基于多業(yè)務通信終端檢測的短波通信技術(shù)研究

蔣小松

（常州國光數(shù)據(jù)通信有限公司，江蘇 常州 213000）

0 引 言

短波通信技術(shù)在現(xiàn)代通信領(lǐng)域中十分重要，其在信息傳輸、緊急通信以及遠程通信等方面具有廣泛的應用。然而，隨著通信需求的日益多樣化和復雜化，傳統(tǒng)的短波通信技術(shù)在滿足多業(yè)務通信需求方面面臨著挑戰(zhàn)[1]。文章旨在針對多業(yè)務通信終端檢測這一問題展開深入研究，通過分析數(shù)據(jù)業(yè)務、語音業(yè)務、手鍵報業(yè)務等業(yè)務功能的分類與特點，全面了解不同業(yè)務對通信終端的要求。在此基礎上，設計了一種基于多接收業(yè)務自適應的短波通信技術(shù)，實現(xiàn)通信終端對當前業(yè)務種類，如語音、數(shù)據(jù)、手鍵報等的自動識別和適應。

1 多業(yè)務通信終端的分類與特點

1.1 數(shù)據(jù)業(yè)務通信終端

數(shù)據(jù)業(yè)務是多業(yè)務通信終端中的關(guān)鍵組件之一，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和通信功能。通信終端包括各種類型的設備，如手機、調(diào)制解調(diào)器、路由器以及網(wǎng)絡接口卡等。數(shù)據(jù)業(yè)務通信終端通常采用高速并行體制下的數(shù)據(jù)流傳輸方式，支持從高速的2 400 b/s 到較低的150 b/s 的多種傳輸速率，以滿足不同用戶的需求。同時，為確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院屯暾?，這些通信終端通常采用自動重傳請求（Automatic Repeat Request，ARQ）方式進行傳輸。

1.2 語音業(yè)務通信終端

語音業(yè)務通信終端用于實現(xiàn)語音通信功能，這些通信終端主要是手機、對講機、無線電臺等。語音業(yè)務通信終端支持多種語音通信模式，包括一按即通（Push-to-Talk，PTT）、短波模擬話音及短波聲碼話音等。語音業(yè)務通信終端具有將有線電話的音頻信號轉(zhuǎn)至短波信道傳輸?shù)墓δ埽梢詫崿F(xiàn)有線電話和無線電話之間的轉(zhuǎn)接。這種轉(zhuǎn)接功能使得用戶可以通過無線電話系統(tǒng)進行語音通信，從而實現(xiàn)靈活的移動通信。同時，語音業(yè)務通信終端可以切換為不同語音通信模式，以滿足不同場景下的通信需求[2]。

1.3 手鍵報業(yè)務通信終端

手鍵報業(yè)務通信終端是一種專用設備，用于實現(xiàn)手鍵報業(yè)務的發(fā)送和接收。這種通信終端通常設計簡單，包括手動發(fā)報鍵和收報器。用戶通過手動操作發(fā)報鍵來發(fā)送莫爾斯碼等信息，而收報器則用于接收、解碼、記錄所接收的短波信號。手鍵報業(yè)務通信終端具有靈活的報文發(fā)送和接收功能，適用于需要簡潔、快速通信的場景，如緊急通信或短文本傳輸?shù)?。雖然這些通信終端通常需要人工操作，但其在某些情況下仍是一種有效的通信方式。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)一些自動收發(fā)莫爾斯報文的方法，具備自動糾錯機制，能夠在傳輸過程中自動檢測和糾正錯誤，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

2 基于多業(yè)務通信終端檢測的短波通信技術(shù)

2.1 基于網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計的終端部署

基于多業(yè)務通信終端的檢測結(jié)果，設計短波通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，確保網(wǎng)絡覆蓋范圍和通信質(zhì)量滿足需求。在網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)設計中考慮多業(yè)務通信終端的部署情況，合理安排終端位置和數(shù)量，以最大限度地利用其檢測能力，并確保網(wǎng)絡的連通性和可靠性[3]。基于短波通信網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)設計目標和約束條件，合理部署終端，以滿足網(wǎng)絡性能和通信需求。

