短波通信及其干擾查找

羅珊珊

（91103部隊(duì)，海南 三亞 572000）

0 引 言

短波通信網(wǎng)絡(luò)可以借助短波來(lái)發(fā)送通信數(shù)據(jù)，充分保證了發(fā)送數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。當(dāng)前，短波通信的覆蓋區(qū)域范圍正在快速擴(kuò)大，短波通信的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)綜合性能也得到了明顯的提升。干擾短波通信傳輸?shù)闹饕蛩匕藶椴僮?、環(huán)境氣候以及系統(tǒng)自身影響等，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)控制短波通信干擾具有一定的必要性。針對(duì)短波通信干擾，技術(shù)人員可以通過(guò)實(shí)施準(zhǔn)確的鑒別查找保障短波通信的傳輸時(shí)效性，防止短波通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷或信號(hào)失真現(xiàn)象。

1 短波通信系統(tǒng)的基本特性

短波通信系統(tǒng)運(yùn)用特定波長(zhǎng)頻率的短波來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確發(fā)送無(wú)線電數(shù)據(jù)信號(hào)的目的。在短波通信的網(wǎng)絡(luò)體系中，將電網(wǎng)通信波長(zhǎng)限定在10～100 m，同時(shí)將無(wú)線電波頻率控制在30 MHz以內(nèi)。高頻通信系統(tǒng)也可被稱作短波通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，此類型的無(wú)線電通信模式可以有效降低通信損耗，方便架設(shè)組裝通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施，并且可以擴(kuò)大短波信號(hào)傳輸范圍[1]。

目前，無(wú)線電短波信號(hào)數(shù)據(jù)傳輸主要包括地波傳輸與天波傳輸兩種方式。短波通信體系包含接收端與發(fā)送端等，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)電離層的短波數(shù)據(jù)信號(hào)容易產(chǎn)生特定幅度的衰減，其中包含信號(hào)吸收衰減、信號(hào)干涉衰減以及極化衰減等。通信管理人員在準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)短波衰減幅度的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)全面控制短波衰減現(xiàn)象。短波通信的網(wǎng)絡(luò)傳輸原理如圖1所示。

圖1 短波通信的網(wǎng)絡(luò)傳輸原理

2 短波通信的干擾形成因素

2.1 外部環(huán)境因素

外部環(huán)境是干擾無(wú)線電波正常發(fā)送傳遞的關(guān)鍵因素，尤其是對(duì)于無(wú)線傳輸體系中的短波通信模式而言[2]。在風(fēng)力較大的情況下，短波數(shù)據(jù)信號(hào)的發(fā)送將會(huì)受到自然環(huán)境干擾，出現(xiàn)信號(hào)數(shù)據(jù)大幅衰減的情況。此外，霜凍氣候與雷電氣候都會(huì)明顯干擾短波的傳輸過(guò)程。短波無(wú)線通信的管理人員應(yīng)當(dāng)對(duì)自然氣候變化給予密切關(guān)注，準(zhǔn)確控制與掌握由自然環(huán)境因素引發(fā)的短波通信干擾問(wèn)題。

2.2 通信系統(tǒng)因素

某些短波通信的網(wǎng)絡(luò)組成部分本身存在安裝錯(cuò)誤或部件質(zhì)量缺陷問(wèn)題，會(huì)給短波通信的正常傳輸造成干擾，阻礙短波通信中數(shù)據(jù)信號(hào)的安全穩(wěn)定傳輸?，F(xiàn)階段短波通信基本業(yè)務(wù)組成包含天文業(yè)務(wù)、移動(dòng)性的水上傳輸業(yè)務(wù)、航空傳輸業(yè)務(wù)以及陸地傳輸業(yè)務(wù)等，這些無(wú)線傳輸?shù)慕M成模塊都可能會(huì)存在質(zhì)量安全缺陷，進(jìn)而影響短波無(wú)線通信系統(tǒng)的安全運(yùn)行[3]。短波通信體系的業(yè)務(wù)組成如圖2所示。

