【導(dǎo)讀】語言、文字、圖像、數(shù)據(jù)等信息。尤其是軍事領(lǐng)域,它始終是軍事指揮的重要手段之一,還具有不易摧毀的中繼系統(tǒng)──電離層。但是隨著社會的發(fā)展,短波通信面臨的電磁環(huán)境。會越來越復(fù)雜，受到外界的干擾會越來越嚴重。為了提高短波通信的傳輸質(zhì)量，必須采。取各種有利的抗干擾措施，來消除或減輕短波信道中所引入的各種干擾對通信的影響，短波通信是歷史最為久遠的無線電通信。短波通信設(shè)備簡單、機動靈活、成本低廉，可用較小的發(fā)射功率直接進行遠距離通信。與衛(wèi)星通信及有線通信相比，短波通信介質(zhì)的。電離層不易遭受人為的破壞。因此，短波信道可以作為戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)的主干線和二級線路。

　　

【正文】 在網(wǎng)絡(luò)無處不在的新世紀 ,短波將與衛(wèi)星、激光等無 線信道同光纖等有線信道一起在計算機網(wǎng)絡(luò)四通八達的通信子網(wǎng)中扮演重要角色。 由于短波通信保密（或隱蔽）性不強，抗干擾能力差，以及現(xiàn)代電磁環(huán)境的特點和規(guī)律，短波通信應(yīng)該具有在不同電磁環(huán)境中的生存能力，以及抗干擾等能力。 短波通信新技術(shù)發(fā)展趨勢 近年來短波通信的發(fā)展勢頭非常迅猛，短波通信在技術(shù)上已相繼取得了一系列的突破和進展?？梢哉f，迄今為止影響短波通信的主要難題大部分已得到解決，短波通信質(zhì)量已趕上有線、微波、衛(wèi)星通信的性能指標(biāo)。其發(fā)展趨勢表現(xiàn)為以下幾個方面： 應(yīng)技術(shù)方向發(fā)展 短波通信存在著短波信道的時變色散特性和高電平干擾的弱點。因此，為了提高短波通信的質(zhì)量，最根本的途徑是“實時地避開干擾，找出具有良好傳播條件的無噪聲信道”。完成這一任務(wù)的關(guān)鍵是采用自適應(yīng)技術(shù)。所謂自適應(yīng)，就是能夠連續(xù)測量信號和系統(tǒng)變化，自動改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)，使系統(tǒng)能自行適應(yīng)環(huán)境的變化和抵御人為干擾。因此，短波自適應(yīng)的含義很廣?，F(xiàn)已發(fā)展的自適應(yīng)技術(shù)有：自適應(yīng)選頻與信道建立技術(shù)、功率自適應(yīng)技術(shù)、傳輸速率自適應(yīng)技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、自適應(yīng)分集技術(shù)、自適應(yīng)信道均衡及辨識技術(shù)、自適應(yīng)編碼技術(shù)、自適 應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)。除上述技術(shù)外，尚有自適應(yīng)時隙利用、自動轉(zhuǎn)信技術(shù)等。 傳統(tǒng)意義上的自適應(yīng)主要是指頻率自適應(yīng)，是以實時信道估值為基礎(chǔ)，采用自動鏈路建立和鏈路質(zhì)量分析技術(shù)，因此也稱之為實時選頻技術(shù)。在未來信息時代，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信將成為主要的通信方式，但是單一的頻率自適應(yīng)還無法滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的要求，由于短波通信中各種新技術(shù)的出現(xiàn)，特別是分組交換和各種自適應(yīng)短波通信技術(shù)的發(fā)展，為短波數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)，頻率自適應(yīng)技術(shù)可與其它自適應(yīng)功能綜合構(gòu)成全自適應(yīng)短波通信系統(tǒng)。未來通信的需求促進了短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)正在向全自適 應(yīng)技術(shù)的方向發(fā)展。 