部署靈活性強的通信終端，確保能夠適應不同規(guī)模和復雜度的通信系統(tǒng)，選用可以靈活配置的通用終端設備，如支持多種通信協(xié)議和頻率范圍的無線電臺或軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR）設備。考慮網(wǎng)絡的可擴展性，采用可擴展的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，并預留足夠的擴展余地，以支持未來業(yè)務需求。在關(guān)鍵通信節(jié)點附近部署高效的通信終端，以提高數(shù)據(jù)傳輸效率和通信性能。使用具有較高傳輸速率和穩(wěn)定連接的設備，如專用的通信中繼站或中心節(jié)點，提高通信效果?？紤]通信環(huán)境的復雜性和多變性，選擇可靠性強的通信終端，并確保它們具有足夠的穩(wěn)定性和抗干擾能力，以應對各種網(wǎng)絡故障和異常情況。部署的通信終端要具有一定自適應能力，能夠根據(jù)網(wǎng)絡負載、通信環(huán)境等動態(tài)調(diào)整參數(shù)和工作模式，以提高網(wǎng)絡性能和資源利用效率。采取合適的安全措施保護通信數(shù)據(jù)的安全，在關(guān)鍵節(jié)點和敏感區(qū)域部署安全性能強的通信設備，實現(xiàn)加密通信、訪問控制及身份認證等。

考慮到成本因素，選擇性價比高的通信終端設備，并采取節(jié)約成本的部署策略，如優(yōu)化網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和降低設備維護成本。在資源有限的情況下，合理分配資源和部署終端，確保網(wǎng)絡中的通信設備、帶寬、能源等資源的有效利用。

根據(jù)不同業(yè)務的時延要求，合理規(guī)劃終端部署位置，確保滿足時延敏感性業(yè)務的實時通信需求。例如，在對實時性要求較高的區(qū)域，部署具有較低時延的通信設備。分析通信環(huán)境的復雜性和多變性，選擇適應不同環(huán)境條件的通信終端，并采取相應的部署措施，以提高通信系統(tǒng)的適應性和穩(wěn)定性。

2.2 基于終端部署的多業(yè)務通信節(jié)點連接

基于終端部署的多業(yè)務通信節(jié)點連接主要包括基站節(jié)點、中繼節(jié)點及終端節(jié)點。基站節(jié)點作為網(wǎng)絡的核心節(jié)點，具備較高的計算和處理能力，能夠支持多業(yè)務通信終端的檢測和識別，負責管理和調(diào)度通信終端的接入和數(shù)據(jù)傳輸。中繼節(jié)點負責承載業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸任務，實現(xiàn)不同基站節(jié)點之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和中繼。中繼節(jié)點的部署需要考慮網(wǎng)絡覆蓋范圍和傳輸距離的要求，以確保網(wǎng)絡的全面覆蓋和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴＝K端節(jié)點通過與基站節(jié)點或中繼節(jié)點的連接實現(xiàn)與網(wǎng)絡的通信，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。

通過全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）定位或手動標記每個通信節(jié)點的位置，根據(jù)節(jié)點位置和通信需求，確定采用的連接方式，如無線連接、有線連接或混合連接。同時，根據(jù)連接方式，部署相應的連接設備。例如：對于無線連接，需要在每個節(jié)點上安裝無線通信設備；對于有線連接，需要在節(jié)點之間鋪設相應的通信介質(zhì)，并安裝連接設備；對于混合連接，需要根據(jù)具體情況在節(jié)點間選擇合適的無線連接和有線連接方式。通過網(wǎng)絡性能測試、信號強度測試等手段來進行連接質(zhì)量測試，驗證節(jié)點之間的連接是否穩(wěn)定、可靠，并滿足通信需求。根據(jù)測試結(jié)果進行優(yōu)化調(diào)整，對連接設備進行參數(shù)調(diào)整或重新布置，以提高連接質(zhì)量和網(wǎng)絡性能[4]。

2.3 通信信道的分配與管理

根據(jù)不同業(yè)務的頻率需求和頻譜利用情況，將頻譜分配給不同的業(yè)務，避免頻率干擾和頻譜浪費，利用網(wǎng)絡負載和通信需求進行頻率動態(tài)調(diào)整。對于時間敏感性較高的業(yè)務，采用時分復用技術(shù)，將通信時間劃分為若干時隙，并按照時隙分配通信信道，實現(xiàn)多業(yè)務間的時分復用傳輸。對于空間復用性較高的場景，可以采用空分復用技術(shù)，將空間分為不同的區(qū)域或扇區(qū)，并為每個區(qū)域分配獨立的通信信道，以提高通信系統(tǒng)的容量和覆蓋范圍。對于多用戶接入的場景，采用碼分復用技術(shù)為不同用戶分配不同的擴頻碼，實現(xiàn)多用戶間的碼分復用傳輸，提高系統(tǒng)的接入容量和抗干擾能力。

