短波通信系统的发展与技术研究

刘 鹏

（作者单位：国家新闻出版广电总局602台）

短波通信系统的发展与技术研究

刘 鹏

（作者单位：国家新闻出版广电总局602台）

短波通信因具备有效传播距离长、适应能力强、使用灵活、设置方便和低耗费等优点，因而被广泛应用于民航、军事战争和抢险救援等重要领域，成为全世界广泛使用的通信方式。本文依据短波通信技术所具备的特征，结合国内和国外短波系统的关键工作规范，研究短波通信未来的发展方向和技术要领，为中国短波通信系统的改良和进步提供了理论依据。

短波通信系统；发展；技术

短波通信相关的设备具有占地空间小、运输方便、设置方便、使用灵活和低耗费等特点，短波通信历经时间的考验，成为无线电通信手段中举足轻重的角色。伴随利用数据信息描述物理知识程度的加深，短波通信系统以短波运用技术的相关研究为依据，不断随着时代的发展而进步。在民航企业、抢险搜救工作中，短波通信发挥着至关重要的做用，并保证了军事战争中长距离的有效联系。

1 短波通信系统发展的主要内容

根据短波通信传播所具备的特征，下文具体阐述支撑短波通信系统发展的主要内容。

1.1 短波通信网络构成升级

目前，短波通信系统的主导传播方式是点传递，这种方式的弊端在于其不能即刻、全面地显现网络环境的全局性数据。由此可知，短波通信的传播方式由基础型的点传递趋向于网络覆盖式［1］。由于短波的信息传播速率是有上限值的，为了充分利用通信网络，需要升级网络构成，提升网络工作的时效性。

1.2 短波宽带快速信息传播

先前的短波通信宽带频率为3kHz，传播速度通常只能达到300b/s或是600b/s。随着短波通信的现代化，数据信息处理技术逐步增强，之前的短波速度已不能满足使用要求，增大短波通信传播系统的容量可以大幅促进短波通信的进步。先前的短波通信数据宽带的频率为3kHz，信息快速传播的情况应该凭借高阶调制，必须达到适当的信噪比。综上可知，达到高效的快速传播的技术要领是扩大带宽。

1.3 短波抗干扰

天波因其在传输过程中易受动态电离层和传输方式多样化的干扰，容易发生传播不稳定的情况。地波在扩散过程中容易受崎岖不平地貌的干扰，致使无效传播的情况时有出现。与此同时，短波通信经常会遭受人为破坏性攻击。因此，短波通信的运行要领和短波频率的应用范围应该因地制宜，视情况进行独立延续性的改变［2］。综上，短波通信技术至关重要的研讨项目应该包括完善的抗扰动能力、有效的数据消息传递，这个项目为短波通信系统的有效运行提供了有力的支撑。

1.4 短波资源动态安排

短波的频率范围小，传播速度慢，灵活安排短波资源，可以提升短波通信的工作质量。在异常的通信环境中，相对特别的数值点将更为重要，其可与较大量的短波资源相结合。与此同时，短波随时间的自适应性进行资源配置，以便达到网络覆盖模式短波通信的全面升级。短波资源的配置要领依据时间数据管理方法分为同步配置和异步配置。

1.5 相互联通

通信系统为增强有效传输信息的性能，采用了联合不同通信方式的方法要领，其中包括短波网络和异构网络相联合。现阶段，异构网络的互通联合以IP共识为主导方式，IP over HF方法为小范围宽带和小速度值情况下的短波通信IP共识提供支持。

2 国内外短波通信发展现状

短波通信在我国已经得到了较大范围的使用，但是，相对美国和北约的短波通信要领，国内的短波通信应用仍有很大的进步空间。

2.1 国内短波通信现状

网络覆盖式短波通信要领大范围在军用通信中发挥作用，同时，其也在民用通信中得到了一定程度的利用。

应用于军事领域的远距离通信方式主要有卫星通信和短波通信两种方式。在危急情况下，卫星系统运行不稳定，而短波通信在复杂环境中的抗扰动性能更好、灵活性更强。由此可知，短波通信在军事通信方式中占据着举足轻重的位置。应用于民用通信领域的通信方式有许多种，因为我国人多地广、地形多变、自然灾害频发，传统的通信方式易受到环境干扰而不能有效完成通信任务，但短波通信的自适应能力强、耗费低。因此，短波通信在民用通信手段中也占有一席之地。但是，国内主要使用点传递式短波通信，特别是在危急情况下，例如抢险救灾之后的消息链接，点传递式短波通信能够完成传播灾区情况消息至灾后指挥中心的任务，但不能将灾后情况详情呈现，并且因其传播速度低而不能充分适用于紧急事态。应用于民用领域的短波通信网络覆盖化、宽带传播、完成信息可达同样是国内短波紧急态势通信应用的关键前进方向。

2.2 国外短波通信现状

国外投入使用的短波通信系统数量可观，其中，最为现代化的短波通信技术在军事领域中得到了广泛应用，比如澳大利亚的龙鱼网络、美国全球无线公司的全球化邮件平台、美国海上战队所拥有的高频率特质网络通信和高频船岸网络等。

以组网的视角出发，可知以上国际知名短波网络均属于短波连入网范围。它们具备网络中心连接点管理规范，即以中心连接点为“太阳”，其他连接点受“太阳”的制约，并以其为中心，位置发生变动的连接点相互不能直接进行交流，而是需要通过中心连接点共同分配达到目的。为降低中心管控式短波连入网的运行局限性，短波独立布局网络技术的深入探讨于国外逐步展开。美国国防部早在20世纪末就发布了大量短波独立布局网络通信的要领规范，随着数据信息处理要领的进步，短波通信要领规范第二代自动化链接建设规范升级至第三代ALE规范，第四代ALE规范也将在不久的将来问世。