針對短波通信存在的保密（或隱蔽）性不強、抗干擾能力差的弱點，以及電磁環(huán)境的特點和規(guī)律，為了提高短波通信抗干擾等能力，發(fā)展起來了短波通信電子防御技術(shù)。這類技術(shù)以短波擴頻（擴展頻譜）通信技術(shù)為主體，包括短波跳頻和自適應(yīng)跳頻技術(shù)、短波直接序列擴頻技術(shù)等。 29 傳統(tǒng)的絕大多數(shù)短波跳頻電臺都是傳輸模擬話音的模擬跳頻電臺 ,此類短波跳頻電臺在技術(shù)上存在話音質(zhì)量差、通信距離短、跳速低（通常為幾十跳）等問題，而且?guī)缀醵际钦瓗l。為提高抗干擾能力，一方面必 須提高跳頻速率；另一方面可以增加信號帶寬，使信號淹沒于噪聲之中。通常采取糾錯、交織、加密等措施，但與此同時，又會使信息的有效傳輸速率降低。為了提高信息的有效傳輸速率，也必須增加頻率和信道帶寬。也就是說高速、寬帶已成為短波通信增強抗干擾能力的焦點。如美國近年來研制的短波跳頻電臺跳速已達 5000 跳 /s以上（跳頻帶寬 2MHz、信息傳輸速率 ）。 現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)，主要是針對短波通信存在著嚴重的電磁干擾的特點，為了滿足人們對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需 求，圍繞著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛿?shù)據(jù)傳輸速率而發(fā)展起來的。主要包括語音編碼技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、短波調(diào)制解調(diào)器技術(shù)，差錯控制技術(shù)等。 傳統(tǒng)的短波通信工作方式主要是“話”和“低速報”，無法滿足數(shù)據(jù)通信的需要。在短波信道上傳輸數(shù)據(jù)話音和其他數(shù)據(jù)信號必須要有短波 Modem，調(diào)制解調(diào)器就成為實現(xiàn)短波數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵部件。由于短波信道是一個典型的時變信道，多種反射模式并存，不僅存在衰落而且存在多徑時散，絕大多數(shù)多徑時延在 2～ 5ms 范圍內(nèi)。同時，由于信息時代嚴重的電磁干擾，為了保證網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的可靠性，調(diào)制解調(diào)方式必須具有 抗干擾、抗多徑和抗衰落的能力，保證快速準(zhǔn)確地傳遞信息。因此，短波自適應(yīng)抗多徑調(diào)制解調(diào)技術(shù)成為現(xiàn)代短波通信研究的重要方面。 短波通信數(shù)字化主要包括兩個方面的內(nèi)容，一是語音數(shù)字化通信，二是數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此，在短波信道條件下高速率的可靠數(shù)字信號傳輸，低誤碼率的話音編碼，以及數(shù)字信號處理等技術(shù)，是實現(xiàn)短波數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)。微電子技術(shù)的發(fā)展，促進了大規(guī)模集成電路以及微處理機在短波通信設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，短波通信設(shè)備集成化、小型化、通用化程度大大加強，技術(shù)性能顯 著提高。目前短波通信主要在自適應(yīng)技術(shù)、電子對抗技術(shù)、計算機組網(wǎng)技術(shù)等三個主流方向發(fā)展。但是，傳統(tǒng)的短波通信設(shè)備在結(jié)構(gòu)上存在很大的限制，實現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)需要接入不同類型的終端。另外，上述三個技術(shù)在現(xiàn)有系統(tǒng)中實現(xiàn)面臨著很大的困難，從而迫使人們尋找一種有效的解決方案。