■ 文/ 公安部原信息通信局無線電管理處 陶漢海

MICOM - 3R數(shù)字化短波電臺在公安應急通信中的應用分析

■ 文/ 公安部原信息通信局無線電管理處 陶漢海

短波通信是公安部門最早使用的常規(guī)及應急無線電通信手段，主要使用于邊遠省、地、縣、山區(qū)、丘陵、偏僻、沙漠、海島等自然環(huán)境復雜，交通不便而且面積大的地方。短波通信存在不穩(wěn)定、易受干擾，因此通信質(zhì)量不能盡如人意。進入信息時代，短波設(shè)備從傳統(tǒng)的模擬技術(shù)向全新的軟件無線電技術(shù)轉(zhuǎn)化，克服和改善了短波通信的缺點。MICOM-3R數(shù)字化短波電臺就是當前新型產(chǎn)品，本文就其結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵技術(shù)、功能及應用分析進行簡單介紹。

短波通信 數(shù)字化 自適應 軟件無線電 跳頻

1 引言

短波通信是公安部門最早使用的常規(guī)及應急無線電通信手段。固定、半固定、移動都可靈活使用，而且不需要申請頻率。短波電臺在公安系統(tǒng)主要使用于邊遠省、地、縣、山區(qū)、丘陵，偏僻沙漠、海島等自然環(huán)境復雜、交通不便、面積大，通信距離遠的地方。主要業(yè)務是語音和電報數(shù)據(jù)。進入信息化時代，各類無線電設(shè)備都從傳統(tǒng)的模擬技術(shù)向新的軟件無線電技術(shù)轉(zhuǎn)化。MICOM-3R數(shù)字化短波電臺及系列產(chǎn)品有了質(zhì)的飛躍。近年來，反恐維穩(wěn)形勢異常嚴峻，重大自然災害和群體事件時有發(fā)生，這對公安指揮應急處置實戰(zhàn)能力提出了更高的要求。裝備數(shù)字化短波電臺，使應急無線通信的可靠性，實時性，靈活性大大提高，及時做到下情上報，上情下達，增強公安機關(guān)快速反應能力，全面提升公安指揮調(diào)度的信息化水平是非常有必要的。

2 業(yè)務需求分析

早期一些省、地、縣因工作需要，自行購置使用少量軍用短波電臺；20世紀八十年代也使用過一些天津712廠和南京714廠生產(chǎn)的短波電臺；20世紀九十年代初在向地縣級推廣基本級無線移動通信時，使用VHF超短波，在一些面積特大的邊遠，偏僻山區(qū)，丘陵，海洋，島嶼等地區(qū)，需要通信的范圍難以覆蓋。因此公安部為黑龍江，內(nèi)蒙，新疆，甘肅，青海，四川，云南，西藏等省區(qū)配發(fā)了一些日本廠商生產(chǎn)的短波電臺，如日本八重洲生產(chǎn)的FT-757GX短波單邊帶電臺；日本建伍公司生產(chǎn)的TS-440S；艾可慕（ICOM）生產(chǎn)的IC-M700TY、IC-735等短波單邊帶電臺，用以解決邊遠地區(qū)的通信。后來又裝備了一些建伍TS-450S和澳大利亞柯頓9360短波電臺，這些電臺質(zhì)量比較好一些，主要用于當?shù)貞币苿訜o線通信，改善了這些地區(qū)的公安通信裝備。公安邊防部隊使用短波通信則主要用于海島，沿海邊防派出所及海上巡邏等。

短波通信在這些地區(qū)的應用，尤其是在應急的情況下，取得了比較好的效果，開創(chuàng)了從無到有的先例。但是傳統(tǒng)的短波通信存在一些缺點，主要是：

1）信道不穩(wěn)定，受時間、氣候等因素影響大，因為短波通信主要是靠電離層反射傳播的，由于電離層是一種典型的時變傳輸媒介，存在瑞利衰落、多徑效應、多普勒頻移等復雜時變因素，使接收端碼元時間上展寬，包括圖形發(fā)生畸變，因而使數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生碼間干擾和誤碼；使語音產(chǎn)生失真或斷續(xù)等情況。

