率一般選在3MHz～5MHz之間。地波傳播信道參數基本不隨時間變化，一般可視為恒參信道。天波傳播方式主要依靠電離層的反射來實現，它的傳播損耗比地波小得多，可用于遠距離通信，其距離可達上千公里，但此時信道受電離層變化和多徑傳播的嚴重影響而變得很不穩定，其信道參數隨時間產生隨機變化，故稱為變參信道。在后續文中提及的短波信道在未加特別聲明時均指天波傳輸信道。

2 無線電短波通信的新技術分析

2.1 新技術特點

近年來，短波通信技術的發展在世界范圍內獲得了長足進步，出現了很多新電臺、新裝備和新技術。其主要特點有：

（1）短波電臺。短波電臺體積變得越來越小，功能日漸強大，性能不斷升級，兼容性越來越好。實現數字化發展是短波電臺的一大趨勢。

（2）短波天線。無線電短波天線以寬帶、全面、突破“盲區”、高受益方向為發展趨勢。體積變小了，效率邊高了。現在社會已經退出了多款新型基站天線和車載天線。

（3）噪聲消除。在降低噪音方面應用了多種靜噪、消噪方法，應用最多的是美SGC 公司研發的ADSP2 單端消噪器，可以連接在多種無線電臺的接收音頻放大電路中還可以制成消噪揚聲器，靜除信息道路中的背景噪聲，提高短波電臺的接收質量，趨向超短波電臺的收聽水平。科技不斷發展人們對短波通信的加深研究，還有對某些新技術的不斷優化，未來無線電的應用中，短波通信可以自信的呈現在世人面前是一番嶄新景象。

2.2 新技術

（1）跳頻通信技術。要達到通信的抗干擾性能提高的目的，此技術被廣泛采用跳頻通信含義是通信兩端的載波頻率參照設置的偽隨機碼同步跟新，該技術的應用可以高效的抗干擾和降低信息被攔截的機率。對于應用視距傳播方法的超短波電臺來說，傳播信號道路的穩定性使得寬頻段或全頻段跳頻實現了可能性，無線電寬帶技術已經成為了超短波通信發展中的關鍵技術之一。此外，在信息對抗中要達到有效的對抗效果的目的，設計電臺的時候可以采取折中的方法，獲得最好的系統性能，比如采用加大發射功率，增高反應速度，加寬信號帶寬的方式來加強跳頻對抗的能力。擁有全頻段、高跳速等性能于一體的跳頻電臺是將來抗干擾對抗通信中的主要發展方向。

（2）擴頻通信技術。所謂擴頻通訊指的是拓展頻譜通訊，它是將傳輸信息的頻譜用擴頻函數拓展成寬頻信號，接納端收到信號后利用相應手法將頻譜復原，然后獲取信息的一種通訊方法，這種通訊方法將信息以低密度譜的形式躲藏于噪聲電平中，使敵方難以發現信號，到達干擾擾的意圖，在擴頻通訊中重要的是選好擴頻方法，常用的有混合擴頻方法和混沌直接序列擴頻（Ds/ss）方法，混合擴頻方法能有用對立單頻、寬帶、遠近及中繼轉發攪擾，混沌直接序列擴頻（Ds/ss）方法在堅持系統誤差功能不變的一起，能反抗傳統的用來檢測二進制Ds/ss信號的解擴方法，添加截獲的艱難，然后保證傳輸信息的安全。

（3）自適應通信技術。在較短的時間建立聯絡是對通信的起碼要求，自適應通信技術的實現可使超短波電臺具有自適應能力，以保證在不斷變化的環境中能有效、快速、可靠地進行通信，自適應技術主要包括兩個主要環節，即自動信道檢測和自動頻率選擇該系統可對預置信道進行檢測，自動選擇最佳工作頻率，避開外界干擾，增強抗干擾能力及自動接通和恢復中斷線路，自適應技術可根據信道質量的優劣選擇可靠的傳輸速率，還可以自動改變調制方式和編碼糾錯方式以降低誤碼率，自動調整輸出功率以提高發射效率等。

（4）通信反對抗技術。微電子技術的不斷發展，微處理器在通信設備中得到廣泛應用，植入病毒程序成為了一種全新的通訊干擾技術。因為病毒程序可以經過無保護通訊，進而直接進入指揮控制中心，故而發達國家尤其是美國正在積極研發潛藏式自動攻擊程序的配備。此外，超短波電臺選用零位天線調整器作為輔佐的天線對抗辦法，選用多副接納天線，自動識別傳輸信號和攪擾信號，以進步抗攪擾功能。

3 無線電短波通訊技術未來發展方向

隨著無線電短波通信的發展，其在技術上已經取得了一系列的進展，主要有以下幾個方面的發展展趨勢。

3.1 向高速寬帶方向發展

未來的無線電短波通信將會由原來的低頻、定頻通信方式、變換為跳頻與擴頻、高低速跳頻、再帶與寬帶結合的綜合通信方式。因此可以看出未來無線電短波通信技術主要向以下幾種模式轉變：

（1）高速差分跳頻電臺。差分跳頻是最近一段時間出現的一種與以往的跳頻技術根本不同的無線電短波通信技術。在差分跳頻中跳頻序列不再受偽隨機碼序列的控制，而是由數據序列依靠頻率的轉移函數映射后得到的。依靠頻率去轉移函數，然后將糾錯編碼、信息調制和跳頻三者有機結合，最終形成了高速差分跳頻電臺。而在接收端，拆分跳頻電臺主要是依靠對幾條信號進行的聯合檢測，最終達到差分跳頻序列，然后再對頻率序列進行譯碼，解調出數據信息。差分跳頻技術不僅能夠提高數據傳輸的速率，而且也提高了系統的抗衰落能力和抗干擾能力。

