短波通信组网与数字短波组网关键技术探究

2021-07-22彭天伟

电子测试 2021年12期

彭天伟

（广州海格通信集团股份有限公司，广东广州，510000）

0 引言

短波通信为采取1.5-30 MHz频率的电磁波进行传输信号，属于典型的无线电通信举措，可以实现无中继远距离通信。其主要的优势特点就是，具备广阔的覆盖范围、较强的抗摧毁性能、迅速的网络重构速率等，但是也要依靠先进的组网技术手段、连接公共数据网、建设数字短波组网系统等的支持，因为其存在的不足的就是波段窄、信道不稳定等，需要采取以上的举措，将短波通信发展空间不断扩展。

1 短波通信组网的相关技术分析

在短波发展过程中，主要的优势特点就是通信数字化、通信系统网络化以及通信业务综合化。进行通信系统的建设，应该让系统可以具备良好的兼容性，网络顺畅互通，而且具备可靠性、有效性等特点。目前的社会在信息化环境下，传统短波通信特点已经不断的凸显出弊端问题，已经滞后于数字化时代提出的标准。因此，基于互联网融合发展的状态中，需要加强技术手段的革新。

1.1 短波快速建链技术

为了完善短波通信组网，需要实现提升新建链接速率、减少帧头、增加系统吞吐量等目标，在此基础上，加以健全短波通信组网。新型短波快速建链技术，可以进行充分的利用短波基站电台设备、同步探测技术、广域空间分集接收技术，通过采取数据发送、接收并行举措，构建短波快速选频建链方法,及时的在短波基站中接入进短波电台,减少建链时间在一分钟之内，顺应用户快速选频建链要求，达到网络接入控制的目标。

1.2 认知无线电思想（Cognitive Radio,CR）

CR为一种无线传输方式，其自适应调节内部通信机理、实时改变特定无线操作参数，进行外部无线环境的有效适应。在短波通信组网中进行应用CR，能够及时的修改处理频率设置，尽快的感知到未用频谱同时加以运用，动态化的利用好空闲频谱，提升应用效率。频谱资源具有局限性的特点，因此科学的利用好频谱尤为关键。

1.3 宽带同步组网

积极的革新已有宽带条件，让无线宽带自组织网络将传输速率不断提升，最短的时间内，提升宽带传输的效率。对此时隙的划分，需要合理规划，先进行预测，之后落实仿真操作，再展开调整，保障配置标准具备科学合理性。此项内容具备较高的技术含量，属于当下短波通信组网技术难点之一。

1.4 全双工方式（full duplex）

双工模式可以获得更完善的网络和系统，增强应用效率。发送端正常的操作、发送DATA，产生断传、差错的问题时，可以在下一时隙重发。接收到了DATA以后，收方回传以确认。全部信息确认接受以后，进行回复，之后断开链接。如图1。

图1 全双工模式

2 数字短波组网关键技术探究

2.1 系统需求分析

产生突发灾害事件情况下，短波通信的远程无中继和抗摧毁性的特征会发挥出应有的功效，而且通信设备的构造是比较简单的，拥有较强的抗干扰性能。面对短波通信不能良好的匹配于实际通信需求的现象，在繁杂化的环境状态中，需要做好数字短波通信系统的科学规划设计，使其可以符合各种传输（语音、短信等）的综合性业务通信的高标准需求。

2.2 建设目标

规划短波组网期间，应该依据全面覆盖相关区域短波通信需求的原则标准，通过短波台基站渠道，实现相应保障机制目标，例如多点重复覆盖、互相的补充等等，扩大网络的覆盖范围，有效补充通信盲区，提供信息接入以及通信服务。设计短波通信系统期间，运用自适应多点建链策略，有效的增强自动化程度，促使将通信传输质量水平提升，而且保护好短波机动用户实时的应急通信。另外可以动态化的分配、调整网络资源以及系统的资源，管控更加智能化，让全网在实时的数据传输、语音传输的可管可控环境下。

2.3 网络体系架构

形成科学的短波组网的网络体系结构图，从逻辑功能层面分析，区域中心站、短波用户、支撑网络等属于关键部分。中心站带给接入应急信息关键接点，分布于不同区域，同时各中心站之间，都是通过支撑网络实现互通的。短波用户属于各类机动用户，为重要的短波组网内通信保障部分。支撑网络中，包括短波网络、 CDMA网络、IP承载网等，保障性网络包括有线网络、移动通信网络两大部分。短波网络为应急保障网络，功能就是传递区域中站点间信息。

3 短波通信组网与数字短波组网技术的未来发展方向

3.1 技术迭代推动全面的提升网络性能

将网络性能提升，是应用、发展短波通信组网的关键目标。各专项技术的迭代发展，将短波通信网络专项性能显著的提升。跳频通信组网方式为基于跳频技术、扩频技术前提下，所形成的通信组网模式，有效的弥补固定频率通信组网方式暴露的问题，和易受干扰的弊端。第三代频率自适应通信组网模式中，包含了比较先进的技术手段，即信道分离、同步探测、自适应频率管理等，网络性能较好，而且具备更强的业务传输能力、抗干扰以及抗摧毁性能等。建立在短波射频全频段信号基础上，经综合性的开发利用计算机、网络传输、信号快速检测和直接采样等技术，形成科学的智能选频建链技术、广域分集接收技术，可以促进将短波通信网络于接入网络速度、选频建链速度等能力不断的增强，获得更可靠的业务传输能力。尤其是对于广域分集组网技术而言，能够产生2-4dB的分集增益，保障短波业务稳定化的传输。

3.2 融合组网是短波通信发展的大趋势

如果只是单一形式的短波组网，则建立短波网络中是具备较为显著的缺陷的，并且主要是体现在了网络接入速度比较缓慢、信道不对称性、业务传输等的质量缺少较强的可靠度等。尽管在不断的发展技术，已经在积极的改善了单纯组网方式技术不足的问题，但是还并未能够良好的处理以上网络性能问题。所以，相应部门短波通信网络呈现出了烟囱林立现象，各个阶段、相异的通信体制的短波通信用户并存，不能良好的互通业务，采取传统的单一短波通信组网举措不能满足当前社会各通信体制下短波用户业务更多互联互通需求标准。在这种情况下，积极的实施广域分集组网模式，其属于短波无线通信网络、IP承载网络有线网络融合的新型组网通信模式，能够将短波通信网络性能提升。因此，将来进行完善融合组网并更新，属于短波组网通信的关键任务。

3.3 深入的发展智能网络通信

当前芯片制造技术在不断发展，在一定程度上让CPU以及FPGA 等芯片处理功能实现了相继提升。宽带射频 AD/DA芯片、射频直采技术，经短波信道数字化的方式，实现了在天线处的直采，同时经过科学的运用FPGA+DSP技术以及SoC技术，实现多信道接收短波全频段宽带。信道设备体积较小，而且质量较轻，能够降低损耗程度，集成是在小型化设备中，也可以促进将设备综合处理功能增强。