短波頻段固定業(yè)務(wù)研究

蔡立偉，董城愿

（國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站，昆明 650031）

短波頻段固定業(yè)務(wù)研究

蔡立偉，董城愿

（國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站，昆明 650031）

本文通過研究短波頻段固定業(yè)務(wù)的情況、國際國內(nèi)規(guī)則和與該業(yè)務(wù)相關(guān)的ITU建議書、固定業(yè)務(wù)信號特征及監(jiān)測分析方法，為短波頻段固定業(yè)務(wù)監(jiān)測提供方法和建議。

短波；固定業(yè)務(wù)；監(jiān)測；無線電規(guī)則；占用度

1 引言

短波按照無線電頻率劃分是指波長在100～10m，頻率范圍為3-30MHz的電磁波。短波通信由于設(shè)備使用方便、組網(wǎng)靈活、價格低廉、抗毀性強等優(yōu)點，一直是遠程通信的主要手段。按照ITU國際電信聯(lián)盟《無線電規(guī)則》，短波按業(yè)務(wù)主要劃分為固定業(yè)務(wù)、水上移動業(yè)務(wù)、航空移動業(yè)務(wù)、廣播業(yè)務(wù)、業(yè)余業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)類型。短波固定業(yè)務(wù)指短波頻段特定固定點之間的通信業(yè)務(wù)，是短波頻段的主要基礎(chǔ)性業(yè)務(wù)，應(yīng)用廣泛，國內(nèi)外都做過與該業(yè)務(wù)相關(guān)的研究工作，可參考ITU國際電信聯(lián)盟《無線電規(guī)則》及相關(guān)建議書、《中華人民共和國頻率劃分規(guī)定》和相關(guān)的技術(shù)資料。

2 短波頻段固定業(yè)務(wù)概況

《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定（2014版）》中的定義：短波固定業(yè)務(wù)是指短波頻段固定地點之間的無線電通信業(yè)務(wù)。短波固定業(yè)務(wù)主要用于軍事、人防、地震、外交等部門的短波通信。近年來，伴隨著短波通信在技術(shù)上相繼取得了一系列的突破，短波固定業(yè)務(wù)也得到迅猛發(fā)展，主要發(fā)展趨勢表現(xiàn)為以下幾個方面[1]：

⊙ 由單一自適應(yīng)技術(shù)向全自適應(yīng)技術(shù)方向發(fā)展。

⊙ 短波抗干擾技術(shù)體制正逐步實現(xiàn)由窄帶低速數(shù)據(jù)通信技術(shù)向?qū)拵Ц咚贁?shù)據(jù)通信技術(shù)發(fā)展。

⊙ 短波終端技術(shù)向自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)發(fā)展。

⊙ 短波通信系統(tǒng)由數(shù)字化向軟件化發(fā)展。

⊙ 短波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向第三代全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。

⊙ 新型短波天線向自適應(yīng)、智能化方向發(fā)展。

3 短波頻段固定業(yè)務(wù)的無線電規(guī)則及ITU建議書

根據(jù)《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定（2014版）》統(tǒng)計我國劃分給短波固定業(yè)務(wù)使用的頻段可以看出，固定業(yè)務(wù)在劃分頻段內(nèi)作為主要業(yè)務(wù)使用，劃分頻段帶寬占整個短波頻段帶寬比例較大。如圖1所示。

圖1 頻率劃分規(guī)定中固定業(yè)務(wù)帶寬分配情況

《中華人民共和國無線電頻率劃分規(guī)定（2014版）》中有關(guān)的短波固定業(yè)務(wù)名詞解釋參考表1。

表1 頻率劃分規(guī)定中短波固定業(yè)務(wù)名詞解釋

與短波頻段固定業(yè)務(wù)的有關(guān)的ITU建議書如表2所示。

表2 與短波頻段固定業(yè)務(wù)的有關(guān)的ITU建議書

4 短波頻段固定業(yè)務(wù)信號類型

固定業(yè)務(wù)伴隨著短波通信技術(shù)發(fā)展，出現(xiàn)了多種通信方式，除了話音等模擬信號，還有種類多樣的數(shù)字信號。新通信方式的出現(xiàn)，實現(xiàn)了固定業(yè)務(wù)數(shù)字文本交換、聲音通信和數(shù)字圖像等多種樣式通信。

目前，短波固定業(yè)務(wù)通信業(yè)務(wù)主要采用單音串發(fā)（串行體制）和多音并發(fā)（并行體制）兩種數(shù)字高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)[2]。

（1）串行體制的產(chǎn)品大多需要采用自適應(yīng)選頻和自適應(yīng)均衡技術(shù)，它的頻譜利用率高，數(shù)據(jù)傳輸速率快，可充分利用發(fā)射功率，不易受頻率選擇性衰落的影響，能有效克服碼間串?dāng)_，目前被認為是抗多徑干擾和強加性干擾最好的一種制式，也是一種有發(fā)展前途的通信體制?，F(xiàn)美軍已有標準（MILSTD-188-110A），美國等國家的軍事外交通信已使用這種體制，我國臺灣軍方也正在使用串行8PSK體制的高速數(shù)據(jù)傳輸。

典型的8PSK單音體制有CHINESE 4+4信號。CHINESE 4+4信號采用8個數(shù)據(jù)音，每個數(shù)據(jù)音采用QPSK調(diào)制方式。在一個話路帶寬內(nèi)，串行發(fā)送高速數(shù)據(jù)信號。發(fā)送端采用8PSK調(diào)制，接收端采用高效自適應(yīng)均衡、序列檢測和信道估值等綜合技術(shù)，消除了多徑傳播和信道畸變引起的碼間制串?dāng)_，串行制不存在功率分散問題。在相同的傳輸速率下，誤碼率比并行制改善1～2數(shù)量級，大大提高了傳輸質(zhì)量，數(shù)據(jù)傳輸速率高達9.6kb/s。

