短波通信網在應急通信領域的應用研究

高 沖

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引 言

短波通信作為一種遠程無線通信手段，是唯一可脫離網絡樞紐和有源中繼體的遠程無線通信模式[1]。在嚴重災害中運用短波通信網，可以確保擁有良好的抗毀能力、較強的自主通信功能。同時，短波通信網具備較高的適應能力，可以彌補傳統短波電臺點對點通信存在通信盲區缺陷。在應急通信領域運用短波通信網意義非凡，必須要高度關注短波通信網的建設，推動短波通信技術不斷向前發展。

1 短波通信網和應急通信概況

不同于其他的通信手段，短波通信網是一個獨立自主的、中遠距離無線聯絡的通信平臺，不用依靠過多建筑、信號塔以及中轉站點和傳輸線路等。所以，短波通信網的構造并不復雜，在應對突發性災害時，可以展現其較高應急抗毀通信能力。短波通信包括利用短波信號的地波傳播和通過電離層反射的天波傳播[2]。建設短波通信系統無需過多的成本、時間，系統運用靈活，可經車載安裝達到移動通信的目的。此外，建成以后不用大量的維護資金，同時電離層是短波通信天然免費的傳輸介質。

現代意義上的應急通信，一般指在出現自然的或人為的突發性緊急情況時，同時包括重要節假日、重要會議等通信需求驟增時，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一種具有暫時性的、為應對自然或人為緊急情況而提供的特殊通信機制[3]。應急通信本身并非技術，而是一種通信手段，于緊急情況下綜合運用多種通信技術，滿足緊急環境中現場迫切的基本通信需求。我國地域遼闊，地貌種類繁多，很容易出現自然災害問題，危及人民的生命和財產安全以及國家的經濟。由于很多災害是突發的，所需應急通信的時間、地點、設備等具有明顯的不確定性，因此必須要加強研究短波通信網在應急通信領域的應用和發展。

2 短波通信網在應急通信領域實際應用存在的問題

現有的短波通信網在應急通信領域實際應用中主要存在如下問題。

2.1 短波通信系統日常不受重視和使用

過度的依靠公眾通信系統是一項需要處理的問題。當前大量的普及公共移動通信設備，常見的就是網絡、手機、衛星電話、超短波電臺等，在一定程度上使短波應急通信網作用降低。因過度的依賴于公共通信系統，使得對于短波應急通信網絡的天線、電臺設備往往忽略使用和維護，不能及時地發現這些設備產生的故障問題，并且未及時對其進行針對性的處理[4]。久而久之，會明顯地減少設備的使用年限。

2.2 短波天線架設不科學

未能科學地選用或架設天線是一項重要的問題。短波的主要傳播方式包括地波和天波。而天波最近反射區與地波最遠覆蓋區之間存在短波無法覆蓋的區域，因此傳統短波通信會出現通信盲區。對于通信盲區，如果天線架設部位或者目標電臺架設部位選擇不當，就會降低通信質量，甚至導致通信傳輸的失敗。

2.3 現有短波通信網存在缺陷

傳統短波通信自身存在一些缺陷，主要有網絡時延、路徑消耗及大氣噪聲等。因電離層衰弱、多徑效應等影響，使得信號很容易產生弱化問題或者是畸變情況，將短波通信成效明顯降低。很多因素都可以影響到電離層，如季節因素、天氣因素、晝夜交替等。因此，不同的時間段以及季節會出現不同的短波通信傳播效果，也存在通信質量不穩定問題。一些應急通信網絡中短波通信設備存在自動化程度低、老舊等問題，因此不能實現自動選擇頻率的目標。

2.4 短波頻段擁擠

短波頻段具有的信號種類較多，存在擁擠的情況。因為一些單位不能占用其他頻段，因此很容易產生違規占用其他頻率的問題。這樣一方面對固定業務頻段的通信頻率造成干擾，另一方面也會影響到短波應急通信網絡的通信質量。