圖2 短波通信體系的業(yè)務(wù)組成

2.3 人為操作因素

無(wú)線發(fā)射傳輸?shù)亩滩ㄍㄐ啪W(wǎng)絡(luò)如果未能得到必要的全面更新維護(hù)，那么其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部件有可能會(huì)出現(xiàn)性能衰退的情況，進(jìn)而影響到短波通信的傳輸清晰度與時(shí)效性。某些系統(tǒng)運(yùn)維人員對(duì)短波通信中的異常數(shù)據(jù)信號(hào)欠缺監(jiān)測(cè)意識(shí)，忽視了排查處理短波通信異常情況，從而導(dǎo)致短波通信傳輸中斷或短波數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸時(shí)出現(xiàn)頻率錯(cuò)誤。

3 短波通信的干擾查找措施

短波通信系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程受到較多因素干擾，導(dǎo)致短波信號(hào)傳輸頻率可能會(huì)發(fā)生波動(dòng)，表現(xiàn)為短波傳輸路徑延長(zhǎng)或短波信號(hào)相位改變。例如在多普勒頻率移動(dòng)的因素干擾下，短波數(shù)據(jù)的傳輸幅度將會(huì)受到多路徑效應(yīng)而發(fā)生改變。此外，短波反射層與系統(tǒng)電離層也可能會(huì)存在移動(dòng)速度較快的情形，導(dǎo)致短波數(shù)據(jù)的發(fā)送頻率與信號(hào)相位發(fā)生變化[4]。具體在查找短波信號(hào)的干擾因素時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下排查處理要點(diǎn)。

3.1 全面排查短波通信網(wǎng)絡(luò)體系

在短波通信網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的全過(guò)程中，通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)管維護(hù)人員必須定期開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)排查工作，嚴(yán)格排查短波通信各網(wǎng)絡(luò)組成部分存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。運(yùn)用智能化手段準(zhǔn)確查找產(chǎn)生異常的短波通信數(shù)據(jù)，確保排查短波通信異常數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在此過(guò)程中，管理人員需準(zhǔn)確記載干擾信號(hào)所在頻段、信號(hào)傳輸頻率以及信號(hào)覆蓋范圍等數(shù)據(jù)內(nèi)容，為尋找消除短波傳輸干擾的最佳實(shí)施路徑提供依據(jù)。

由于智能化的通信監(jiān)測(cè)裝置有助于減輕短波通信監(jiān)測(cè)工作負(fù)擔(dān)，并且還能保證達(dá)到更為精準(zhǔn)的短波數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)測(cè)效果，因此相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)積極采用智能化的短波通信監(jiān)測(cè)儀器。目前在各種數(shù)據(jù)挖掘處理、智能化監(jiān)測(cè)以及通信控制等手段的支撐下，短波通信監(jiān)測(cè)人員獲得的結(jié)論數(shù)據(jù)更為精準(zhǔn)[5]。

3.2 布置短波通信監(jiān)測(cè)站

現(xiàn)有的短波通信監(jiān)測(cè)站包含移動(dòng)式與固定式兩種監(jiān)測(cè)站，這兩種類型的監(jiān)測(cè)站都可以完整收集短波傳輸信號(hào)，并且可以對(duì)不同時(shí)間段的短波傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析。監(jiān)測(cè)人員首先應(yīng)準(zhǔn)確鎖定發(fā)射短波數(shù)據(jù)的來(lái)源，然后通過(guò)交會(huì)定位的專業(yè)技術(shù)方法來(lái)布置固定式短波監(jiān)測(cè)站，從而達(dá)到全面識(shí)別監(jiān)測(cè)短波通信異常的目的。