圖2 CHINESE4+4信號頻譜圖

（2）多音并發(fā)體制：在話音通帶內(nèi)，把高速串行信道分裂成多個低速并行信道，以若干個副載波在基帶有效帶寬內(nèi)并行傳輸信息，接收機輸出的多路數(shù)據(jù)信息，分路后分別進行數(shù)據(jù)解調(diào)，得到多路低速數(shù)據(jù)信號，經(jīng)過重新組合恢復(fù)成高速數(shù)據(jù)流。每個副載波承載的數(shù)據(jù)率相當(dāng)?shù)?，碼元長度相對于多徑時延已足夠大，能抗多徑衰落影響。常用的多音有8，12，16，39音，每個單音受QPSK/8PSK調(diào)制。目前最高數(shù)據(jù)速率為2.4kb/s。新型多音并行調(diào)制解調(diào)器同時采用了FEC、分集、多普勒頻移校正和DSP等技術(shù)。

MIL-STD-188-110A Appendix B信號是常見的多音并發(fā)體制信號。MIL-STD-188-110A，39-tone modem appendix B，系統(tǒng)支持數(shù)據(jù)率75～2400b/s，使用39個數(shù)據(jù)音，從675Hz到2812.2Hz，間隔為56.25Hz，一個多普勒校正音，頻率為393.75Hz。在傳輸信息數(shù)據(jù)之前，先發(fā)送一段預(yù)同步碼，預(yù)同步碼由3部分構(gòu)成：第一部分（preamble-I）占14個信號幀長，包括4個數(shù)據(jù)音，每幀只在第3，15，27，39四個子信道傳輸未調(diào)制的全“1”數(shù)據(jù)；第二部分（preamble-II）占8個信號幀長，包括3個數(shù)據(jù)音，每幀只在第10，22，34三個子信道傳輸全“1”數(shù)據(jù)，并且前后兩幀信號相位相反；第三部分（preamble-III）占一個信號幀長，包括39個數(shù)據(jù)音和一個多普勒校正音，它用來為后續(xù)幀提供參考相位。

圖3 MIL-STD-188-110A光譜圖

5 短波頻段固定業(yè)務(wù)信號監(jiān)測方法

對短波固定業(yè)務(wù)無線電信號進行監(jiān)測，必須熟悉常見信號的時域、頻域等特征。短波固定業(yè)務(wù)信號類型包括對講、發(fā)報等模擬信號和傳輸語音、文字信息的數(shù)字信號。模擬信號可以根據(jù)信號的音響及頻譜特征進行識別，數(shù)字信號相關(guān)參數(shù)的分析還需要借助信號分析軟件等工具，可通過人工判別、信號自動識別系統(tǒng)在線分析、信號分析軟件離線識別等進行分析。

圖4 短波固定業(yè)務(wù)信號識別流程

6 結(jié)束語

本文通過研究短波頻段固定業(yè)務(wù)的情況、國際國內(nèi)規(guī)則和與該業(yè)務(wù)相關(guān)的ITU建議書、固定業(yè)務(wù)信號特征及監(jiān)測分析方法，并結(jié)合實際使用情況，對固定業(yè)務(wù)監(jiān)測提出以下建議：一是固定業(yè)務(wù)與廣播業(yè)務(wù)、水上移動、航空移動業(yè)務(wù)、業(yè)余業(yè)務(wù)等多種業(yè)務(wù)共同使用多個頻段，使得固定業(yè)務(wù)頻段內(nèi)信號復(fù)雜，在監(jiān)測中需從時域、頻域、調(diào)制域、特征域進行多角度分析；二是固定業(yè)務(wù)頻段數(shù)字信號較多，通常數(shù)字信號信噪比較低，有必要對信號進行采集錄音，利用自動識別和人工識別技術(shù)結(jié)合的方法對信號進行分析；三是固定業(yè)務(wù)通信由于是點對點之間的通信，具有很強的方向性。如果不在通信區(qū)域覆蓋范圍內(nèi)，就不能監(jiān)測到信號，監(jiān)測時可以利用不同位置的監(jiān)測站在空間上對固定業(yè)務(wù)信號進行監(jiān)測分析。

[1] 馬滿倉，韓穎，李洪剛．短波通信的發(fā)展趨勢[J]．計算機與網(wǎng)絡(luò)，2010

[2] 李景春，黃標，黃嘉．電磁頻譜工程[M]．北京：人民郵電出版社，2005:73-78

Research on Fixed Service in HF Band

Cai Liwei, Dong Chengyuan
(The State Radio Monitoring Center Yunnan Station, Kunming, 650031)

This paper studies on fixed service in HF band, international and domestic rules, associated with the ITU suggestions, the characteristics and monitoring methods of fixed service signals, and puts forward some suggestions and methods for monitoring fixed service.

Shortwave; Fixed service; Monitoring; Radio regulations; Occupancy

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.05.021

TN92

A文章編碼：1672-7274（2017）05-0066-03

蔡立偉，男，1987年出生，本科，國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站工程師，主要從事無線電監(jiān)測工作。

董城愿，男，1982年月出生，碩士，國家無線電監(jiān)測中心云南監(jiān)測站監(jiān)測室主任，主要從事無線電監(jiān)測工作。