基于多业务通信终端检测的短波通信技术研究

蒋小松

（常州国光数据通信有限公司，江苏 常州 213000）

0 引 言

短波通信技术在现代通信领域中十分重要，其在信息传输、紧急通信以及远程通信等方面具有广泛的应用。然而，随着通信需求的日益多样化和复杂化，传统的短波通信技术在满足多业务通信需求方面面临着挑战[1]。文章旨在针对多业务通信终端检测这一问题展开深入研究，通过分析数据业务、语音业务、手键报业务等业务功能的分类与特点，全面了解不同业务对通信终端的要求。在此基础上，设计了一种基于多接收业务自适应的短波通信技术，实现通信终端对当前业务种类，如语音、数据、手键报等的自动识别和适应。

1 多业务通信终端的分类与特点

1.1 数据业务通信终端

数据业务是多业务通信终端中的关键组件之一，用于实现数据的传输和通信功能。通信终端包括各种类型的设备，如手机、调制解调器、路由器以及网络接口卡等。数据业务通信终端通常采用高速并行体制下的数据流传输方式，支持从高速的2 400 b/s 到较低的150 b/s 的多种传输速率，以满足不同用户的需求。同时，为确保数据传输的可靠性和完整性，这些通信终端通常采用自动重传请求（Automatic Repeat Request，ARQ）方式进行传输。

1.2 语音业务通信终端

语音业务通信终端用于实现语音通信功能，这些通信终端主要是手机、对讲机、无线电台等。语音业务通信终端支持多种语音通信模式，包括一按即通（Push-to-Talk，PTT）、短波模拟话音及短波声码话音等。语音业务通信终端具有将有线电话的音频信号转至短波信道传输的功能，可以实现有线电话和无线电话之间的转接。这种转接功能使得用户可以通过无线电话系统进行语音通信，从而实现灵活的移动通信。同时，语音业务通信终端可以切换为不同语音通信模式，以满足不同场景下的通信需求[2]。

1.3 手键报业务通信终端

手键报业务通信终端是一种专用设备，用于实现手键报业务的发送和接收。这种通信终端通常设计简单，包括手动发报键和收报器。用户通过手动操作发报键来发送莫尔斯码等信息，而收报器则用于接收、解码、记录所接收的短波信号。手键报业务通信终端具有灵活的报文发送和接收功能，适用于需要简洁、快速通信的场景，如紧急通信或短文本传输等。虽然这些通信终端通常需要人工操作，但其在某些情况下仍是一种有效的通信方式。近年来，随着技术的发展，出现一些自动收发莫尔斯报文的方法，具备自动纠错机制，能够在传输过程中自动检测和纠正错误，提高数据传输的可靠性。

2 基于多业务通信终端检测的短波通信技术

2.1 基于网络拓扑结构设计的终端部署

基于多业务通信终端的检测结果，设计短波通信网络的拓扑结构，确保网络覆盖范围和通信质量满足需求。在网络拓扑结构设计中考虑多业务通信终端的部署情况，合理安排终端位置和数量，以最大限度地利用其检测能力，并确保网络的连通性和可靠性[3]。基于短波通信网络的拓扑结构设计目标和约束条件，合理部署终端，以满足网络性能和通信需求。

部署灵活性强的通信终端，确保能够适应不同规模和复杂度的通信系统，选用可以灵活配置的通用终端设备，如支持多种通信协议和频率范围的无线电台或软件定义无线电（Software Defined Radio，SDR）设备。考虑网络的可扩展性，采用可扩展的网络拓扑结构，并预留足够的扩展余地，以支持未来业务需求。在关键通信节点附近部署高效的通信终端，以提高数据传输效率和通信性能。使用具有较高传输速率和稳定连接的设备，如专用的通信中继站或中心节点，提高通信效果。考虑通信环境的复杂性和多变性，选择可靠性强的通信终端，并确保它们具有足够的稳定性和抗干扰能力，以应对各种网络故障和异常情况。部署的通信终端要具有一定自适应能力，能够根据网络负载、通信环境等动态调整参数和工作模式，以提高网络性能和资源利用效率。采取合适的安全措施保护通信数据的安全，在关键节点和敏感区域部署安全性能强的通信设备，实现加密通信、访问控制及身份认证等。

考虑到成本因素，选择性价比高的通信终端设备，并采取节约成本的部署策略，如优化网络拓扑结构和降低设备维护成本。在资源有限的情况下，合理分配资源和部署终端，确保网络中的通信设备、带宽、能源等资源的有效利用。

根据不同业务的时延要求，合理规划终端部署位置，确保满足时延敏感性业务的实时通信需求。例如，在对实时性要求较高的区域，部署具有较低时延的通信设备。分析通信环境的复杂性和多变性，选择适应不同环境条件的通信终端，并采取相应的部署措施，以提高通信系统的适应性和稳定性。

