無(wú)線電短波通信在信息化時(shí)代的應(yīng)用

王丹陽(yáng)

（廣州海格通信集團(tuán)股份有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

無(wú)線電短波通信廣泛應(yīng)用于政府信息傳輸、外交互動(dòng)、氣象勘測(cè)、工商業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)、航空、航海以及軍事指揮等方面，發(fā)揮著重要作用。隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，無(wú)線電短波通信應(yīng)用迎來(lái)了新的發(fā)展契機(jī)，分析無(wú)線電短波通信在信息化時(shí)代的實(shí)際應(yīng)用尤為重要。

1 無(wú)線電短波通信

1.1 無(wú)線電短波通信的概念

無(wú)線電短波通信以地波和天波2種方式為主，其中地波傳播距離短，天波傳播距離長(zhǎng)。地波傳輸頻率一般保持在5 MHz以下，受天氣影響較小，傳播比較穩(wěn)定。天波是無(wú)線電波經(jīng)電離層反射回地面，傳播中受電離層變化與多徑傳播影響不穩(wěn)定，但傳播距離長(zhǎng)。實(shí)際應(yīng)用中，短波通信以天波為主要傳播方式。

1.2 無(wú)線電短波通信的發(fā)展歷史

無(wú)線電短波實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信以來(lái)，無(wú)線電短波應(yīng)用發(fā)展迅速，通過傳送電報(bào)、電話、傳真以及語(yǔ)音等方式，廣泛應(yīng)用于政府、軍事以及外交領(lǐng)域。20世紀(jì)60年代，隨著衛(wèi)星通信的興起，無(wú)線電短波通信受到嚴(yán)重沖擊。但是，短波通信具有成本低、易實(shí)現(xiàn)以及不易摧毀等優(yōu)勢(shì)，在通信市場(chǎng)中仍占有一席之地。

1.3 無(wú)線電短波通信的特點(diǎn)

無(wú)線電短波通信與衛(wèi)星通信和地面微波等通信方式相比，具有其獨(dú)有的特點(diǎn)，如表1所示。無(wú)線電短波通信的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在建設(shè)運(yùn)維費(fèi)用低、可移動(dòng)、靈活性高以及抵御能力強(qiáng)等方面。它的應(yīng)用劣勢(shì)主要表現(xiàn)在通信容量小、傳輸穩(wěn)定性差以及存在噪聲干擾等方面。

表1 無(wú)線電短波通信應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)

2 無(wú)線電短波通信應(yīng)用方向

2.1 現(xiàn)代短波信道技術(shù)

在信息化時(shí)代，無(wú)線電短波通信的應(yīng)用方向一般分為2類。一是基于短波變參信道特點(diǎn)應(yīng)用，解決短波空間信息不穩(wěn)定性和通信質(zhì)量問題，強(qiáng)化短波數(shù)據(jù)通信可靠性與有效性，形成圍繞短波實(shí)時(shí)選頻與頻率自適應(yīng)技術(shù)為主體的信道自適應(yīng)技術(shù)。二是基于無(wú)線電短波通信隱蔽性與抗干擾性差的缺陷，利用電磁斗爭(zhēng)特點(diǎn)和規(guī)律形成無(wú)線電短波通信電子防御技術(shù)。該技術(shù)適用于電子戰(zhàn)環(huán)境，通過無(wú)線電短波通信的抗測(cè)向、抗偵查、抗擊毀以及抗干擾強(qiáng)化防御能力，提高無(wú)線電短波在電子戰(zhàn)中的生存能力。以無(wú)線電短波擴(kuò)頻通信技術(shù)為主體，即通過短波擴(kuò)頻、自適應(yīng)跳頻技術(shù)以及短波直接序列擴(kuò)頻技術(shù)提高短波通信電子防御能力。如圖1所示，軟件無(wú)線電短波平臺(tái)結(jié)構(gòu)中包含天線、高速處理段以及低速處理段3個(gè)部分。

圖1 軟件無(wú)線電短波電臺(tái)結(jié)構(gòu)

2.2 現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)

現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)針對(duì)無(wú)線電短波通信具有嚴(yán)重電磁干擾問題，通過短波調(diào)制解調(diào)技術(shù)與差錯(cuò)控制技術(shù)增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸可靠性與數(shù)據(jù)實(shí)際傳輸效率，有效滿足用戶對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。