（2）直接序列的擴頻電臺。 主要是借助偽噪聲序列對所發送的數據信息進行更改，將對系統寬帶進行擴展，讓短波信號淹沒在噪聲之中。從而達到抗多徑、抗窄帶干擾的能力。

（3）自適應短波跳頻電臺。是指自適應短波調頻電臺通過將跳頻技術與頻率自適應技術與結合起來，依靠頻率自適應能力決出可通的、較好的頻率作為跳頻頻率表，因而避免了調頻的盲目性，提高了電臺的可通率。所以，與一般的跳頻相比，自適應跳頻電臺的數據傳輸率、跳速、寬帶都有較大的提高，干擾能力也逐步增強。

3.2 向抗干擾方向發展

之前的很多短波跳頻電臺都屬于模擬跳頻電臺，一般短波跳頻電臺具有通話質量差、通信距離短以及跳速效率低等缺陷。，并且大部分都是窄帶跳頻。所以，針對無線電短波通信存在的問題，形成了無線電短波通信的電子防御技術。這類技術主要通過擴展短波頻譜來實現，主要包括直接序列擴頻、自適應跳頻以及短波跳頻等技術。

3.3 軟件化的未來發展方向

無線電短波通信方式的數字化主要包括以下兩個方面的內容：一是數據通信業務，尤其是高速數據業務，二是語音數字通信。無線電短波通信方式的數字化，就是以數字信號處理技術和誤碼率較低的話音編碼技術，來實現無線電短波通信向數字化技術轉化。現階段微電子技術發展迅猛，為大規模集成電路以及微處理機在無線電短波通信中的應用創造了良好的條件，為此通訊設備的也逐漸向高集成、通用化和小型化趨勢發展。目前無線電短波通信逐漸應用在電子對抗、自適應以及計算機網絡等諸多方面。

3.4 向網絡方向發展

傳統的無線電短波通信業務已經不能適應數字化的應用需求。在當前的無線電短波通信應用中，無線電短波通信需要更多的網絡應用，并有望成為因特網的一部分，而未來的無線電短波通信正同其他通信一樣，逐漸地邁入了網絡化時代。但是由于短波信道有其自身的特殊性，全網各電臺如何對頻率的復用以及實施選頻等問題都有待去解決。因此，為了增強無線電短波通信設備與系統的智能化、自動化，無線電短波通信設備正在不斷更新，未來通訊設備將以第三代通信設備為主體，主要應為第三代無線電短波通信設備具備數字化、網絡化等優點。其關鍵技術主要涵蓋短波組網通信技術、高速短波跳頻技術以及第三代自動鏈路技術等。隨著人類對無線電短波通信網的抗干擾能力、傳輸速度、網絡容量等多方面要求的不斷增強，國際上各個國家在第三代網絡化、數字化無線電短波通信系統網的研究上取得了顯著的成績。從實際應用中來看這種無線電短波通信網其實就是一個具有龐大傳輸功能的數據網，能夠開展各種遠程業務，成為各個指揮系統溝通的主要途徑，同時它可以將TCP/ IP網絡和遠程電路網絡擴展到距離更遠的地區，通過短波信道為其提供各種業務。

3.5 向高速調制解調技術方向發展

“話”和“低速報”是傳統無線電短波通信方式，它很難滿足現代數據通訊的需要。為了實現數據話音和數據信號在短波信道上的傳輸需要借助短波調制協調器設備，該設備在數據通訊中扮演者不可替代的角色。未來短波通訊技術的發展應首先解決當前通信過程中容易受到電磁干擾這一問題。

通過提高數據傳輸速率和數據傳輸的可靠性，來滿足人們對數據業務，特別是高速數據業務的需求。其主要包括語音編碼技術、數字調制技術、短波調制解調器技術和差錯控制技術等。但是由于無線電短波通信是一個典型的時變信道，不僅存在多徑時散而且還存在衰落，再加上信息通信中受到電磁干擾的影響較大。為了提高信息在網絡中能夠可靠、安全的傳輸，必須保證調制協調器具有較強的抗干擾、抗衰落以及抗多徑的特點。因此，未來對無線電短波通信的研究應將短波抗多徑調制協調器技術研究當做重要內容。

3.6 智能化、自適應的發展方向

天線是無線電系統中的重要設備，也是實現電路電磁能量正反轉換的必要器件。在轉換過程中，主要有三個作用，一是高效率變換；二是獲得或送出更多的功率；三是聚集的發射或選擇接收。而從傳統的無線電交換方法上看，側重的是第三個功能，即強調聚集的發射或選擇接收的尺寸大小。因而，傳統的無線電交換使人們發明成百上千種天線，但是很難做出選擇，沒有統一的標準。從以后無線電短波通信的發展方向上看，無線電將會向自適應天線技術，自動控制方向轉化。因為自適應天線可以自動適應環境的變化，提高系統對有用信號的檢測能力，有效跟蹤有用信號，并且還能優化天線的方向圖，消除和抑制干噪聲和其它因素的干擾。由于自適應天線可以自適應地整合陣列單元的相位和幅度，這就使該陣列特性處于一種最佳的狀態，特別是它還能自動調整波瓣圖的零點位置，使之對準干擾源的方向，改變其方向特性。并且自適應天線還具有提高通信信號，降低電波交叉所引起的干擾的特點。因此，它是一種在未來能夠引人關注的天線型式。

4 結語

由于無線電短波通信在通信領域中的重要地位，所以世界上許多國家都在加緊對無線電短波通信技術進行研究，從而對以后無線電短波通信技術的發展，起到了巨大的推動作用。隨著科學技術的進步，無線電短波通信將會在未來社會中發揮著更重要的作用。

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