2）短波通信是帶寬受限制的信道，因為用戶非常多，軍用、民用、商用、國際間、業(yè)余等，高頻頻譜非常擁擠，信道之間相互干擾嚴重，使通信質(zhì)量下降或中斷。傳統(tǒng)的短波無線電通信是以單邊帶（SSB）話為主或低速數(shù)據(jù)和電報為通信方式。

3）日益增強的工業(yè)干擾和人為干擾使電磁環(huán)境越來越差，嚴重影響到短波通信。當今迫切需要能夠改善和克服以上缺點的先進短波電臺。八十年代以來，隨著微型計算機，微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界發(fā)達國家研究機構(gòu)、廠商加大資金投入，促進短波通信技術(shù)不斷快速更新。利用CPU、DSP、自適應、跳頻技術(shù)，不斷提高短波通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率，增強自動化業(yè)務功能，提高自適應與抗干擾能力，裝備全新數(shù)字化短波電臺，滿足公安業(yè)務需求，保障應急指揮調(diào)度和常規(guī)信息暢通，也是廣大短波通信行業(yè)的迫切愿望。

3 結(jié)構(gòu)組成、關(guān)鍵技術(shù)及功能分析

MICOM-3R數(shù)字短波電臺結(jié)構(gòu)組成，關(guān)鍵技術(shù)及功能分析如下：

1）結(jié)構(gòu)組成

主機由三個模塊組成，操作簡單，維護方便，簡化了產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)流程，利于管理，降低維修成本。采用可方便替換的數(shù)碼部件，降低平均修復時間。具有極高的平均無故障時間（MTBF）。內(nèi)置檢測系統(tǒng)（BIT），便于用戶隨時檢測電臺工作狀態(tài)。

2）采用當前國際最新軍用短波通信標準

設(shè)備按照MIL.STD-188-141B,同時兼容FEDSTD-1045。按照UN-WGT互操作性協(xié)議，493-4＆6數(shù)字呼叫標準制造。

3）關(guān)鍵技術(shù)——自適應、跳頻、加密、高速調(diào)制解調(diào)等

設(shè)備具有自適應功能，快速建立無線鏈路，當發(fā)送ALE呼叫時，則探測并尋找最佳信道，用于主呼與被呼之間的通信，一旦找到并建立最佳可用信道，則呼叫成功。選擇跳頻可以對抗多徑干擾、鄰道干擾、人為干擾，提高通信的保護性和可靠性。自適應技術(shù)與跳頻技術(shù)結(jié)合，使自適應、跳頻能在質(zhì)量良好的信道工作?？蛇x擇對語音、數(shù)據(jù)進行加密。

內(nèi)置9600bps數(shù)字化高速調(diào)制解調(diào)器，集成了傳真、電子郵件、數(shù)據(jù)傳輸和接收的高質(zhì)量通信服務。此外還具有數(shù)字化聲碼化功能，提供可靠的數(shù)字化語音，徹底消除背景噪音。內(nèi)置數(shù)字靜噪，無信號時保持安靜。內(nèi)置數(shù)字濾波，過濾背景噪音，提供高質(zhì)量清晰的語音通信。

基于創(chuàng)新軟件設(shè)計，數(shù)字信號處理，用軟件方式處理各種電參數(shù)，提供所有通信功能的數(shù)字化調(diào)制解調(diào)，并為用戶提供某些通信參數(shù)的軟件化設(shè)置。軟件無線電技術(shù)平臺，對引入新業(yè)務，新技術(shù)非常方便。通過全新的軟件版本就可輕松實現(xiàn)技術(shù)升級換代。

4）組網(wǎng)功能

可支持1000個ALE網(wǎng)絡或頻道。可以通過互聯(lián)網(wǎng)使用控制軟件遙控和操作遠程電臺。具有數(shù)字選呼，CCIR493信令，碼長可選4位或6位，可單呼、組呼、群呼等。內(nèi)置GPS功能，用于位置數(shù)據(jù)和自動車輛定位。

5）一機多用

MICOM-3R數(shù)字化短波電臺可固定作基地臺使用，也可半固定臨時使用，也可安裝在交通工具上作為移動等多種用途，為用戶設(shè)備采購，使用管理，維護保養(yǎng)，人員培訓提供了很大的方便。作基地臺使用配寬帶三線天線，電臺安裝在天線附近，通過有線對電臺進行遙控，控制部分可安裝在方便的地方，解決了一般電臺只能近控不能遙控的缺點。作車載臺時可配有專用的自動調(diào)諧車載天線，主機控制可一體安裝也可分開安裝。

