基于多業務通信終端檢測的短波通信技術研究

蔣小松

（常州國光數據通信有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

短波通信技術在現代通信領域中十分重要，其在信息傳輸、緊急通信以及遠程通信等方面具有廣泛的應用。然而，隨著通信需求的日益多樣化和復雜化，傳統的短波通信技術在滿足多業務通信需求方面面臨著挑戰[1]。文章旨在針對多業務通信終端檢測這一問題展開深入研究，通過分析數據業務、語音業務、手鍵報業務等業務功能的分類與特點，全面了解不同業務對通信終端的要求。在此基礎上，設計了一種基于多接收業務自適應的短波通信技術，實現通信終端對當前業務種類，如語音、數據、手鍵報等的自動識別和適應。

1 多業務通信終端的分類與特點

1.1 數據業務通信終端

數據業務是多業務通信終端中的關鍵組件之一，用于實現數據的傳輸和通信功能。通信終端包括各種類型的設備，如手機、調制解調器、路由器以及網絡接口卡等。數據業務通信終端通常采用高速并行體制下的數據流傳輸方式，支持從高速的2 400 b/s 到較低的150 b/s 的多種傳輸速率，以滿足不同用戶的需求。同時，為確保數據傳輸的可靠性和完整性，這些通信終端通常采用自動重傳請求（Automatic Repeat Request，ARQ）方式進行傳輸。

1.2 語音業務通信終端

語音業務通信終端用于實現語音通信功能，這些通信終端主要是手機、對講機、無線電臺等。語音業務通信終端支持多種語音通信模式，包括一按即通（Push-to-Talk，PTT）、短波模擬話音及短波聲碼話音等。語音業務通信終端具有將有線電話的音頻信號轉至短波信道傳輸的功能，可以實現有線電話和無線電話之間的轉接。這種轉接功能使得用戶可以通過無線電話系統進行語音通信，從而實現靈活的移動通信。同時，語音業務通信終端可以切換為不同語音通信模式，以滿足不同場景下的通信需求[2]。

1.3 手鍵報業務通信終端

手鍵報業務通信終端是一種專用設備，用于實現手鍵報業務的發送和接收。這種通信終端通常設計簡單，包括手動發報鍵和收報器。用戶通過手動操作發報鍵來發送莫爾斯碼等信息，而收報器則用于接收、解碼、記錄所接收的短波信號。手鍵報業務通信終端具有靈活的報文發送和接收功能，適用于需要簡潔、快速通信的場景，如緊急通信或短文本傳輸等。雖然這些通信終端通常需要人工操作，但其在某些情況下仍是一種有效的通信方式。近年來，隨著技術的發展，出現一些自動收發莫爾斯報文的方法，具備自動糾錯機制，能夠在傳輸過程中自動檢測和糾正錯誤，提高數據傳輸的可靠性。

2 基于多業務通信終端檢測的短波通信技術

2.1 基于網絡拓撲結構設計的終端部署

基于多業務通信終端的檢測結果，設計短波通信網絡的拓撲結構，確保網絡覆蓋范圍和通信質量滿足需求。在網絡拓撲結構設計中考慮多業務通信終端的部署情況，合理安排終端位置和數量，以最大限度地利用其檢測能力，并確保網絡的連通性和可靠性[3]。基于短波通信網絡的拓撲結構設計目標和約束條件，合理部署終端，以滿足網絡性能和通信需求。

部署靈活性強的通信終端，確保能夠適應不同規模和復雜度的通信系統，選用可以靈活配置的通用終端設備，如支持多種通信協議和頻率范圍的無線電臺或軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR）設備。考慮網絡的可擴展性，采用可擴展的網絡拓撲結構，并預留足夠的擴展余地，以支持未來業務需求。在關鍵通信節點附近部署高效的通信終端，以提高數據傳輸效率和通信性能。使用具有較高傳輸速率和穩定連接的設備，如專用的通信中繼站或中心節點，提高通信效果。考慮通信環境的復雜性和多變性，選擇可靠性強的通信終端，并確保它們具有足夠的穩定性和抗干擾能力，以應對各種網絡故障和異常情況。部署的通信終端要具有一定自適應能力，能夠根據網絡負載、通信環境等動態調整參數和工作模式，以提高網絡性能和資源利用效率。采取合適的安全措施保護通信數據的安全，在關鍵節點和敏感區域部署安全性能強的通信設備，實現加密通信、訪問控制及身份認證等。

考慮到成本因素，選擇性價比高的通信終端設備，并采取節約成本的部署策略，如優化網絡拓撲結構和降低設備維護成本。在資源有限的情況下，合理分配資源和部署終端，確保網絡中的通信設備、帶寬、能源等資源的有效利用。

根據不同業務的時延要求，合理規劃終端部署位置，確保滿足時延敏感性業務的實時通信需求。例如，在對實時性要求較高的區域，部署具有較低時延的通信設備。分析通信環境的復雜性和多變性，選擇適應不同環境條件的通信終端，并采取相應的部署措施，以提高通信系統的適應性和穩定性。