分析不同業(yè)務的優(yōu)先級需求，管理通信信道優(yōu)先級，確保高優(yōu)先級業(yè)務的通信需求得到優(yōu)先滿足。對于網(wǎng)絡中存在的負載不均衡情況，采取負載均衡策略，動態(tài)調(diào)整通信信道的分配，實現(xiàn)網(wǎng)絡負載的均衡分配，提高系統(tǒng)的整體性能。針對通信信道可能出現(xiàn)的故障或異常情況，采取故障恢復策略，及時進行信道切換或重路由，保證通信系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性[5]。

3 基于多業(yè)務通信終端檢測的短波通信技術(shù)

3.1 信號分類

短波通信中，不同業(yè)務通常采用不同的頻率范圍，因此根據(jù)信號的頻率分布將其歸類為不同的頻率范圍。通過分析信號的調(diào)制方式進一步劃分信號類型，常見的調(diào)制方式包括調(diào)幅（Amplitude Modulation，AM）、調(diào)頻（Frequency Modulation，F(xiàn)M）、調(diào)相（Phase Modulation，PM）等。利用信號所攜帶的信息內(nèi)容和用途細分信號類型。例如，語音信號、數(shù)據(jù)信號、連續(xù)波(Continuous Wave，CW）信號等不同的業(yè)務類型采用頻譜分析、時域分析、功率譜密度分析等方式提取信號的特征，可根據(jù)其特征和用途對信號進行分類。

3.2 頻率和頻譜分析

使用接收設備分析采集的信號時域，通過示波器或信號處理軟件繪制信號的時域波形圖，觀察信號的振幅和時域特性。將時域信號轉(zhuǎn)換為頻域信號，使用傅里葉變換算法進行頻譜分析，以便后續(xù)的處理和應用。

3.3 調(diào)制與解調(diào)

根據(jù)通信要求和信道條件，設置調(diào)制的參數(shù)，如調(diào)制指數(shù)、調(diào)制深度及載波頻率等，將調(diào)制后的信號通過發(fā)送端設備發(fā)送至接收端。接收端設備接收到調(diào)制信號后，對信號進行前端處理，提高信號質(zhì)量和抗干擾能力。根據(jù)選擇的調(diào)制方式，使用相應的解調(diào)算法解調(diào)接收的信號，提取原始信號，進一步處理和解碼解調(diào)后的信號，以恢復為原始的數(shù)字信號或模擬信號。

4 實驗研究

為驗證文章提出的基于多業(yè)務通信終端檢測的短波通信技術(shù)的實際應用效果，開展對比實驗。選用基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與文章設計技術(shù)進行實驗對比，得到的單向通信成功率實驗結(jié)果如圖1 所示。

圖1 通信安全性實驗結(jié)果

根據(jù)圖1 可知，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)單向通信成功率約60 ～80%，文章設計技術(shù)單向通信成功率約80 ～95%。

通信速率實驗結(jié)果如圖2 所示。

圖2 通信速率實驗結(jié)果

由圖2 可知，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)相比，文章提出的基于多業(yè)務通信終端檢測的短波通信技術(shù)的通信安全性更高，通信速率更快，滿足多業(yè)務通信終端檢測的需求，提高了通信終端對短波信號的識別和處理能力。

5 結(jié) 論

文章通過對數(shù)據(jù)業(yè)務、語音業(yè)務及手鍵報業(yè)務等多種業(yè)務特點的深入分析，提出一種新型的短波通信技術(shù)，旨在實現(xiàn)對不同業(yè)務種類的自適應識別和適應。實驗驗證了文章設計技術(shù)的有效性和可行性，為多業(yè)務通信終端檢測和短波通信技術(shù)的發(fā)展做出積極的貢獻。未來，需要進一步深入研究頻譜資源的有效利用、通信安全性的提升以及通信系統(tǒng)的智能化和自適應性等問題，進一步推動短波通信技術(shù)的發(fā)展，構(gòu)建更加智能和高效的通信系統(tǒng)。