短波電臺通信性能的優化改善分析

王仕龍 崔曉夢 李左多

（1.中國人民解放軍空軍預警學院 武漢 430014）（2.浙江省軍區數據信息室 杭州 310000）

1 引言

在當前社會中，我們通常會將短波通信稱為高頻（HF）通信。根據短波的傳輸方式，可以將其分為天波和地波。在進行短距離通信時，通常采用地波，而在遠距離傳輸時，天波是主要使用的通信方式［2］。短波電臺在通信時波長最大可以達到10km，其頻率在3MHz～30MHz 之間［3］，是當前保障軍事聯絡通信的有效手段和重要方法，可以可靠穩定地進行數據、消息、信息的有效傳遞。短波通信具備很好的特點以及優勢，除了在戰時以及日常的軍事演練過程當中作為備份通信手段，還由于短波通信本身的抗干擾性相對較強，在日常的很多方面也可以有效的使用。

2 短波電臺通信技術的特點

短波電臺是進行通信的一種重要的系統方式，可以使音頻和數據進行軌道的分離，同時又能夠促進兩者的相鄰關系［4］。在進行短波電臺通訊的時候，可以確保音頻和數據有效地傳輸，還能維持兩者的相近，保持各自的屬性不發生改變，從而有效地將傳輸性能進行提升，促進整個系統的靈活性和可調節性。

當前短波通信技術已經發展到第三代，其中短波電臺是其主導技術和主要的應用方式。第三代短波通信和同步方式進行比較，能夠有效地縮短數據的傳輸時間。隨著當前科技水平的逐步發展，短波電臺通信技術成為通信領域的主要研究對象，因為其本身的一些特殊性質，需要對短波電臺通信進行有效的發展和技術的提升，可以使其在我們的日常生活中進行有效的使用。因為短波電臺通信方式本身抗干擾能力相對較強，在各行各業應用過程當中具備非常廣泛的優勢。在許多艱苦的條件下，和其他的通訊方式相比，可以發揮自身的通訊長處和特點。

3 短波電臺通信性能的改善方法

3.1 自適應選頻技術

在短波電臺應用的過程中，對其造成干擾的因素眾多，無論是多徑時延還是幅度衰落都會造成信道通暢性和穩定性降低，氣候環境波動也會對通信效果造成影響。為使短波電臺通信性能得到發揮［5］，可以采用自適應選頻技術，通過這種自適應選頻實現對短波電臺參數的變化以及結構的調整。這種技術是通過調節頻率對缺陷進行補償，其自適應是指在短波信號在傳輸時，對其通信質量進行持續性測試（即信道質量分析LQA），并從中選取適用性最強、通信效果最佳的頻率，并實現自動鏈路建立（ALE），通過這種方式，彌補短波通信信道固有的不足，維持短波通信鏈路的良好傳輸狀態。

在實際的電臺中多使用的是第二代和第三代自動鏈路建立技術是以短波信道實時探測得到的優選頻率信息為基礎，但是在相對固定的工作頻率組內實時選頻，但問題在于：信道實時探測系統和實際通信系統相互獨立，交互信息不及時；在特定條件下甚至無法進行信息交互，導致在實際使用時，選出的頻率并非是最優頻率，但在新一代短波通信系統中，我們使用基于頻譜感知的信道實時探測與ALE緊密結合，其選頻策略如下。

1）基于地理信息的頻率中長期預報；

2）基于頻譜感知的本地噪聲分析；

3）單向頻率偵聽分析；

4）雙向的頻率探測；

5）基于記憶的用頻信息處理。

這種實時選頻和ALE 相結合，其頻率現選現用，可以最大限度發揮實時選頻的優勢。結合這種最新的建鏈技術，可以將自適應選頻的效能進一步提升，最大程度保證短波通信的通信質量。