3 提升短波通信網在應急通信領域中應用質量的策略

3.1 完善通信指揮網和樹形網絡拓撲結構

分析應急通信領域的應用特點可知，所建設的短波通信網應具備各點之間互相通信的功能，及時對下指揮與向上匯報工作的功能，同級協同通信功能，這樣網絡的通信指揮功能才會更完善[5]。網絡拓撲結構中的樹形網絡拓撲結構是一種比較適合通信網絡管理的網絡拓撲結構。此結構內，各節點具有緊密的關聯性，而且可按照實際的需要，對節點之間的聯系進行明確。此外，樹形拓撲網絡結構還具有管理效率高、線路短、節點拓展靈活等優勢。在實際應用中，可結合應急通信部門的組織架構特點，形成具體的通信網絡拓撲結構，圖1為某省的省級應急通信部門的通信網絡拓撲結構示意圖。

圖1 省級應急通信網絡拓撲結構示意圖

3.2 短波通信網設備科學的選型

要科學選用電臺，因為短波電臺的種類較多。其中，固定式電臺主要用于戰略通信領域，通常組成發信集中臺和收信集中臺，功率較大，一般使用性能較好的大型天線；車載式電臺廣泛地應用于移動通信，功率較低；便攜式電臺廣泛地應用到保障戰術分隊的通信聯絡上，具有較優的質量成效，且其體積小、重量輕，通過地波實現短距離通信。具體可以按照應急通信領域的不同級別以及實際需求，選用最佳的電臺方可。

3.3 注重設備之間的融合

為了維護短波通信網絡安全穩定，及時處理好短波通信網跟其他公眾通信間關系，應該有效地融合起多網系設備。通過科學地融合短波和有線通信、衛星通信、超短波通信等，可以擴展應急通信體系，提升通信效能[6]。如圖2所示。

3.4 合理使用不同類型的天線

車載/背負兩用短波電臺可以一機多用，可運用其雙天線插口連接合理架設的相關天線，獲得較佳的應用效果。平時可為該電臺配置三線寬帶天線，將其當作基地電臺使用；緊急情況下，可將該電臺裝于應急車上，與車載天饋系統配合使用，以保障跟上級單位的順暢溝通。當處于短波近距離通信盲區位置處，使用車載鞭狀天線不能順利地跟指揮中心上級交流時，可臨時架設其他類型天線（如無盲區天線）達到通信的目標。當出現災難事故，通信車輛無法前行時，可將車載電臺的主機作為背負式電臺，抵達救災現場后，進行簡易天線的架設，實現與上級單位的溝通。

3.5 提高對短波通信的重視程度

必須要提升對短波通信的重視程度，意識到短波通信的意義及其在應對突發性災害中的關鍵應急通信作用。針對已建成短波通信系統的應急機構，應該形成科學的維修短波通信設備的體系。即對于停止使用的電臺設備，及時申報停用，降低消耗。部分短波電臺在封箱入庫后得到良好的儲存，需要做好記錄，在應急通信保障物資儲備中放置。產生突發事件時，可以讓相應人員及時找到設備應用于應急救援。此外，要加強設備的后期維護，讓短波通信系統時刻處于正常運行狀態。

圖2 多網系融合系統通信示意圖

3.6 適當提高短波通信系統的使用率

運用短波通信系統滿足應急通信需求，需要專業水平與之相適應的操作人員，否則會影響短波通信系統效能的發揮。所以，應急機構需要定期地培訓以及考核工作人員，增強其具體操作熟練度。此外，由于短波通信中的電離層能夠遭遇外界的多種因素影響，因此高頻率運用時，工作人員必須要了解到外界因素對短波通信的影響，更科學地進行短波通信選頻工作等內容。另外，可以進行配備相應的網絡遙控設備，實現將短波電臺及天線架設在遠離指揮中心的地方，網絡遙控轉換設備連接于短波電臺，經通信傳輸光纜將控制信號和音頻信號傳輸到指揮中心，操作人員在指揮中心遙控操作短波電臺，增加人員的安全性。如圖3所示。

圖3 遠端架設電臺示意圖

4 結 論

當前各種公共安全事件處在頻發的狀態中，有賴于科學的、完善的、規范的短波應急通信網絡作為重要的支撐，保障通信穩定可靠。這樣面對很多突發事件有良好的應急通信保障，才能更好地維護人民生命財產利益，減少對國家經濟的影響。