【摘 要】短波通信以其設(shè)備簡單、應(yīng)用靈活、通信距離遠(yuǎn)、運行成本低等優(yōu)點，在通信領(lǐng)域具有無法替代的地位。本文通過對當(dāng)前短波通信技術(shù)的研究，分析和描述了未來短波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】短波通訊 高速 抗干擾 軟件化

短波通信又稱高頻通信，是指使用頻率范圍為3-30MHz的電磁波進(jìn)行無線電通信，主要利用天波經(jīng)電離層反射后，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。

一、短波通訊技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

短波實際上是通過電離層的反射進(jìn)行通信的。電離層在通訊過程扮演傳輸媒介的角色，不過其本身存在多徑效應(yīng)、瑞利衰落等現(xiàn)象，會增加源碼在時間的寬度，影響接收端的接收質(zhì)量。包絡(luò)也就隨之發(fā)生畸變，從而使短波信道常摻雜著強烈的噪聲和干擾信號，嚴(yán)重地影響短波通信的質(zhì)量。但是隨著科技的發(fā)展，多種新技術(shù)得到應(yīng)用，如信道編碼技術(shù)、差分跳頻技術(shù)、信道平衡技術(shù)、短波網(wǎng)組技術(shù)、寬帶擴頻技術(shù)等，解決了短波通信方式中存在的一些問題。隨著移動通信、微型計算機以及微電子技術(shù)的快速發(fā)展，短波通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率也在不斷提高，短波通信得到了很大發(fā)展。

二、短波通訊技術(shù)未來發(fā)展方向

隨著短波通信的發(fā)展，其在技術(shù)上已經(jīng)取得了一系列的進(jìn)展，主要有以下幾個方面的發(fā)展展趨勢。

（一）向高速寬帶方向發(fā)展

未來的短波通信將會由原來的低頻、定頻通信方式、變換為跳頻與擴頻、高低速跳頻、再帶與寬帶結(jié)合的綜合通信方式。因此可以看出未來短波通信技術(shù)主要向以下幾種模式轉(zhuǎn)變：

1.高速差分跳頻電臺

差分跳頻是最近一段時間出現(xiàn)的一種與以往的跳頻技術(shù)根本不同的短波通信技術(shù)。在差分跳頻中跳頻序列不再受偽隨機碼序列的控制，而是由數(shù)據(jù)序列依靠頻率的轉(zhuǎn)移函數(shù)映射后得到的。依靠頻率去轉(zhuǎn)移函數(shù)，然后將糾錯編碼、信息調(diào)制和跳頻三者有機結(jié)合，最終形成了高速差分跳頻電臺。而在接收端，拆分跳頻電臺主要是依靠對幾條信號進(jìn)行的聯(lián)合檢測，最終達(dá)到差分跳頻序列，然后再對頻率序列進(jìn)行譯碼，解調(diào)出數(shù)據(jù)信息。差分跳頻技術(shù)不僅能夠提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，而且也提高了系統(tǒng)的抗衰落能力和抗干擾能力。

2.直接序列的擴頻電臺

主要是借助偽噪聲序列對所發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行更改，將對系統(tǒng)寬帶進(jìn)行擴展，讓短波信號淹沒在噪聲之中。從而達(dá)到抗多徑、抗窄帶干擾的能力

3.自適應(yīng)短波跳頻電臺

是指自適應(yīng)短波調(diào)頻電臺通過將跳頻技術(shù)與頻率自適應(yīng)技術(shù)與結(jié)合起來，依靠頻率自適應(yīng)能力決出可通的、較好的頻率作為跳頻頻率表，因而避免了調(diào)頻的盲目性，提高了電臺的可通率。所以，與一般的跳頻相比，自適應(yīng)跳頻電臺的數(shù)據(jù)傳輸率、跳速、寬帶都有較大的提高，干擾能力也逐步增強。

（二）向抗干擾方向發(fā)展

之前的很多短波跳頻電臺都屬于模擬跳頻電臺，一般短波跳頻電臺具有通話質(zhì)量差、通信距離短以及跳速效率低等缺陷。，并且大部分都是窄帶跳頻。所以，針對短波通信存在的問題，形成了短波通信的電子防御技術(shù)。這類技術(shù)主要通過擴展短波頻譜來實現(xiàn)，主要包括直接序列擴頻、自適應(yīng)跳頻以及短波跳頻等技術(shù)。

