彭延超

摘要：超短波以其優(yōu)越的傳輸性能，在民用通信領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，更是軍事通信的主要模式手段之一。信息技術(shù)的蓬勃發(fā)展，推動著通信領(lǐng)域產(chǎn)生翻天覆地的變化，致使超短波通信的發(fā)展日新月異。超短波通信新型組網(wǎng)技術(shù)能夠解決軍事中的很多問題，鑒于此，本文對其進行了相關(guān)研究。

關(guān)鍵詞：超短波通信；新型組網(wǎng)技術(shù)

前言

從20世紀80年代初， 短波、超短波通信進入了復(fù)興和發(fā)展的新時期。許多國家加速了對短波、超短波通信技術(shù)的研究與開發(fā)，推出了許多性能優(yōu)良的設(shè)備和系統(tǒng)。短波、超短波通信再次占領(lǐng)一定的地位， 隨著技術(shù)的進步， 對于通信的一些缺點， 不少已找到克服和改進的辦法。短波、超短波通信的可靠性、穩(wěn)定性、通信質(zhì)量和通信速率都已提高了一個新水平。

1.超短波通信組網(wǎng)的特點和難點

超短波通信是一種受地形影響小、無需中繼、抗毀性強的中遠距離通信手段，在軍事和民用通信方面都得到了廣泛應(yīng)用，隨著高速數(shù)字信號處理技術(shù)、軟件無線電等技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代短波組網(wǎng)通信發(fā)展迅速?，F(xiàn)代通信電子戰(zhàn)不是設(shè)備與設(shè)備之間的對抗，而是網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)，體系與體系之間的對抗。點對點通信是難以在現(xiàn)代電磁威脅環(huán)境中生存的，從應(yīng)急通信、協(xié)同通信的需要出發(fā)，特定區(qū)域橫向信息流迅速增加，必須考慮短波通信的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。加強網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是提高短波系統(tǒng)通信能力的有效途徑，短波組網(wǎng)還是克服短波信道衰落、提高抗干擾能力的有效手段，當某條電路受到干擾時，可以改變路由使對抗方難以偵查，從而使其干擾失效。

2.超短波通信新型組網(wǎng)方式

超短波網(wǎng)的各種組網(wǎng)方式也在不斷融合，快速發(fā)展中。具體包括以下幾種：

（1）固定頻率通信網(wǎng)

只在固定頻率上進行組網(wǎng)通信的簡單通信網(wǎng)。通過事先約定、長期預(yù)報最佳或可用頻率的方法建立的固定頻率通信網(wǎng)，適應(yīng)性、靈活性差，基本上是傳統(tǒng)意義上、單一中心節(jié)點的廣播型通信網(wǎng)。受時變信道影響，可通率低。

（2）頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)

頻率自適應(yīng)技術(shù)是進行可通頻率的探測和選擇、確保點對點、或點對網(wǎng)通信頻率可用。頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)具有成熟的通信鏈路標準協(xié)議、組網(wǎng)和系統(tǒng)設(shè)備，可以通過網(wǎng)內(nèi)自適應(yīng)電臺，在預(yù)先設(shè)置頻率點組中，進行線路質(zhì)量分析，選擇最好的頻率，自動選擇呼叫及預(yù)置信道掃描，從而建立起短波通信。這種組網(wǎng)方式可以保證信道的質(zhì)量，受到人們的廣泛喜愛，在世界各國都有所應(yīng)用。2G—ALE是一個異步系統(tǒng)，一個呼叫站并不知道這時它要呼叫的站是在掃描什么頻率范圍，而3G—ALE頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)具有成熟的通信鏈路、組網(wǎng)和系統(tǒng)設(shè)備?？梢酝ㄟ^網(wǎng)內(nèi)自適應(yīng)電臺，在預(yù)先設(shè)置頻率點中，進行線路質(zhì)量分析，選擇最好的頻率，自動選擇呼叫及進行預(yù)置信道掃描，從而建立起短波通信。