2.2 基于終端部署的多業務通信節點連接

基于終端部署的多業務通信節點連接主要包括基站節點、中繼節點及終端節點。基站節點作為網絡的核心節點，具備較高的計算和處理能力，能夠支持多業務通信終端的檢測和識別，負責管理和調度通信終端的接入和數據傳輸。中繼節點負責承載業務數據傳輸任務，實現不同基站節點之間的數據轉發和中繼。中繼節點的部署需要考慮網絡覆蓋范圍和傳輸距離的要求，以確保網絡的全面覆蓋和數據傳輸的可靠性。終端節點通過與基站節點或中繼節點的連接實現與網絡的通信，接收和發送數據。

通過全球定位系統（Global Positioning System，GPS）定位或手動標記每個通信節點的位置，根據節點位置和通信需求，確定采用的連接方式，如無線連接、有線連接或混合連接。同時，根據連接方式，部署相應的連接設備。例如：對于無線連接，需要在每個節點上安裝無線通信設備；對于有線連接，需要在節點之間鋪設相應的通信介質，并安裝連接設備；對于混合連接，需要根據具體情況在節點間選擇合適的無線連接和有線連接方式。通過網絡性能測試、信號強度測試等手段來進行連接質量測試，驗證節點之間的連接是否穩定、可靠，并滿足通信需求。根據測試結果進行優化調整，對連接設備進行參數調整或重新布置，以提高連接質量和網絡性能[4]。

2.3 通信信道的分配與管理

根據不同業務的頻率需求和頻譜利用情況，將頻譜分配給不同的業務，避免頻率干擾和頻譜浪費，利用網絡負載和通信需求進行頻率動態調整。對于時間敏感性較高的業務，采用時分復用技術，將通信時間劃分為若干時隙，并按照時隙分配通信信道，實現多業務間的時分復用傳輸。對于空間復用性較高的場景，可以采用空分復用技術，將空間分為不同的區域或扇區，并為每個區域分配獨立的通信信道，以提高通信系統的容量和覆蓋范圍。對于多用戶接入的場景，采用碼分復用技術為不同用戶分配不同的擴頻碼，實現多用戶間的碼分復用傳輸，提高系統的接入容量和抗干擾能力。

分析不同業務的優先級需求，管理通信信道優先級，確保高優先級業務的通信需求得到優先滿足。對于網絡中存在的負載不均衡情況，采取負載均衡策略，動態調整通信信道的分配，實現網絡負載的均衡分配，提高系統的整體性能。針對通信信道可能出現的故障或異常情況，采取故障恢復策略，及時進行信道切換或重路由，保證通信系統的連續性和穩定性[5]。

3 基于多業務通信終端檢測的短波通信技術

3.1 信號分類

短波通信中，不同業務通常采用不同的頻率范圍，因此根據信號的頻率分布將其歸類為不同的頻率范圍。通過分析信號的調制方式進一步劃分信號類型，常見的調制方式包括調幅（Amplitude Modulation，AM）、調頻（Frequency Modulation，FM）、調相（Phase Modulation，PM）等。利用信號所攜帶的信息內容和用途細分信號類型。例如，語音信號、數據信號、連續波(Continuous Wave，CW）信號等不同的業務類型采用頻譜分析、時域分析、功率譜密度分析等方式提取信號的特征，可根據其特征和用途對信號進行分類。

3.2 頻率和頻譜分析

使用接收設備分析采集的信號時域，通過示波器或信號處理軟件繪制信號的時域波形圖，觀察信號的振幅和時域特性。將時域信號轉換為頻域信號，使用傅里葉變換算法進行頻譜分析，以便后續的處理和應用。

3.3 調制與解調

根據通信要求和信道條件，設置調制的參數，如調制指數、調制深度及載波頻率等，將調制后的信號通過發送端設備發送至接收端。接收端設備接收到調制信號后，對信號進行前端處理，提高信號質量和抗干擾能力。根據選擇的調制方式，使用相應的解調算法解調接收的信號，提取原始信號，進一步處理和解碼解調后的信號，以恢復為原始的數字信號或模擬信號。

4 實驗研究

為驗證文章提出的基于多業務通信終端檢測的短波通信技術的實際應用效果，開展對比實驗。選用基于數據挖掘技術與文章設計技術進行實驗對比，得到的單向通信成功率實驗結果如圖1 所示。

圖1 通信安全性實驗結果

根據圖1 可知，數據挖掘技術單向通信成功率約60 ～80%，文章設計技術單向通信成功率約80 ～95%。

通信速率實驗結果如圖2 所示。

圖2 通信速率實驗結果

由圖2 可知，與傳統數據挖掘技術相比，文章提出的基于多業務通信終端檢測的短波通信技術的通信安全性更高，通信速率更快，滿足多業務通信終端檢測的需求，提高了通信終端對短波信號的識別和處理能力。

5 結 論

文章通過對數據業務、語音業務及手鍵報業務等多種業務特點的深入分析，提出一種新型的短波通信技術，旨在實現對不同業務種類的自適應識別和適應。實驗驗證了文章設計技術的有效性和可行性，為多業務通信終端檢測和短波通信技術的發展做出積極的貢獻。未來，需要進一步深入研究頻譜資源的有效利用、通信安全性的提升以及通信系統的智能化和自適應性等問題，進一步推動短波通信技術的發展，構建更加智能和高效的通信系統。