主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.時間上的處理

包括糾錯編碼技術(shù)和猝發(fā)傳輸技術(shù)。所謂的猝發(fā)傳輸技術(shù)，就是首先將信息存儲起來，然后在某一瞬間以比正常時的10到100倍或者是更高的速率進(jìn)行猝發(fā)。如此一來，一方面就可以使用較大的脈沖功率來抵御有意的干擾，而另一方面由于發(fā)射時間的短暫性和不確定性，使偵收的概率大大降低；從而在一定程度上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.空間上的處理

比如采用自適應(yīng)天線的調(diào)零技術(shù)，即當(dāng)接收的一端受到干擾時，使天線方向依靠零點技術(shù)，自動指向干擾方向，以提高通信接收機的通信能力。

3.信號上的處理

指自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)以常規(guī)跳頻通信為基礎(chǔ)，然后再加上鏈路質(zhì)量分析，依靠準(zhǔn)確的鏈路質(zhì)量分析，來確定被干擾的頻點，給出可以被使用的跳頻頻率集，并且把跳頻頻率集以反饋信道的方式傳送給發(fā)射方，使雙方能夠自動地適應(yīng)信道變化的情況，同時刪除被干擾的所有頻率，然后選擇在干擾很小或者無干擾的頻點進(jìn)行可靠通信。

（三）軟件化的未來發(fā)展方向

短波通信方式的數(shù)字化主要包括以下兩個方面的內(nèi)容：一是數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，尤其是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，二是語音數(shù)字通信。短波通信方式的數(shù)字化，就是以數(shù)字信號處理技術(shù)和誤碼率較低的話音編碼技術(shù)，來實現(xiàn)短波通信向數(shù)字化技術(shù)轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)階段微電子技術(shù)發(fā)展迅猛，為大規(guī)模集成電路以及微處理機在短波通信中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件，為此通訊設(shè)備的也逐漸向高集成、通用化和小型化趨勢發(fā)展。目前短波通信逐漸應(yīng)用在電子對抗、自適應(yīng)以及計算機網(wǎng)絡(luò)等諸多方面。

當(dāng)前短波通訊設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計仍存在不少問題，使其功能受到一些限制，因此為了運營不同的業(yè)務(wù)，首先應(yīng)安裝與業(yè)務(wù)類型對應(yīng)的終端設(shè)備。

這迫使人們尋找一種有效的解決方案。因此，一項新軟件無線電技術(shù)興起了，被認(rèn)為是無線通信領(lǐng)域內(nèi)的又一場革命，成為未來通信技術(shù)發(fā)展的引領(lǐng)者。通過該技術(shù)能夠有效解決通信中存在的問題，因此具有很大的市場發(fā)展?jié)摿?，能夠?chuàng)造出巨大的經(jīng)濟效益，尤其是在民用通訊領(lǐng)域具有很強的現(xiàn)實意義。軟件無線電技術(shù)的興起不僅為短波通信體制的發(fā)展提供了有利的研究基礎(chǔ)，而且也為新一代短波通信設(shè)備的完善，提供了最佳的解決途徑。同時，也為軟件無線電的研究提供了一個良好的研究平臺。

（四）向網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展

傳統(tǒng)的短波通信業(yè)務(wù)已經(jīng)不能適應(yīng)數(shù)字化的應(yīng)用需求。在當(dāng)前的短波通信應(yīng)用中，短波通信需要更多的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，并有望成為因特網(wǎng)的一部分，而未來的短波通信正同其他通信一樣，逐漸地邁入了網(wǎng)絡(luò)化時代。但是由于短波信道有其自身的特殊性，全網(wǎng)各電臺如何對頻率的復(fù)用以及實施選頻等問題都有待去解決。因此，為了增強短波通信設(shè)備與系統(tǒng)的智能化、自動化，短波通信設(shè)備正在不斷更新，未來通訊設(shè)備將以第三代通信設(shè)備為主體，主要應(yīng)為第三代短波通信設(shè)備具備數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化等優(yōu)點。其關(guān)鍵技術(shù)主要涵蓋短波組網(wǎng)通信技術(shù)、高速短波跳頻技術(shù)以及第三代自動鏈路技術(shù)等。隨著人類對短波通信網(wǎng)的抗干擾能力、傳輸速度、網(wǎng)絡(luò)容量等多方面要求的不斷增強，