電臺控制面板配備了大型矩陣LED顯示屏和為用戶編程設(shè)置增強型多功能鍵盤，方便操作使用及編程。支持中文顯示，方便中國客戶使用。

用戶也可采用易于使用的PC軟件來實現(xiàn)電臺操作和編程。

圖1 MICOM-3R外形圖

圖2 MICOM分體外形圖

圖3 前面板布置圖

4 應用分析

筆者曾在新疆、西藏等一線多地多次進行各種型號電臺，各種距離（0--千公里），固定-固定，固定-移動，一點對多的短波通信實驗與應急使用。如在新疆喀什某重大案件的偵破及圍捕指揮過程中，超短波電臺與上級指揮機關(guān)無法聯(lián)系（超出覆蓋區(qū)域），唯一能保持通話的就是短波電臺。短波電臺在調(diào)動增援力量、現(xiàn)場情況上報、上情下達等各方面起到了關(guān)鍵作用。但是，短波通信在實踐過程中也積累了許多經(jīng)驗和教訓，可以為今后的技術(shù)發(fā)展、設(shè)備選型等提供參考建議。首先從電臺的技術(shù)指標上要求高標準。必須符合國際和國家標準。有高質(zhì)量、穩(wěn)定可靠的設(shè)備，才能達到穩(wěn)定可靠的應急通信效果。第二是電臺的功能盡可能的齊全，現(xiàn)在的通信方式，方法不僅僅是語音和低速率數(shù)傳電報，簡單網(wǎng)絡，用戶對使用要求越來越高。第三是要求設(shè)備制造采用新結(jié)構(gòu)新工藝，使用靈活操作方便。

通過全面詳細分析MICOM-3R數(shù)字化短波電臺，可看出該設(shè)備完全不同于以前裝備的日本、國產(chǎn)、澳大利亞短波電臺，那些電臺基本上是傳統(tǒng)模擬電路上增加獨立的CPU實現(xiàn)部分功能軟件化設(shè)置。MICOM-3R數(shù)字化短波電臺，以ADC/DAC,DSP和CPU為硬件基礎(chǔ)，對信號數(shù)字化處理，用軟件編程，靈活地實現(xiàn)數(shù)字濾波、數(shù)字頻率合成、數(shù)字變頻、調(diào)制解調(diào)、信令控制、信源編碼、加密/解密等功能。軟件無線電具有高度可編程性，今后引入新業(yè)務、新技術(shù)更為便捷。此外，還可為用戶提供軟件化設(shè)置，其優(yōu)秀性能和豐富功能居目前短波設(shè)備領(lǐng)先水平。

圖4 MICOM-3R與PC軟件來實現(xiàn)電臺操作和編程

5 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，發(fā)生突發(fā)事件的種類更加復雜與多變，對公安指揮應急處置實戰(zhàn)能力提出了更高的要求。短波通信設(shè)備簡單，體積小，重量輕，組網(wǎng)靈活，架設(shè)方便，投資成本低，不受信道限制，抗摧毀和人為干擾能力強，通信距離遠，無需建中繼站，易于操作，保養(yǎng)維護，無需強大的技術(shù)支持力量和儀器設(shè)備。車載移動快速直達現(xiàn)場，在行進途中及時與指揮中心保持聯(lián)絡。老、少、邊、窮地區(qū)，常規(guī)有線、無線通信網(wǎng)絡覆蓋不到的地區(qū)，易突發(fā)事件的地區(qū)，尤其要重視短波通信的裝備與應用。數(shù)字化短波電臺為常規(guī)與應急通信提供可靠與實時的信息保障，可以從根本上全面提升老、少、邊、窮地區(qū)公安指揮調(diào)度的信息化水平。

[1]公安移動通信文件匯編[G].公安部辦公廳.1995.

[2]張瑜.電磁波空間傳播[M]. 西安：西安電子科技大學出版社.2007.

[3]趙淑清,鄭薇.隨機信號分析[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社.1999.

[4]尚林.小型衛(wèi)星通信地球站用戶手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社.1993.