（3）短波跳頻通信網(wǎng)

短波跳頻通信網(wǎng)是短波通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。它是使通信信號的頻率在一定帶寬內(nèi)快速隨機跳變，使敵方偵察和干擾跟不上這種變化，無法施放干擾而達到抗干擾的目的。高速短波跳頻數(shù)據(jù)系統(tǒng)有非常強的抗干擾能力，而且跳頻頻率駐留時間短，可以克服短波嚴重的多徑效應(yīng)和嚴重衰落的影響，使數(shù)據(jù)傳輸速率得到較大的提高。跳頻電臺的組網(wǎng)方法，根據(jù)跳頻圖案分為正交和非正交兩種。如果多個網(wǎng)所用的跳頻圖案在時域上不重疊（形成正交），則組成的網(wǎng)絡(luò)稱為正交跳頻網(wǎng)。如果多個網(wǎng)所用的跳頻圖案在時域上發(fā)生重疊，則稱為非正交跳頻網(wǎng)。此外根據(jù)跳頻網(wǎng)的同步方式，跳頻電臺的組網(wǎng)又分同步網(wǎng)和異步網(wǎng)。正交跳頻一般采用同步組網(wǎng)。所有的網(wǎng)都使用同一張頻率表，但每個網(wǎng)的頻率順序不同；各網(wǎng)在統(tǒng)一的時鐘下實施同步跳頻，其它支網(wǎng)在統(tǒng)一的時鐘下進行跳頻，雖然各網(wǎng)頻率集相同，但順序不同。這樣在任一瞬間，均不會發(fā)生頻率碰撞。正交跳頻的優(yōu)點：建鏈快，頻率利用率高。非正交跳頻網(wǎng)常采用異步組網(wǎng)方式。異步組網(wǎng)時，系統(tǒng)中沒有統(tǒng)一的時鐘，通過精心選擇跳頻圖案和采用異步組網(wǎng)方式，各網(wǎng)選擇不同的頻率表，使之互不重疊。不同的網(wǎng)絡(luò)采用不同的跳速或不同的頻段。設(shè)置不同的密鑰號或不同的時鐘進行組網(wǎng)。異步組網(wǎng)的特點：組網(wǎng)簡便，不需要全網(wǎng)的定時同步，抗干擾能力強、保密性能好。跳頻電臺組網(wǎng)必須嚴格區(qū)分主臺與屬臺。主屬臺的劃分體現(xiàn)在發(fā)起呼叫的權(quán)限上，主臺可以修改屬臺的時鐘，但屬臺不可以修改主臺的時鐘，為保證一個跳頻網(wǎng)內(nèi)只有一個時間標準，網(wǎng)內(nèi)只有一個主臺。

（4）基于區(qū)域中心站和移動中心站的短波IP通信網(wǎng)

基于區(qū)域中心站和移動中心站的短波IP通信網(wǎng)是按特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議組建的，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層基于特定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、IP接人協(xié)議設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計動態(tài)的區(qū)域中心站或移動中心站，采用一定的尋址、選頻技術(shù)，設(shè)計同步、接入、安全、路由準則而建立的區(qū)域短波通信網(wǎng)。通過設(shè)立短波中心站、基站及網(wǎng)管平臺，完成網(wǎng)絡(luò)管理、路由控制。設(shè)置網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)接人其他異構(gòu)網(wǎng)的短波通信網(wǎng)。由于短波信道的窄帶、低速特性，因而在蜂窩移動通信、有線網(wǎng)、其他頻段上的無線網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及技術(shù)不能簡單照搬到短波網(wǎng)絡(luò)。所以需要通過構(gòu)建結(jié)構(gòu)清晰、界限分明的短波IP路由器模型以及與IP協(xié)議的接口，設(shè)計IP數(shù)據(jù)報傳輸?shù)亩滩↖P網(wǎng)絡(luò)建立短波IP通信網(wǎng)。

