尹 煉，王 磊，嚴(yán)承濤

（中國電子科技網(wǎng)絡(luò)信息安全有限公司，四川 成都 610041）

0 引 言

短波通信能夠在復(fù)雜電磁環(huán)境下進(jìn)行可靠通信，在運(yùn)行過程中基本上不會受到外界網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體的影響，保證了通信工作的有效開展。短波通信系統(tǒng)的覆蓋范圍較廣，在實(shí)際應(yīng)用過程中的適應(yīng)性相對較高。通過對短波電臺在應(yīng)急通信系統(tǒng)中的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討，進(jìn)一步推動短波通信的發(fā)展。

1 基于短波電臺的通信系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

短波通常指通信頻率在1.6～30 MHz范圍內(nèi)的電磁波，其自身的工作范圍相對來說較廣，不依賴于衛(wèi)星、基站等中轉(zhuǎn)站就能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)與點(diǎn)之間的通信，廣泛用于水利、醫(yī)學(xué)以及國防等領(lǐng)域。短波電臺通信系統(tǒng)主要由天線、饋線、天線調(diào)諧器、電臺（收發(fā)信機(jī)）以及電源等部分組成，如圖1所示。

圖1 短波電臺通信系統(tǒng)構(gòu)成

短波電臺系統(tǒng)在實(shí)際的應(yīng)用過程中，要配備交流/直流供電系統(tǒng)，通常使用阻抗為50 Ω的同軸饋線來連接不同的電臺、天線調(diào)諧器以及天線。在具體的短波通信系統(tǒng)中，往往還需要配備數(shù)據(jù)終端來處理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)[1-3]。短波發(fā)信機(jī)發(fā)射信號前需要先經(jīng)過天線調(diào)諧器，通過改變天線調(diào)諧器的阻抗特性使得電臺和天線相匹配，然后再將電信號傳輸?shù)綄?yīng)的發(fā)射天線中，將原本的電信號轉(zhuǎn)變成為電磁信號后通過電離層反射將信號送到目的工作點(diǎn)。短波電磁波發(fā)射過程如圖2所示。

圖2 短波電磁波發(fā)射過程

1.2 優(yōu)勢分析

超短波通信往往通過超短波電臺實(shí)現(xiàn)視距范圍內(nèi)的通信數(shù)據(jù)快速傳輸，可用于保底通信系統(tǒng)和應(yīng)急通信系統(tǒng)。短波通信系統(tǒng)能夠不借助中轉(zhuǎn)站來傳播信號，在通信過程中不會受到外界因素對應(yīng)網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中轉(zhuǎn)地干擾帶來的影響。相較于傳統(tǒng)的中波通信和長波通信而言，短波通信自身的抗毀性和抗干擾能力較強(qiáng)[4]。在突發(fā)事故應(yīng)急救援工作中，救援現(xiàn)場往往涵蓋很多障礙物，整體通信環(huán)境都會受到影響。而短波通信系統(tǒng)具備良好的繞射能力，能夠繞過地面的障礙物達(dá)到良好的應(yīng)急通信效果。

短波通信系統(tǒng)的建設(shè)成本相對來說比較低，搭建對應(yīng)的通信環(huán)境比較簡單，能夠節(jié)省相關(guān)人員搭建的時間，在后續(xù)的設(shè)備維護(hù)過程中也不需要花費(fèi)大量的精力和成本[5]。除此之外，短波通信的應(yīng)用成本較低，在開展對應(yīng)的應(yīng)急救援過程中使用此類系統(tǒng)能夠減小地區(qū)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著短波通信技術(shù)的發(fā)展，許多天線生產(chǎn)廠家研制出了短波寬帶天線。相比傳統(tǒng)的窄帶天線，其匹配帶寬更寬，往往能覆蓋整個短波頻段。當(dāng)對通信信號沒有太高要求的情況下，短波通信系統(tǒng)可以不需要天線調(diào)諧器，進(jìn)一步簡化了通信系統(tǒng)的構(gòu)成，降低了使用成本[6]。應(yīng)急指揮系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。

圖3 應(yīng)急指揮系統(tǒng)構(gòu)成

2 短波電臺在應(yīng)急通信系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

2.1 數(shù)據(jù)傳輸

目前，我國的短波通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過不斷完善和優(yōu)化，推出了2種通信協(xié)議，一種是高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，另一種是低速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議主要用于一些信道質(zhì)量較好的地區(qū)，其自身的抗毀性和抗干擾能力較差，在通信環(huán)境較差的地區(qū)很可能出現(xiàn)信號無法傳輸?shù)那闆r[7]。而低速信號傳輸協(xié)議可以用于一些環(huán)境較差的地區(qū)，雖然信號傳輸速度較慢，但其自身的抗毀性和抗干擾能力較強(qiáng)。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，為了使短波通信系統(tǒng)在應(yīng)急通信系統(tǒng)中得到更好的使用，2種傳輸協(xié)議都在不斷發(fā)展，高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中可以加入數(shù)字調(diào)頻技術(shù)，而低速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中則可以加入自動鏈路技術(shù)，從而顯著提升短波通信的抗連續(xù)波能力和抗突發(fā)干擾能力，有效提高了通信質(zhì)量，以此來有效滿足應(yīng)急通信的要求[8,9]。

2.2 實(shí)時信道估值

短波信道在實(shí)際應(yīng)用過程中可能會出現(xiàn)大幅的波動，利用此類信道進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時，若是無法對信道波動進(jìn)行分析和控制，那么將很難保證通信的穩(wěn)定性，從而降低通信質(zhì)量[10]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，短波信道分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式也呈現(xiàn)出多樣化，有的通過分時控制單通道短波電臺進(jìn)行實(shí)時檢測，有的通過雙通道短波電臺進(jìn)行實(shí)時檢測。為了將可用信道和不可用信道區(qū)分管理，需要設(shè)計(jì)高效的頻管系統(tǒng)。短波通信過程中，需要科學(xué)地對短波實(shí)時信道質(zhì)量進(jìn)行控制、評估和篩選，從而提高通信穩(wěn)定性。借助實(shí)時信道分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)大范圍動態(tài)化的鏈路質(zhì)量評分和系統(tǒng)化短波信道質(zhì)量評估，所需花費(fèi)的成本相對較低[11]。短波信道分析系統(tǒng)連接框架如圖4所示。

圖4 短波信道分析系統(tǒng)連接框架

3 結(jié) 論

在當(dāng)前社會快速發(fā)展的過程中，短波電臺作為應(yīng)急通信系統(tǒng)中的重要組成部分，對于保障應(yīng)急通信起著至關(guān)重要的作用。隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，短波電臺通信技術(shù)得到了很大的提高，逐步形成了自適應(yīng)通信技術(shù)、抗干擾通信技術(shù)等。21世紀(jì)以來，世界各國都在研制高性能短波通信設(shè)備，其通信穩(wěn)定性、可靠性、通信速率以及通信質(zhì)量都達(dá)到了新水平。