軟件無線電是近年來國際上興起的一項新技術(shù)，被稱為是自模擬通信過渡到數(shù)字通信之后，無線通信領(lǐng)域的又一場革命，代表了當(dāng)今通信技術(shù)的重要發(fā)展方向和未來通信產(chǎn)業(yè)的增長點，已成為 30 第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)和解決協(xié)同通信難題的主要技術(shù)手段，具有廣闊的軍用和民用前 景。軟件無線電技術(shù)的興起不僅為新一代短波通信設(shè)備提供了最佳的解決方案，并且為短波通信體制的突破發(fā)展提供了有利的研究基礎(chǔ)。同時，也為軟件無線電的研究提供了一個良好的研究平臺。 通信數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、通信業(yè)務(wù)綜合化是短波通信發(fā)展的必然趨勢，系統(tǒng)兼容、網(wǎng)絡(luò)互通，以及高可靠性、有效性、強抗毀性，成了通信系統(tǒng)建設(shè)的基本要求。為增強短波通信系統(tǒng)與設(shè)備的自動化、智能化以及綜合業(yè)務(wù)能力，短波通信正經(jīng)歷由第二代通信設(shè)備向第三代通信設(shè)備的過渡。第三代短波通信的主要技術(shù)特征 是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，其主體或關(guān)鍵技術(shù)包括：第三代自動鏈路建立技術(shù)（ 3GALE）、新型高速短波跳頻技術(shù)，以及短波組網(wǎng)通信技術(shù)等。隨著對短波通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸速度、抗干擾能力要求的不斷提高，世界各國進入了第三代數(shù)字化短波通信系統(tǒng)網(wǎng)的研究階段。這種短波通信網(wǎng)是一種遠程綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)，它能作為各級指揮系統(tǒng)的重要手段，可將 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)和程控電話網(wǎng)拓展到邊遠地區(qū)的縱深，使各移動平臺上的綜合業(yè)務(wù)通過短波信道安全無縫的接入各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)、電話網(wǎng)和 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)。 、智能化方向發(fā)展 無線電系 統(tǒng)都需要天線，它是實現(xiàn)電路電磁能量正反變換的器件。在變換過程中，有三個功能和性能：獲得或送出更多的功率－阻抗匹配；高效率變換－效率及衰減；聚集的發(fā)射或選擇接收－方向性。在這些性能中，方向性更受人重視。傳統(tǒng)的方法多系給定權(quán)集，選定陣列形狀和尺寸，基于此，人們發(fā)明成百上千種天線，很難選擇。自適應(yīng)天線技術(shù)是高頻自適應(yīng)技術(shù)中的一種，它是在天線技術(shù)、信號處理技術(shù)、自動控制理論等多學(xué)科基礎(chǔ)上綜合發(fā)展而成的一門技術(shù)。自適應(yīng)天線陣能夠自動適應(yīng)環(huán)境變化，增強系統(tǒng)對有用信號的檢測能力，優(yōu)化天線的方向圖，并能有效跟蹤有用信號，抑 制和消除干擾及噪聲而保持系統(tǒng)對某種準(zhǔn)則而言是最佳的。它通常由天線陣列組成，故又稱為自適應(yīng)陣列天線。由于自適應(yīng)天線能自適應(yīng)地調(diào)整陣列單元的幅度和相位，使該陣列特性（如方向圖、極化特性和阻抗特性等）處于某種最佳狀態(tài)，因而它是一種目前十分引人注目的天線型式。特別是它能自適應(yīng)地調(diào)整波瓣圖的零點位置使之對準(zhǔn)干擾源方向，改變方向特性，而且能提高信號增益，降低電波相互交叉引起的干擾，從而大大提高抗干擾能力。 31 我國短波通信設(shè)備存在的主要問題及發(fā)展戰(zhàn)略 在未來，短波無線電通信仍將是一種無線電通信手段。