國際上各個國家在第三代網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化短波通信系統(tǒng)網(wǎng)的研究上取得了顯著的成績。從實際應(yīng)用中來看這種短波通信網(wǎng)其實就是一個具有龐大傳輸功能的數(shù)據(jù)網(wǎng)，能夠開展各種遠(yuǎn)程業(yè)務(wù)，成為各個指揮系統(tǒng)溝通的主要途徑，同時它可以將TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程電路網(wǎng)絡(luò)擴展到距離更遠(yuǎn)的地區(qū)，通過短波信道為其提供各種業(yè)務(wù)。

（五）向高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)方向發(fā)展

“話”和“低速報”是傳統(tǒng)短波通信方式，它很難滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)通訊的需要。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)話音和數(shù)據(jù)信號在短波信道上的傳輸需要借助短波調(diào)制協(xié)調(diào)器設(shè)備，該設(shè)備在數(shù)據(jù)通訊中扮演者不可替代的角色。未來短波通訊技術(shù)的發(fā)展應(yīng)首先解決當(dāng)前通信過程中容易受到電磁干擾這一問題，

通過提高數(shù)據(jù)傳輸速率和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，來滿足人們對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。其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)和差錯控制技術(shù)等。但是由于短波通信是一個典型的時變信道，不僅存在多徑時散而且還存在衰落，再加上信息通信中受到電磁干擾的影響較大。為了提高信息在網(wǎng)絡(luò)中能夠可靠、安全的傳輸，必須保證調(diào)制協(xié)調(diào)器具有較強的抗干擾、抗衰落以及抗多徑的特點。因此，未來對短波通信的研究應(yīng)將短波抗多徑調(diào)制協(xié)調(diào)器技術(shù)研究當(dāng)做重要內(nèi)容。

（六）智能化、自適應(yīng)的發(fā)展方向

天線是無線電系統(tǒng)中的重要設(shè)備，也是實現(xiàn)電路電磁能量正反轉(zhuǎn)換的必要器件。在轉(zhuǎn)換過程中，主要有三個作用，一是高效率變換；二是獲得或送出更多的功率；三是聚集的發(fā)射或選擇接收。而從傳統(tǒng)的無線電交換方法上看，側(cè)重的是第三個功能，即強調(diào)聚集的發(fā)射或選擇接收的尺寸大小。因而，傳統(tǒng)的無線電交換使人們發(fā)明成百上千種天線，但是很難做出選擇，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。從以后短波通信的發(fā)展方向上看，無線電將會向自適應(yīng)天線技術(shù)，自動控制方向轉(zhuǎn)化。因為自適應(yīng)天線可以自動適應(yīng)環(huán)境的變化，提高系統(tǒng)對有用信號的檢測能力，有效跟蹤有用信號，并且還能優(yōu)化天線的方向圖，消除和抑制干噪聲和其它因素的干擾。由于自適應(yīng)天線可以自適應(yīng)地整合陣列單元的相位和幅度，這就使該陣列特性處于一種最佳的狀態(tài)，特別是它還能自動調(diào)整波瓣圖的零點位置，使之對準(zhǔn)干擾源的方向，改變其方向特性。并且自適應(yīng)天線還具有提高通信信號，降低電波交叉所引起的干擾的特點。因此，它是一種在未來能夠引人關(guān)注的天線型式。

三、結(jié)論

由于短波通信在通信領(lǐng)域中的重要地位，所以世界上許多國家都在加緊對短波通信技術(shù)進(jìn)行研究，從而對以后短波通信技術(shù)的發(fā)展，起到了巨大的推動作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，短波通信將會在未來社會中發(fā)揮著更重要的作用。

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