短波通信組網(wǎng)與數(shù)字短波組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探究

彭天偉

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東廣州，510000）

0 引言

短波通信為采取1.5-30 MHz頻率的電磁波進行傳輸信號，屬于典型的無線電通信舉措，可以實現(xiàn)無中繼遠距離通信。其主要的優(yōu)勢特點就是，具備廣闊的覆蓋范圍、較強的抗摧毀性能、迅速的網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)速率等，但是也要依靠先進的組網(wǎng)技術(shù)手段、連接公共數(shù)據(jù)網(wǎng)、建設(shè)數(shù)字短波組網(wǎng)系統(tǒng)等的支持，因為其存在的不足的就是波段窄、信道不穩(wěn)定等，需要采取以上的舉措，將短波通信發(fā)展空間不斷擴展。

1 短波通信組網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)分析

在短波發(fā)展過程中，主要的優(yōu)勢特點就是通信數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化以及通信業(yè)務(wù)綜合化。進行通信系統(tǒng)的建設(shè)，應(yīng)該讓系統(tǒng)可以具備良好的兼容性，網(wǎng)絡(luò)順暢互通，而且具備可靠性、有效性等特點。目前的社會在信息化環(huán)境下，傳統(tǒng)短波通信特點已經(jīng)不斷的凸顯出弊端問題，已經(jīng)滯后于數(shù)字化時代提出的標準。因此，基于互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的狀態(tài)中，需要加強技術(shù)手段的革新。

1.1 短波快速建鏈技術(shù)

為了完善短波通信組網(wǎng)，需要實現(xiàn)提升新建鏈接速率、減少幀頭、增加系統(tǒng)吞吐量等目標，在此基礎(chǔ)上，加以健全短波通信組網(wǎng)。新型短波快速建鏈技術(shù)，可以進行充分的利用短波基站電臺設(shè)備、同步探測技術(shù)、廣域空間分集接收技術(shù)，通過采取數(shù)據(jù)發(fā)送、接收并行舉措，構(gòu)建短波快速選頻建鏈方法,及時的在短波基站中接入進短波電臺,減少建鏈時間在一分鐘之內(nèi)，順應(yīng)用戶快速選頻建鏈要求，達到網(wǎng)絡(luò)接入控制的目標。

1.2 認知無線電思想（Cognitive Radio,CR）

CR為一種無線傳輸方式，其自適應(yīng)調(diào)節(jié)內(nèi)部通信機理、實時改變特定無線操作參數(shù)，進行外部無線環(huán)境的有效適應(yīng)。在短波通信組網(wǎng)中進行應(yīng)用CR，能夠及時的修改處理頻率設(shè)置，盡快的感知到未用頻譜同時加以運用，動態(tài)化的利用好空閑頻譜，提升應(yīng)用效率。頻譜資源具有局限性的特點，因此科學(xué)的利用好頻譜尤為關(guān)鍵。

1.3 寬帶同步組網(wǎng)

積極的革新已有寬帶條件，讓無線寬帶自組織網(wǎng)絡(luò)將傳輸速率不斷提升，最短的時間內(nèi)，提升寬帶傳輸?shù)男省Υ藭r隙的劃分，需要合理規(guī)劃，先進行預(yù)測，之后落實仿真操作，再展開調(diào)整，保障配置標準具備科學(xué)合理性。此項內(nèi)容具備較高的技術(shù)含量，屬于當(dāng)下短波通信組網(wǎng)技術(shù)難點之一。

1.4 全雙工方式（full duplex）

雙工模式可以獲得更完善的網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)，增強應(yīng)用效率。發(fā)送端正常的操作、發(fā)送DATA，產(chǎn)生斷傳、差錯的問題時，可以在下一時隙重發(fā)。接收到了DATA以后，收方回傳以確認。全部信息確認接受以后，進行回復(fù)，之后斷開鏈接。如圖1。

圖1 全雙工模式

2 數(shù)字短波組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)探究

2.1 系統(tǒng)需求分析

產(chǎn)生突發(fā)災(zāi)害事件情況下，短波通信的遠程無中繼和抗摧毀性的特征會發(fā)揮出應(yīng)有的功效，而且通信設(shè)備的構(gòu)造是比較簡單的，擁有較強的抗干擾性能。面對短波通信不能良好的匹配于實際通信需求的現(xiàn)象，在繁雜化的環(huán)境狀態(tài)中，需要做好數(shù)字短波通信系統(tǒng)的科學(xué)規(guī)劃設(shè)計，使其可以符合各種傳輸（語音、短信等）的綜合性業(yè)務(wù)通信的高標準需求。

2.2 建設(shè)目標

規(guī)劃短波組網(wǎng)期間，應(yīng)該依據(jù)全面覆蓋相關(guān)區(qū)域短波通信需求的原則標準，通過短波臺基站渠道，實現(xiàn)相應(yīng)保障機制目標，例如多點重復(fù)覆蓋、互相的補充等等，擴大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，有效補充通信盲區(qū)，提供信息接入以及通信服務(wù)。設(shè)計短波通信系統(tǒng)期間，運用自適應(yīng)多點建鏈策略，有效的增強自動化程度，促使將通信傳輸質(zhì)量水平提升，而且保護好短波機動用戶實時的應(yīng)急通信。另外可以動態(tài)化的分配、調(diào)整網(wǎng)絡(luò)資源以及系統(tǒng)的資源，管控更加智能化，讓全網(wǎng)在實時的數(shù)據(jù)傳輸、語音傳輸?shù)目晒芸煽丨h(huán)境下。