2.2 基于终端部署的多业务通信节点连接

基于终端部署的多业务通信节点连接主要包括基站节点、中继节点及终端节点。基站节点作为网络的核心节点，具备较高的计算和处理能力，能够支持多业务通信终端的检测和识别，负责管理和调度通信终端的接入和数据传输。中继节点负责承载业务数据传输任务，实现不同基站节点之间的数据转发和中继。中继节点的部署需要考虑网络覆盖范围和传输距离的要求，以确保网络的全面覆盖和数据传输的可靠性。终端节点通过与基站节点或中继节点的连接实现与网络的通信，接收和发送数据。

通过全球定位系统（Global Positioning System，GPS）定位或手动标记每个通信节点的位置，根据节点位置和通信需求，确定采用的连接方式，如无线连接、有线连接或混合连接。同时，根据连接方式，部署相应的连接设备。例如：对于无线连接，需要在每个节点上安装无线通信设备；对于有线连接，需要在节点之间铺设相应的通信介质，并安装连接设备；对于混合连接，需要根据具体情况在节点间选择合适的无线连接和有线连接方式。通过网络性能测试、信号强度测试等手段来进行连接质量测试，验证节点之间的连接是否稳定、可靠，并满足通信需求。根据测试结果进行优化调整，对连接设备进行参数调整或重新布置，以提高连接质量和网络性能[4]。

2.3 通信信道的分配与管理

根据不同业务的频率需求和频谱利用情况，将频谱分配给不同的业务，避免频率干扰和频谱浪费，利用网络负载和通信需求进行频率动态调整。对于时间敏感性较高的业务，采用时分复用技术，将通信时间划分为若干时隙，并按照时隙分配通信信道，实现多业务间的时分复用传输。对于空间复用性较高的场景，可以采用空分复用技术，将空间分为不同的区域或扇区，并为每个区域分配独立的通信信道，以提高通信系统的容量和覆盖范围。对于多用户接入的场景，采用码分复用技术为不同用户分配不同的扩频码，实现多用户间的码分复用传输，提高系统的接入容量和抗干扰能力。

分析不同业务的优先级需求，管理通信信道优先级，确保高优先级业务的通信需求得到优先满足。对于网络中存在的负载不均衡情况，采取负载均衡策略，动态调整通信信道的分配，实现网络负载的均衡分配，提高系统的整体性能。针对通信信道可能出现的故障或异常情况，采取故障恢复策略，及时进行信道切换或重路由，保证通信系统的连续性和稳定性[5]。

3 基于多业务通信终端检测的短波通信技术

3.1 信号分类

短波通信中，不同业务通常采用不同的频率范围，因此根据信号的频率分布将其归类为不同的频率范围。通过分析信号的调制方式进一步划分信号类型，常见的调制方式包括调幅（Amplitude Modulation，AM）、调频（Frequency Modulation，FM）、调相（Phase Modulation，PM）等。利用信号所携带的信息内容和用途细分信号类型。例如，语音信号、数据信号、连续波(Continuous Wave，CW）信号等不同的业务类型采用频谱分析、时域分析、功率谱密度分析等方式提取信号的特征，可根据其特征和用途对信号进行分类。

3.2 频率和频谱分析

使用接收设备分析采集的信号时域，通过示波器或信号处理软件绘制信号的时域波形图，观察信号的振幅和时域特性。将时域信号转换为频域信号，使用傅里叶变换算法进行频谱分析，以便后续的处理和应用。

3.3 调制与解调

根据通信要求和信道条件，设置调制的参数，如调制指数、调制深度及载波频率等，将调制后的信号通过发送端设备发送至接收端。接收端设备接收到调制信号后，对信号进行前端处理，提高信号质量和抗干扰能力。根据选择的调制方式，使用相应的解调算法解调接收的信号，提取原始信号，进一步处理和解码解调后的信号，以恢复为原始的数字信号或模拟信号。

4 实验研究

为验证文章提出的基于多业务通信终端检测的短波通信技术的实际应用效果，开展对比实验。选用基于数据挖掘技术与文章设计技术进行实验对比，得到的单向通信成功率实验结果如图1 所示。

图1 通信安全性实验结果

根据图1 可知，数据挖掘技术单向通信成功率约60 ～80%，文章设计技术单向通信成功率约80 ～95%。

通信速率实验结果如图2 所示。

图2 通信速率实验结果

由图2 可知，与传统数据挖掘技术相比，文章提出的基于多业务通信终端检测的短波通信技术的通信安全性更高，通信速率更快，满足多业务通信终端检测的需求，提高了通信终端对短波信号的识别和处理能力。

5 结 论

文章通过对数据业务、语音业务及手键报业务等多种业务特点的深入分析，提出一种新型的短波通信技术，旨在实现对不同业务种类的自适应识别和适应。实验验证了文章设计技术的有效性和可行性，为多业务通信终端检测和短波通信技术的发展做出积极的贡献。未来，需要进一步深入研究频谱资源的有效利用、通信安全性的提升以及通信系统的智能化和自适应性等问题，进一步推动短波通信技术的发展，构建更加智能和高效的通信系统。