2.3 短波通信裝備數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，規(guī)模集成電路和微處理器等技術(shù)在短波通信設(shè)備中的應(yīng)用逐漸廣泛，使得無(wú)線電短波通信設(shè)備逐漸向集成化、小型化以及通用化方向發(fā)展。基于無(wú)線電設(shè)計(jì)思路，由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（Analog to Digital Converter，ADC）、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（Digital to Analog Converter，DAC）以及中央處理器（Central Processing Unit，CPU）組成硬件基礎(chǔ)，結(jié)合硬件平臺(tái)，以短波調(diào)頻電臺(tái)組技術(shù)與短波數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為主體，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電短波平臺(tái)的數(shù)字化、軟件化以及模塊化。

2.4 軟件無(wú)線電

軟件無(wú)線電最早源于美國(guó)電信系統(tǒng)會(huì)議，是指開放式、標(biāo)準(zhǔn)化以及模塊化可編程通用硬件平臺(tái)。短波通信頻率、調(diào)制方式、數(shù)據(jù)率以及通信協(xié)議等無(wú)線電短波通信功能，利用軟件編程實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)化無(wú)線電短波通信系統(tǒng)的兼容性、開放性以及靈活性特點(diǎn)。寬帶模數(shù)變換器靠近射頻天線，建立通用開放的硬件平臺(tái)，包括可編程數(shù)字濾波器，結(jié)合寬帶ADC實(shí)現(xiàn)信道分析。軟件編程實(shí)現(xiàn)通信頻段選擇，如高頻（High Frequency，HF）、 甚 高 頻（Very High Frequency，VHF）以及超高頻（Super High Frequency，SHF）等。軟件編程傳送信息抽樣、量化、運(yùn)算、處理以及變換，實(shí)現(xiàn)射頻電臺(tái)收發(fā)功能。靈活運(yùn)用無(wú)線電短波通信模塊能夠提升軟件無(wú)線電短波通信傳播條件自適應(yīng)能力，提高軟件無(wú)線電自適應(yīng)天線調(diào)零、擴(kuò)頻以及跳頻等多種抗干擾能力，強(qiáng)化無(wú)線電短波應(yīng)用范圍。軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了無(wú)線電短波通信由固定到移動(dòng)、由模擬到數(shù)字以及由硬件到軟件的轉(zhuǎn)變，為信息化時(shí)代的高速發(fā)展提供了技術(shù)支持[1-3]。

3 無(wú)線電短波通信在信息化時(shí)代的應(yīng)用思路

信息化時(shí)代，衛(wèi)星通信可以給用戶提供更寬的頻帶和更穩(wěn)定更高質(zhì)量的通信線路，但并不能完全取代無(wú)線電短波通信，不是所有用戶都能得到衛(wèi)星提供的通信線路。例如軍事通信中，衛(wèi)星通信存在易被摧毀與修復(fù)困難等問題，嚴(yán)重影響信息戰(zhàn)的正常開展。針對(duì)無(wú)線電短波通信現(xiàn)狀與優(yōu)勢(shì)，結(jié)合信息化時(shí)代需求，形成有針對(duì)性的應(yīng)用思路顯得尤為關(guān)鍵。

3.1 自適應(yīng)跳頻

分析無(wú)線電短波通信在信息時(shí)代的應(yīng)用，從短波自適應(yīng)跳頻電臺(tái)應(yīng)用入手，以軍事通信方向應(yīng)用為主。無(wú)線電短波通信受到多路徑時(shí)間延遲、幅度衰落以及天氣變化等影響，通信信道條件存在很大變化。軍事通信領(lǐng)域應(yīng)用要求有良好的可靠性，從自適應(yīng)跳頻技術(shù)入手，有效分析波段頻率占有率，為干擾信道進(jìn)行自動(dòng)跳頻，解決自然干擾問題，避免無(wú)線電短波頻譜被大量占用。自適應(yīng)跳頻能夠自動(dòng)改變跳頻序列，對(duì)適應(yīng)軍事行動(dòng)面臨的各類惡劣環(huán)節(jié)應(yīng)用效果良好。但是，實(shí)際應(yīng)用時(shí)可用頻率存在難以實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)的問題，需要加強(qiáng)研究和思考，以確保無(wú)線電短波通信的應(yīng)用效果。

3.2 自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)