2.3 網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)

形成科學(xué)的短波組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)圖，從邏輯功能層面分析，區(qū)域中心站、短波用戶、支撐網(wǎng)絡(luò)等屬于關(guān)鍵部分。中心站帶給接入應(yīng)急信息關(guān)鍵接點，分布于不同區(qū)域，同時各中心站之間，都是通過支撐網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互通的。短波用戶屬于各類機動用戶，為重要的短波組網(wǎng)內(nèi)通信保障部分。支撐網(wǎng)絡(luò)中，包括短波網(wǎng)絡(luò)、 CDMA網(wǎng)絡(luò)、IP承載網(wǎng)等，保障性網(wǎng)絡(luò)包括有線網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)兩大部分。短波網(wǎng)絡(luò)為應(yīng)急保障網(wǎng)絡(luò)，功能就是傳遞區(qū)域中站點間信息。

3 短波通信組網(wǎng)與數(shù)字短波組網(wǎng)技術(shù)的未來發(fā)展方向

3.1 技術(shù)迭代推動全面的提升網(wǎng)絡(luò)性能

將網(wǎng)絡(luò)性能提升，是應(yīng)用、發(fā)展短波通信組網(wǎng)的關(guān)鍵目標。各專項技術(shù)的迭代發(fā)展，將短波通信網(wǎng)絡(luò)專項性能顯著的提升。跳頻通信組網(wǎng)方式為基于跳頻技術(shù)、擴頻技術(shù)前提下，所形成的通信組網(wǎng)模式，有效的彌補固定頻率通信組網(wǎng)方式暴露的問題，和易受干擾的弊端。第三代頻率自適應(yīng)通信組網(wǎng)模式中，包含了比較先進的技術(shù)手段，即信道分離、同步探測、自適應(yīng)頻率管理等，網(wǎng)絡(luò)性能較好，而且具備更強的業(yè)務(wù)傳輸能力、抗干擾以及抗摧毀性能等。建立在短波射頻全頻段信號基礎(chǔ)上，經(jīng)綜合性的開發(fā)利用計算機、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信號快速檢測和直接采樣等技術(shù)，形成科學(xué)的智能選頻建鏈技術(shù)、廣域分集接收技術(shù)，可以促進將短波通信網(wǎng)絡(luò)于接入網(wǎng)絡(luò)速度、選頻建鏈速度等能力不斷的增強，獲得更可靠的業(yè)務(wù)傳輸能力。尤其是對于廣域分集組網(wǎng)技術(shù)而言，能夠產(chǎn)生2-4dB的分集增益，保障短波業(yè)務(wù)穩(wěn)定化的傳輸。

3.2 融合組網(wǎng)是短波通信發(fā)展的大趨勢

如果只是單一形式的短波組網(wǎng)，則建立短波網(wǎng)絡(luò)中是具備較為顯著的缺陷的，并且主要是體現(xiàn)在了網(wǎng)絡(luò)接入速度比較緩慢、信道不對稱性、業(yè)務(wù)傳輸?shù)鹊馁|(zhì)量缺少較強的可靠度等。盡管在不斷的發(fā)展技術(shù)，已經(jīng)在積極的改善了單純組網(wǎng)方式技術(shù)不足的問題，但是還并未能夠良好的處理以上網(wǎng)絡(luò)性能問題。所以，相應(yīng)部門短波通信網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出了煙囪林立現(xiàn)象，各個階段、相異的通信體制的短波通信用戶并存，不能良好的互通業(yè)務(wù)，采取傳統(tǒng)的單一短波通信組網(wǎng)舉措不能滿足當(dāng)前社會各通信體制下短波用戶業(yè)務(wù)更多互聯(lián)互通需求標準。在這種情況下，積極的實施廣域分集組網(wǎng)模式，其屬于短波無線通信網(wǎng)絡(luò)、IP承載網(wǎng)絡(luò)有線網(wǎng)絡(luò)融合的新型組網(wǎng)通信模式，能夠?qū)⒍滩ㄍㄐ啪W(wǎng)絡(luò)性能提升。因此，將來進行完善融合組網(wǎng)并更新，屬于短波組網(wǎng)通信的關(guān)鍵任務(wù)。

3.3 深入的發(fā)展智能網(wǎng)絡(luò)通信

當(dāng)前芯片制造技術(shù)在不斷發(fā)展，在一定程度上讓CPU以及FPGA 等芯片處理功能實現(xiàn)了相繼提升。寬帶射頻 AD/DA芯片、射頻直采技術(shù)，經(jīng)短波信道數(shù)字化的方式，實現(xiàn)了在天線處的直采，同時經(jīng)過科學(xué)的運用FPGA+DSP技術(shù)以及SoC技術(shù)，實現(xiàn)多信道接收短波全頻段寬帶。信道設(shè)備體積較小，而且質(zhì)量較輕，能夠降低損耗程度，集成是在小型化設(shè)備中，也可以促進將設(shè)備綜合處理功能增強。

4 結(jié)語

我國研究短波通信組網(wǎng)領(lǐng)域當(dāng)前還在初步的階段，數(shù)字短波組網(wǎng)在遠距離通信上具有重要的技術(shù)支持，同時將其有效的鏈接起公共數(shù)據(jù)網(wǎng),可以促進將短波通信期間加密成效不斷增強。將來的通信領(lǐng)域發(fā)展期間，也要重視不斷的創(chuàng)新短波通信技術(shù)與組網(wǎng)方式，促使將網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量增強，并且讓安全保密性能更可靠。