相較于固定式的監(jiān)測(cè)站點(diǎn)布置方法，具有移動(dòng)性特征的短波通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)模式可以達(dá)到更加靈活的效果，有助于全面消除短波異常監(jiān)測(cè)中的測(cè)向誤差。短波通信監(jiān)測(cè)人員應(yīng)當(dāng)合理應(yīng)用移動(dòng)監(jiān)測(cè)站，借助測(cè)向機(jī)、監(jiān)測(cè)接收裝置以及頻譜分析儀器系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)大監(jiān)測(cè)覆蓋區(qū)域。在某些情況下，監(jiān)測(cè)技術(shù)人員可能會(huì)遇到移動(dòng)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)與短波信號(hào)源相隔較遠(yuǎn)的情形，此時(shí)需正確鎖定干擾信號(hào)的方向才能實(shí)現(xiàn)追蹤判斷干擾源的目標(biāo)[6]。在頻譜分析儀器的支撐下，技術(shù)人員可以準(zhǔn)確分析干擾信號(hào)的頻譜特性。短波通信監(jiān)測(cè)站運(yùn)行流程如圖3所示。

圖3 短波通信監(jiān)測(cè)站運(yùn)行流程

3.3 正確選擇短波通信的定位算法

在實(shí)施測(cè)向定位時(shí)，為了保證信號(hào)傳輸能夠全面覆蓋，技術(shù)人員需合理選擇短波通信中的定位算法。同時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注誤差校準(zhǔn)操作，對(duì)測(cè)向站獲得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的校準(zhǔn)處理。除此以外，廣播電臺(tái)的技術(shù)人員還要正確使用音頻處理措施。音頻處理技術(shù)的本質(zhì)在于通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶I(yè)化手段來(lái)實(shí)施音頻處理，將原有的音頻信號(hào)格式轉(zhuǎn)換為特定格式后發(fā)送廣播節(jié)目?jī)?nèi)容?，F(xiàn)階段的音頻處理技術(shù)具有實(shí)時(shí)性、精準(zhǔn)性以及高效性等優(yōu)勢(shì)。廣播電臺(tái)是傳遞與處理海量廣播信號(hào)數(shù)據(jù)的重要媒介平臺(tái)，廣播信號(hào)的全面?zhèn)鬏斉c篩選處理都依賴于音頻處理手段[7-10]。

目前數(shù)字化的儀器與技術(shù)手段正在融入廣播信號(hào)處理實(shí)踐過(guò)程，廣播電臺(tái)的專業(yè)技術(shù)人員在整合篩選廣播音頻信號(hào)的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)確保音頻信號(hào)的清晰度，減少音頻信號(hào)在轉(zhuǎn)播中出現(xiàn)失真。傳輸短波通信信號(hào)的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)都要保證消除外界干擾因素，其中涉及雷電干擾、大風(fēng)干擾以及雨雪氣候干擾等。除了自然氣候造成的短波傳輸干擾外，錯(cuò)誤的廣播臺(tái)人工操作行為也會(huì)增加信號(hào)失真?zhèn)鬏旓L(fēng)險(xiǎn)。目前在音頻處理等重要技術(shù)的支撐下，相關(guān)技術(shù)人員可以及時(shí)辨別并判斷失真風(fēng)險(xiǎn)，確保傳輸短波信號(hào)的完整性。濾波放大電路可以幫助全面濾除短波信號(hào)噪聲，同時(shí)對(duì)于提高廣播傳輸數(shù)據(jù)的完整清晰度具有不可忽視的作用。

4 結(jié) 論

查找短波通信網(wǎng)絡(luò)干擾因素的方法具有多樣性，短波通信系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。如果短波通信中存在較多數(shù)據(jù)傳播干擾因素，那么無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)的安全使用效能將會(huì)受到削弱，不利于保證短波通信的安全性。此外，通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人員需正確選擇短波通信定位算法，合理布置短波通信監(jiān)測(cè)站，全面排查短波通信網(wǎng)絡(luò)體系，從而推動(dòng)短波通信領(lǐng)域的良好發(fā)展。