3.2 猝發傳輸技術

猝發通信，通常也被稱為“瞬間通信”。其工作原理是先將速率正常的信息進行封裝，然后將這個信息以正常情況10 倍～100 倍的速率瞬間發出，再在接收機端通過一定的操作將信息恢復至正常速率，進而得到原始信息。在短波電臺的軍事應用中，如果長時間保持通信，被干擾、攔截的可能很大，但猝發技術具有短暫性和隨機性，由于其對信號的使用時間較短［6］，因此可以有效地避免監聽和干擾，是目前使用較多的一種抗干擾方式。

猝發傳輸技術在軍事場景的運用中有極為關鍵的作用，尤其是對于抗干擾，隨著當前技術發展，干擾樣式越來越多變，監聽手段越來越豐富，因此抗干擾技術的需求也愈發迫切，猝發傳輸技術可以很好地解決這一問題，因此我們可以利用在普通跳頻通信的技術上，將鏈路質量分析（LQA）與其進行結合，并通過使用服務質量分析（QoS）技術，研判得出哪些頻段收到干擾，再通過總結和學習被干擾的跳頻頻率集，將最符合頻率集的信號通過反饋信號發送至發射機，進而使接收機和發射機能夠自動適應信道變化，同時將被干擾的頻率刪除，選在無干擾或者干擾很小的頻點進行通信，進而提升通信的可靠性，提升短波電臺通信的抗干擾能力［7］。

3.3 數字信號處理技術

數字信號處理技術通俗的講就是將我們生活中的圖片、音視頻等事物進行數字化的一項技術，通過這項技術可以消除大部分的干擾，進而可以迅速地完成對所需數據信息的提取，并通過這項技術轉化過濾后的信息，將最原始的信息轉化為電腦可以識別出的數字信息。上一代的數字信號處理技術通常是使用模擬的方式，使用模擬的方式在后期修改時相對復雜，不能快速完成模擬環境分析等操作。但新一代數字信號處理技術對這些弊端進行了完善和修改，使其滿足現代應用的需求。

數字信號處理技術在短波通信領域中的運用主要體現在以下這兩點：第一，DRM（Digital Rights Management）技術，即數字版權加密保護技術，這項技術在短波通信中被廣泛運用，數字版權加密保護技術通常被運用于30MHz 及以下的頻率，我們通常通過使用這項技術來實現短波通信覆蓋頻率范圍的擴大，且使用DRM 技術，其功率會低于傳統發電機，可以使整個電臺的經濟效益得到提高。當前最前沿的數字版權加密保護技術所采用傳輸方式是正交頻分復用，最高速率可達37kb∕s～186kb∕s，能更好地滿足短波數字通信的應用需求。第二、數字語言編碼的應用。因為在短波通信中傳輸帶寬度有限，因此在數字化的過程中通常會對語言編碼進行壓縮，由于其是開源的，因此我們除了可以使用編譯好的SO 庫，也可以根據應用場景自行編譯SO庫然后使用［8］。短波電臺通過對Opus編碼的使用，可以在速率上形成10kbps 以上的速度優勢，并且可以讓短波電臺有效的避免使用其他編碼常出現接收到的頻率不連續的現象，并且Opus 編碼編碼相對其他編碼還有一個巨大優勢就是經濟優勢，由于Opus 編碼是完全免費的，科研人員可以隨時對Opus 編碼進行改進，短波電臺使用Opus 編碼可以提高經濟效益，以綜合提升短波通信的通信效能。

4 結語

結合本文以上提出的幾點改進措施，短波電臺的通信效能可以得到有效的提升［9］，這幾項措施綜合性能的提升，對于整個通信行業的提升和進步都有著十分重要的意義。短波通信當前的研究現狀與其各種場景的應用決定了其未來的發展趨勢，即實現安全、快速、準確的通信。當前，短波通信技術仍然具有十分廣泛的應用前景［10］，尤其是在軍事斗爭準備領域，是戰時通信不可或缺的備份手段。因此，需要我們進一步加強對短波通信性能提升措施的研究，盡可能地發揮短波通信所具有的技術優勢［11］，對其存在的問題加以改善，進而提高通信的可靠性和準確性［12］，使其在各個領域都發揮出更好的效果。