海上短波通信頻率優(yōu)選技術(shù)現(xiàn)狀與分析

柳勇剛

【摘要】 短波通信是人類最早發(fā)現(xiàn)的無線通信方法，是遠(yuǎn)距離通信必不可少的手段。本文首先簡要介紹了短波通信頻率優(yōu)選技術(shù)的主要類型，對海上短波遠(yuǎn)程通信頻率優(yōu)選技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了總結(jié)，并探討了一種綜合了預(yù)測與探測功能的新模式，希望能夠為推動海上遠(yuǎn)距離通信頻率優(yōu)選技術(shù)的發(fā)展貢獻一份力量。

【關(guān)鍵詞】 頻率優(yōu)選技術(shù) 短波通信 預(yù)測 探測 現(xiàn)狀分析

短波通信具有機動靈活、通信距離遠(yuǎn)、通信能力強的特點，在現(xiàn)代軍事戰(zhàn)略通信中有著十分關(guān)鍵的作用。隨著短波通信技術(shù)研究的不斷深入，現(xiàn)代短波通信技術(shù)開始向數(shù)字化方向發(fā)展，但在實際應(yīng)用過程中，人們發(fā)現(xiàn)通信頻率優(yōu)選技術(shù)始終是制約短波通信效果的重要因素，盡管引入了較為先進的差錯控制技術(shù)，應(yīng)用了調(diào)制解調(diào)器，短波信道仍然存在較強的窗口效應(yīng)。在此背景下，有必要對短波遠(yuǎn)程通信頻率優(yōu)選技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，進一步探討有效的頻率優(yōu)選手段。

一、頻率優(yōu)選技術(shù)的類別分析

短波頻率優(yōu)選技術(shù)按照其作用劃分，可分為頻率探測、頻率預(yù)測及認(rèn)知無線電感知三種技術(shù)類型。其中，頻率優(yōu)選預(yù)測與探測的主要目的是確定最佳通信寬帶，緩解頻譜源不足等問題。在短波遠(yuǎn)距離通信過程中，頻譜源不足會對短波通信的系統(tǒng)容量產(chǎn)生影響。有相關(guān)研究指出，在時空領(lǐng)域上，短波頻譜存在很多頻譜空洞。頻譜空洞直接關(guān)系到短波頻率的應(yīng)用效率，如何發(fā)現(xiàn)這些空洞，已經(jīng)成為短波長距離通信頻率優(yōu)選技術(shù)研究者們關(guān)注的重點。與此同時，無線電感應(yīng)技術(shù)開始在短波通信中出現(xiàn)和應(yīng)用，其主要原理是通過感知外界不斷變化的無線通信環(huán)境，借助一定算法來實時變更自身參數(shù)，對授權(quán)用戶的閑置頻率空穴進行動態(tài)跟蹤感知，進而達(dá)到充分利用頻譜資源的目的。

二、海上短波遠(yuǎn)程通信頻率優(yōu)選技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1頻率預(yù)測技術(shù)應(yīng)用

短波頻率預(yù)測技術(shù)既包括長期預(yù)測，又包括短期預(yù)測，CCIR組織曾經(jīng)提出了三種獨立的短波信道模型評估算法，分別為報告 894、報告252及報告252補編的方法。目前，國內(nèi)短波頻率預(yù)測技術(shù)仍然是以短期預(yù)測、長期預(yù)測為基礎(chǔ)，在海上短波通信領(lǐng)域，出現(xiàn)了亞太法、自相關(guān)頻率預(yù)測以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測法等優(yōu)選技術(shù)。其中亞太法是根據(jù)亞太地區(qū)39個主要電離層觀測站記錄的數(shù)據(jù)，運用f0 F2導(dǎo)出預(yù)測指數(shù)的一種頻率預(yù)測方法，自相關(guān)頻率預(yù)測技術(shù)則以電離層MUF的變化規(guī)律為基礎(chǔ)，通過預(yù)測其短期變化規(guī)律來進行準(zhǔn)實時預(yù)報。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基本原理為依據(jù)而建立起的一種短波頻率預(yù)測模型，也具有實時預(yù)報的作用。目前，世界很多國家不同機構(gòu)對短波頻率預(yù)測均有深入的研究，大多數(shù)研究成果都是以中長期預(yù)測為主，雖然也符合短波通信的要求，但不能全面反映實際時刻電離層的反射信道情況。

2.2頻率探測技術(shù)應(yīng)用

在頻率探測技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，很多探測信號體質(zhì)開始用于短波通信實踐中，如脈沖探測、眼圖技術(shù)和錯誤計數(shù)等，在很大程度上提高了短波通信頻率探測的效率。其中，脈沖探測是出現(xiàn)時間最早、應(yīng)用范圍最廣泛的一類探測方法，能夠同步接收和傳輸時間和頻率，在發(fā)端應(yīng)用了脈沖探測發(fā)射機以在整個HF頻段上發(fā)送脈沖探測信號，接收端中的探測接收機校準(zhǔn)時間與標(biāo)準(zhǔn)時間一致，因此能夠?qū)崿F(xiàn)同步收發(fā)。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)過程中，眼圖技術(shù)能夠比較全面地反映系統(tǒng)傳輸性能，因而可以通過眼圖分析來評估信道。錯誤計數(shù)技術(shù)是在控制發(fā)送數(shù)據(jù)的條件下，通過設(shè)置反碼加權(quán)，對信息支路進行放大加權(quán)處理，從而提高系統(tǒng)輸出結(jié)果中的誤碼率，該方法多用在數(shù)字通信系統(tǒng)中。

三、預(yù)測與探測組合應(yīng)用的新模式

短波頻率探測的主要作用在于通過對電離層進行動態(tài)探測，為短波通信找到最佳通信頻率。一般情況下，岸海短波頻率的探測工作離不開艦載站與岸基站，艦載站與岸基站保持同步，共同接收電離圖，從而構(gòu)建探測鏈路。同時，艦載站把優(yōu)選頻率傳輸至岸基站，再由岸基站對本地區(qū)電磁環(huán)境作出分析，確立優(yōu)選頻率后將其傳回艦載站。在定頻工作模式下，海上短波通信工程中，岸海短波數(shù)據(jù)的鏈傳效果往往難以得到保證，因此，可以考慮將數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與短波通信頻率探測系統(tǒng)結(jié)合起來，最大限度地利用頻率探測系統(tǒng)功能，結(jié)合海區(qū)天氣狀況、地理情況及電磁頻譜占位情況選擇閑置、穩(wěn)定的通信頻率，并對通信頻率進行實時分配，大幅度地提高短波通信效果。

四、結(jié)束語

短波通信的抗毀性能好，其在海上通信領(lǐng)域有著不可估量的應(yīng)用價值。但是受現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平的影響，短波通信頻率優(yōu)選效果仍然有待改善。

短波通信工作者要不斷提升頻率預(yù)測和探測水平，綜合利用通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，改進通信設(shè)備，從而不斷提高通信頻率的應(yīng)用率。

參 考 文 獻

[1]李菁曄，徐池，韓東等. 基于電子海圖的短波頻率輔助決策系統(tǒng)研究[J]. 電子信息對抗技術(shù)，2015，01：83-87.

[2]徐池，邱楚楚，李梁等. 海上短波通信頻率優(yōu)選技術(shù)現(xiàn)狀與分析[J]. 通信技術(shù)，2015，10：1101-1105.

[3]任嘉慧. 如何提高短波頻率資源在海上通信中的效率[J]. 中國新通信，2015，22：60-61.