3.超短波組網(wǎng)的拓撲設(shè)計

對短波通信來說， 由于為無線傳送， 不需要實際的物理連接，同時其信道容量小， 一般不采用總線形拓撲結(jié)構(gòu)。從短波通信的軍事用途角度來看， 環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的抗毀性較差， 容易被破壞導(dǎo)致通信中斷。

3.1星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

星形網(wǎng)傳送平均延時小， 結(jié)構(gòu)簡單， 建網(wǎng)容易，傳統(tǒng)的定頻無線電臺的組網(wǎng)， 通常按指揮關(guān)系組成集中式的星形網(wǎng)。在一個頻率上， 采用“按鍵講話”的單工方式， 也就是各個設(shè)備經(jīng)常處在“接收”狀態(tài)，而用本機的轉(zhuǎn)換開關(guān)來啟動發(fā)射機。網(wǎng)內(nèi)每部電臺都能與其它任何一部電臺直接通信， 也可以經(jīng)過一個適當配置的轉(zhuǎn)信臺轉(zhuǎn)接。由于星形網(wǎng)絡(luò)可靠性差， 中心節(jié)點易成為系統(tǒng)的“瓶頸”，且一旦發(fā)生故障會導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)癱瘓， 因此采用星形拓撲結(jié)構(gòu)時， 不能將其作為唯一的結(jié)構(gòu)。

3.2樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)符合軍隊建制， 可以通過增加鏈路的數(shù)量來提高其抗毀性， 是短波通信在軍事上應(yīng)用的一種常用拓撲結(jié)構(gòu)。在這種拓撲結(jié)構(gòu)中， 每個結(jié)點與其子結(jié)點有連接， 其所有子結(jié)點之間采用全連通形拓撲結(jié)構(gòu)， 并根據(jù)需要與同級其它子結(jié)點進行有限連接， 從而提高整個通信網(wǎng)絡(luò)的抗毀性能。軍事上一般不允許一個作戰(zhàn)單元同時聽命于兩個指揮部， 故每個子結(jié)點只擁有一個父結(jié)點。

3.3網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

短波通信干線網(wǎng)中的各節(jié)點， 都是各種作戰(zhàn)、管理信息的匯集、發(fā)出、中轉(zhuǎn)、儲存中樞， 信息流向多、流量大， 是戰(zhàn)時作戰(zhàn)指揮的中心，。短波通信干線網(wǎng)若其節(jié)點不是很多時應(yīng)采用全互聯(lián)形網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。對于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)， 一般采用某種特殊方法進行設(shè)計， 尋找經(jīng)濟性和可靠性之間的最佳， 這是通常采用的拓撲結(jié)構(gòu)之一。研究表明，區(qū)組設(shè)計型（ DBBD） 網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是比較符合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計要求的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。

4.小結(jié)

隨著通信技術(shù)迅猛發(fā)展，人們越來越重視對短波通信技術(shù)的研究。短波組網(wǎng)通信技術(shù)是已得到應(yīng)用并在不斷發(fā)展。我們要根據(jù)短波電離層的傳播特點，結(jié)合現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、軟件無線電和認知無線電技術(shù)，加強對組網(wǎng)協(xié)議、快速探測和建鏈、尋址與時統(tǒng)方式、時隙劃分、組網(wǎng)信道類別的研究，采取正確的組網(wǎng)技術(shù)，從而確保組網(wǎng)技術(shù)在短波通信領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

參考文獻：

[1]石泉，靳蕃，趙文方.短波組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)研究[J].通信技術(shù)，2000（3）：9～11.

[2]胡宗玉，陳雪婷，方喜飛.短波通信組網(wǎng)存在的問題和發(fā)展趨勢[J].中國國防工業(yè)出版社，2014（12）：1321-1323.

[3]劉佳美，陳家瑛.區(qū)組設(shè)計在短波組網(wǎng)中的應(yīng)用[J].通信技術(shù)，2015（11）：569-577.