北约短波同源高频率宽带网络在海上航行通信中发挥着重要的作用，此种通信以STANAG 5066为准则，制定了正规的短波通信要求，并根据短波独立安排网络确定了短波高频指令协议，将一系列速度独立调整要领全面化、正规化。与此同时，北约的5066规范第一次根据实际情况落实了IP over HF要领。基于5066规范，短波同源高频率宽带网络足够支撑IP over HF要领，并使短波网络联通IP网络成为现实。然而，以短波数字信息安排要领和传送制度的角度衡量北约5066规范，它和美国第二代ALE要领极其相似。为满足更高的需求，和美国第三代ALE要领相匹配，北约STANAG 4538规范问世。此规范基于美国军方的MIL-STD-188-141B规范的组成框架，建立了超快链接建设规范和与之对应的链接管控规范，从而使短波超速链接的建立得以实现，大大提升了数字化信息的传播效率。

3 短波通信系统技术研究

3.1 规范体制组成

短波规范组成是短波组网要领中至关重要的因素。制定符合要求的短波规范组成，能够与各种组网和传送制度相匹配，并能与其他异类短波电台组网协同合作。现在运行的短波通信系统规范体制组成一般包括隶属美国的141B规范和隶属北约的STANAG 5066规范，然而，即使使用范围如此广泛的规范，也未以跨级设计的视角来改善规范组成。

STANAG 5066规范首次涉及短波通信系统的规范组成，将短波通信系统的作用结构和对接点标准化。此规范组成包括链接层与物理层两级关键作用结构，并制定了从属于链接层的下级作用和支撑编码，特别是在下级对接点的下级结构中，能够支撑结点工作传送和IP任务发布。

因为短波通信需要以带宽和传播速度为工作基础标准，IP over HF要领的上台一度遭遇大众的不认可。伴随短波超速波形要领的进步和短波运行过程联网的要求，IP over HF要领得到一批学者的深入分析，STANAG 5066规范第一次证实了此要领的实用性。现在的短波通信渠道支撑IP业务的范围仍需进一步扩大，短波独立安排网络联通有线网的要领为IP over HF要领普及化的重要内容。

3.2 短波中继路由

短波具有效传播路程长的特点，短波路由在稳定数据消息传播的过程中发挥着重要功效，其可以确保消息达到目的地。目前。共有三种短波路由规范，即静态路由、根路由以及独立调整联合性互换路由。利用网络工作设备的相关节点支撑中继节点以产生静态路由，静态路由手段能够在运行比较平稳的拓扑组成网络中发挥较好的作用。根路由规范引进了之前Ad Hoc Networking运用的路由要领，降低了查找路由的耗费。根端周期性产生隐涵路由数据的包头，中继节点周期性破解包头，并将包头传送至包头中隐涵提示的后续中继节点，最终传递到目的节点。独立调整联合性互换路由规范比前面两种短波路由规范更占优势，其自我调整、与环境相协调的能力更强。独立调整联合性互换路由规范是针对短波通信渠道特征而建立的专业路由规范，利用节点实时相互交换路由数据，可以保证路由表的及时变动。

综上可知，目前国内外有关短波路由要领的探讨仍然不够深入，路由的搜索与路由表的动态变化均耗费了大量短波资源。所以，短波路由规范需要尽最大可能降低路由搜索的资源耗费，利用自我调整的方法保证短波可以有效传播。

3.3 媒体连入管控要领

短波独立安排网络媒体连入管控的规范极具代表性，它继续沿用了隶属Ad Hoc网的MAC要领，为达到参数化的静态设置做了关键工作。短波独立安排网络媒体连入管控的规范主要包括四种模式，即角逐连入模式、指令环模式、时刻模式和杂糅MAC组网模式。杂糅的MAC组网的规范可以弥补单调MAC组网的不足之处。美国军方141B同达组网规范，利用角逐方式与TDMA方式各自的突出之处［3］，降低了角逐矛盾程度，开拓了多种信息渠道同时起效的路径，提高了组网的工作速度和质量。

现在，在短波MAC规范中占据关键资源配置地位的是静态配置，但实时变动的资源配置方案可以更好地调节自身，以适应短波信息渠道窄、可利用资源受限的状态。为使短波资源实时改变资源配置方案，美国军方和北约制定了融合实时调整TDMA要领的22号链接，增大了实时变动间隙配置方式的数目，能够确保数据消息传播的实时性。

4 结语

短波通信因具有长路径有效传播的特点，于一系列特殊条件中，其能够代替卫星远路径无线通信方式。随着短波通信要领的进步，美国和北约在此方面投入了大量的研究，并取得了相对丰厚的成果，因而占据了短波通信领域的尖端，使短波通信广泛应用于民生和军事战争中。本文主要分析了短波通信系统的发展和技术，并对未来短波通信要领的进步方向展开了研究，希望可以为我国短波通信系统的换代更新提供帮助。

[1]罗秋霞,周治中,邹盛唐.短 波组网技术探讨[J].通信技术,2000(3).

[2]陈平.建设短波应急通信后备系统的若干技术问题[J].中国无线电,2009(1).

[3]张雅.基于TDMA短波通信网络的仿真[J].现代电子技术,2012(8).