隨著衛(wèi)星通信與地面通信信道傳播質(zhì)量的提升，無(wú)線電短波應(yīng)用對(duì)信道傳播質(zhì)量要求變得更高。信息時(shí)代應(yīng)用無(wú)線電短波通信時(shí)，要強(qiáng)化信道傳播質(zhì)量和保持較高的信息傳播速率，以確保無(wú)線電短波的應(yīng)用質(zhì)量和效果。無(wú)線電短波通信信息輸送質(zhì)量和速率要時(shí)刻保持最佳狀態(tài)?；谧赃m應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)，在無(wú)線電短波通信中增設(shè)對(duì)信道質(zhì)量的實(shí)時(shí)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)無(wú)線電短波通信收發(fā)兩端的同時(shí)變速，使得系統(tǒng)編碼與調(diào)制方法隨信道質(zhì)量轉(zhuǎn)變，確保無(wú)線電短波通信始終保持最佳狀態(tài)。

3.3 保密抗干擾

目前，無(wú)線電短波通信應(yīng)用在軍事領(lǐng)域時(shí)，可在衛(wèi)星通信無(wú)法使用時(shí)完成戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)的通信和指揮調(diào)度。隨著信息化時(shí)代的發(fā)展，無(wú)線電短波通信的保密性與抗干擾能力始終未達(dá)到完全狀態(tài)。因此，應(yīng)從保密抗干擾強(qiáng)化入手，圍繞不易被偵查、不易被截獲破譯以及抵抗干擾等目標(biāo)入手，在無(wú)線端短波原有的構(gòu)建基礎(chǔ)上，應(yīng)用加密與跳頻技術(shù)，強(qiáng)化無(wú)線電短波通信的對(duì)抗性能，為后續(xù)電子戰(zhàn)應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[4-6]。

3.4 組網(wǎng)技術(shù)

信息時(shí)代，人們對(duì)通信系統(tǒng)的要求不僅包括通信質(zhì)量，更要考慮功能多樣化與實(shí)時(shí)性，如實(shí)時(shí)聊天、信息郵件發(fā)送以及線上音視頻等。因此，分析無(wú)線電短波通信在信息時(shí)代的應(yīng)用，從通信組網(wǎng)入手，優(yōu)化無(wú)線電短波通信技術(shù)，圍繞無(wú)線電短波通信頻率復(fù)用、網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)連結(jié)以及通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)選頻等目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，以確保其在信息時(shí)代的應(yīng)用效果。

3.5 高速調(diào)制解調(diào)器

隨著信息時(shí)代的到來(lái)，用戶對(duì)無(wú)線電短波通信的質(zhì)量要求不斷提高，如語(yǔ)音傳輸圖像信息和動(dòng)態(tài)視頻傳輸?shù)确矫娴男枨?。分析無(wú)線電短波通信在信息時(shí)代的應(yīng)用，通過應(yīng)用高速調(diào)制解調(diào)器有效強(qiáng)化無(wú)線電短波通信的整體容量，滿足信息時(shí)代應(yīng)用需求。通過多載波并行通信，結(jié)合帶內(nèi)多通道模式，提高無(wú)線電短波通信傳輸速度、效率和通信容量，滿足用戶的圖像信息和動(dòng)態(tài)視頻實(shí)時(shí)傳輸?shù)男枨骩7-10]。利用并行調(diào)制解調(diào)器的方式，運(yùn)行速率可達(dá)到64 kb/s。與傳統(tǒng)串行調(diào)制解調(diào)器相比，傳輸速率有了很大提升，但存在性能不穩(wěn)定問題，需進(jìn)一步完善與創(chuàng)新，保證無(wú)線電短波通信在信息時(shí)代的應(yīng)用質(zhì)量。

4 結(jié) 論

信息時(shí)代雖然給無(wú)線電短波通信帶來(lái)了沖擊，但其具有設(shè)備簡(jiǎn)單、通信距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)以及靈活性高等優(yōu)勢(shì)，是衛(wèi)星通信和地面微波通信不能代替的，仍具有存在的意義和價(jià)值，尤其是軍事領(lǐng)域方面。隨著電子戰(zhàn)與信息戰(zhàn)的到來(lái)，無(wú)線電短波通信具有顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。合理優(yōu)化無(wú)線電短波通信技術(shù)，滿足信息化時(shí)代的需求，對(duì)短波通信發(fā)展具有重要意義。