當(dāng)前，就我國短波 通信設(shè)備而言，還存在許多問題：短波新老設(shè)備并存，種類比較多，型號比較繁雜，各通信公司自成體系，電臺的程式和體制不夠統(tǒng)一，協(xié)同通信成為難以解決的問題；傳統(tǒng)的短波單邊帶電臺大多為人工調(diào)諧，調(diào)諧速度慢，手續(xù)復(fù)雜，且要求有熟練的操作人員，遠遠不能適應(yīng)未來信息時代對通信的要求；從通信防御上考慮，我國目前已有的電臺制式單一，還不能滿足信息條件下對短波通信提出的抗干擾的要求；天線種類多，自適應(yīng)能力差；從信息一體化考慮，短波電臺組網(wǎng)能力、自適應(yīng)能力、網(wǎng)絡(luò)管理和控制功能相當(dāng)弱?；谖磥硇畔r代對通信業(yè)務(wù)的需求，在短波通信的發(fā) 展上應(yīng)采取以下策略： 在短波通信中，提高通信質(zhì)量和可靠性的最有效圖徑是根據(jù)通信條件的變化，及時地進行選頻和換頻，使通信線路始終工作在傳輸條件良好的無噪聲信道上。我們所說的頻率自適應(yīng)，就是指通過實時地對信道進行探測和估值（即 RTCE 技術(shù)）來確定最佳工作頻率的。目前，我國在某一區(qū)域內(nèi)頻率管理系統(tǒng)已經(jīng)形成網(wǎng)絡(luò)，能夠為網(wǎng)內(nèi)各條通信線路提供實時頻率資源信息，所以，可以設(shè)想，能否在區(qū)域內(nèi)的短波通信也以網(wǎng)絡(luò)的形式進行組織，在這樣的區(qū)域內(nèi)，既有由若干條探測電路組成的頻率網(wǎng)絡(luò)，又有以基地站為 中心所構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)，并使頻率控制中心和短波通信的基地站合并成一個區(qū)域中心，這樣的結(jié)構(gòu)，可以解決目前頻率管理系統(tǒng)和通信線路互相獨立的弱點。 、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化 短波電臺應(yīng)超越系統(tǒng)的界限，成為通用的通信設(shè)備。美國于上世紀 80 年代經(jīng)過多次實驗，利用自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)，對 30 多種系列短波電臺進行改造，不僅統(tǒng)一了地面、機載、艦載無線電通信系統(tǒng)的技術(shù)體制，而且實現(xiàn)了美國同北約盟國不同程式電臺的互通。我國短波通信設(shè)備也應(yīng)向這個方向發(fā)展，實現(xiàn)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，以減少系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)間接口障 礙，提高兼容性，實現(xiàn)通信資源共享。同時，要加大對新設(shè)備的投入，逐步淘汰部分老舊設(shè)備，或?qū)显O(shè)備進行技術(shù)改造和升級，如加裝跳頻或自適應(yīng)模塊等；要把短波通信系統(tǒng)融入未來數(shù)字化人 —— 信息一體化建設(shè)之中，加快戰(zhàn)術(shù)電臺互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備、體制和協(xié)議的研究和開發(fā)，使網(wǎng)絡(luò)向智能化方向發(fā)展。 ，多體制并存 。 頻率跳變可有效地對付電磁干擾。但普通的頻率跳變方式不僅易受電離層的影響，而且占用系統(tǒng)的資源，難以滿足未來通信需求。針對這一問題，要綜合運用各種技術(shù)，例如： 32 直擴技術(shù)加跳頻技術(shù)（ DS＋ FH）、跳時技術(shù)加 跳頻技術(shù)（ TH+FH）、頻率自適應(yīng)技術(shù)與跳頻技術(shù)、擴頻技術(shù)與非擴頻技術(shù)、抗干擾技術(shù)與保密技術(shù)、線路壓縮擴展技術(shù)與抗干擾技術(shù)等，只有采用這些綜合性技術(shù)才能更好地解決信息條件下短波通信的抗干擾問題。 ，進一步提高短波通信質(zhì)量，更好地滿足未來信息戰(zhàn)的要求。 自適應(yīng)零位天線是一種零位可控制的天線陣，它對所收到的信號進行實時處理，調(diào)節(jié)天線振子的相位，改變其方向特性，使通信方向的增益最大，使波束的零位對準(zhǔn)干擾方向，以躲避電磁干擾。據(jù)有關(guān)研究資料表明，采用這種技術(shù)后，可以使信噪比增加 20dB 左右，從而大 大提高了短波通信的質(zhì)量。 改善現(xiàn)有短波通信的可靠性和可利用性的基本途徑實質(zhì)上是多維最佳化問題，即工作頻率、傳輸起始時間及系統(tǒng)終端位置三維最佳化。在實際通信中，電路的終端位置是固定的 。 所以，最佳化問題可簡化為工作頻率和傳輸起始時間的二維選擇。而目前的短波自適應(yīng)，僅僅利用 RTCE 技術(shù)選擇頻率滿足最佳化。實際上，還可以利用傳輸起始時間來實現(xiàn)最佳化。所以，未來的短波通信將進一步發(fā)展 RTCE 技術(shù)和縮短自動控制的響應(yīng)時間，選擇最佳時間，實現(xiàn)等待和突發(fā)，提高傳輸數(shù)據(jù)的速率?？梢栽O(shè)想，今后 短波通信可以移植流星余跡通信的技術(shù)，工作頻率可以延伸到流星余跡通信的工作波段（ 2～ 50MHZ），這不僅僅有可能利用流星余跡所提供的通信窗口，而且，還可以利用電離層偶發(fā)的 E層傳播。 總之 ,現(xiàn)代通信的特點是高度信息化。信息化對通信系統(tǒng)提出了越來越高的要求。新型通信設(shè)備總的發(fā)展趨勢是集成化、數(shù)字化、一體化與網(wǎng)絡(luò)化，數(shù)據(jù)和圖像將發(fā)展成為未來通信的主要業(yè)務(wù)。無線電通信業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展、電磁環(huán)境的進一步惡化，作為無線電通信重要手段之一的短波通信，將在信息社會中特別是軍事信息戰(zhàn)場上發(fā)揮更重要的作用。 33 設(shè)計體會 本論文介紹了短波通信的基本概念，在傳播中經(jīng)常會遇到的一些問題及其短波信道所遇到的主要的干擾 ，并提出了一些抗干擾的措施。最后對短波的未來的發(fā)展做了一個簡要的介紹。 短波通信 之所以能夠吸引用戶，最 根本 的原因是由于進行遠距離通信時， 短波通信設(shè)備簡單、機動靈活、成本低廉，可用較小的發(fā)射功率直接進行遠距離通信。 它還具有不易摧毀的中繼系統(tǒng) ── 電離層。實踐證明，采用現(xiàn)代技術(shù)改造過的短波通信能為用戶提供高質(zhì)量、高可通率和價格適中的通信線路 。 由于電離層是一種典型的時變傳輸媒介，存在著瑞利衰落、多徑效應(yīng)、多普勒頻移等復(fù)雜時 變因素 ,使接收端的碼元在時間上展寬，包絡(luò)發(fā)生畸變，嚴重地影響短波通信的質(zhì)量，甚至?xí)斐赏ㄐ胖袛?。以這樣的信道條件進行數(shù)據(jù)通信，為了保證對誤碼率的要求，其傳輸速率必然有限。在很長一段時期內(nèi)，短波信道數(shù)據(jù)傳輸速率不超過 200ｂ it/ｓ。同時，短波信道是帶寬受限的信道，射頻頻譜非常擁擠，信道間互相干擾嚴重。上世紀 60年代衛(wèi)星通信問世后，短波通信一度處于發(fā)展低潮。 到了 80 年代，人類對短波的傳播規(guī)律有了比較完整的認識，其中關(guān)于電離層反射、多徑衰落、傳播損耗、可用頻率范圍、電離層的不規(guī)則性、電離層騷動、電離層傾斜、波導(dǎo) 傳播和散射傳播的激勵和理論均趨于成熟 。短波通信在電波傳播研究、頻率自適應(yīng)通信、中高速數(shù)據(jù)通信、組網(wǎng)通信、自適應(yīng)跳頻及近垂直入射天波通信等方面都取得了重大突破，短波通信方式存在的許多問題和缺點得到克服和改進；人們利用微處理器、數(shù)字信號處理（ DSP），不斷提高短波通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率，使現(xiàn)代短波通信重新煥發(fā)青春。 隨著微型計算機、移動通信和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，短波通信技術(shù)有了新的突破性進展。新技術(shù)使短波通信很好地彌補了它的缺點，還使短波通信的設(shè)備更加小型化、更加靈活方便，進一步發(fā)揮了短波通信設(shè)備簡單、造價 低廉、機動靈活等固有的優(yōu)點。短波通信必將在應(yīng)急通信、抗災(zāi)通信、特別是在軍事通信中發(fā)揮更重要性