摘要：短波通信主要用于長(zhǎng)距離信息數(shù)據(jù)傳輸，通信的可靠性和穩(wěn)定性受外界因素影響較為嚴(yán)重，所以掌握干擾原理、影響因素和抗干擾技術(shù)，對(duì)提高短波通信質(zhì)量來說至關(guān)重要。基于此，本文在對(duì)短波通信中的抗干擾技術(shù)進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，具體闡述我國抗干擾技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：短波通信；抗干擾技術(shù)；干擾因素；發(fā)展趨勢(shì)

短波通信就是利用天線發(fā)射電磁波，電磁波經(jīng)過電離層反射，最終順利被接收設(shè)備接收。短波通信在傳輸過程中，受氣候、雷電、溫度、磁場(chǎng)等客觀因素影響較為嚴(yán)重，這也就要求相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員必須能夠強(qiáng)化對(duì)防干擾技術(shù)的研究和突破，真正掌握各種通信干擾問題和抗干擾技術(shù)的新型應(yīng)用，不斷提高短波通信質(zhì)量。

一、短波通信的優(yōu)缺點(diǎn)

短波通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：天波和地波是短波通信傳播信息的主要手段，短波通信所使用的設(shè)備體積相對(duì)小巧，能夠最大程度地滿足移動(dòng)通信的實(shí)際需求，并且具有構(gòu)建系統(tǒng)成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單等特征，并可以結(jié)合實(shí)際通信需求進(jìn)行及時(shí)調(diào)控，所以可在很大程度上保證通信安全。短波通信技術(shù)在應(yīng)用過程中，可簡(jiǎn)化臨時(shí)組網(wǎng)的操作過程，能夠盡量減少外界因素影響，并提高短波信息系統(tǒng)的自然災(zāi)害抵抗能力。短波通信技術(shù)的缺點(diǎn)：在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景中，短波通信技術(shù)在應(yīng)用過程中也暴露出來一些問題，例如通信容量小、使用頻段窄、干擾因素多等，通信質(zhì)量也存在著不穩(wěn)定和波動(dòng)較大的情況。

二、常見的通信干擾因素

（一）外部干擾

天電干擾：大自然的雷電活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一些電磁輻射，這些電磁輻射會(huì)對(duì)短波通信帶來一定程度的干擾，通常情況來說，距離雷電中心越近，干擾程度越大。天電干擾對(duì)低頻電磁波影響嚴(yán)重，但是如果天氣過于炎熱，對(duì)短波高頻信號(hào)的影響也會(huì)持續(xù)增大，并且干擾程度會(huì)隨著晝夜的變化而變化。

同頻干擾：如果發(fā)射站選址不科學(xué)，就會(huì)導(dǎo)致相鄰發(fā)射天線相距過近，那么如果某一個(gè)發(fā)射天線的同頻信號(hào)相對(duì)強(qiáng)烈，就會(huì)因干擾而導(dǎo)致接收端的信號(hào)失真。

鄰道干擾：相鄰的電臺(tái)、相近的頻道信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生互相干擾，鄰道干擾多是因?yàn)轭l率規(guī)劃不科學(xué)而引起的。

互調(diào)干擾：如果有兩個(gè)或兩個(gè)以上的發(fā)射信號(hào)同步到達(dá)接收端，就會(huì)產(chǎn)生不需要的組合頻率，這些組合頻率通常與真實(shí)信號(hào)頻率相等或相近，因此會(huì)互相干擾。

（二）內(nèi)部干擾

短波通信系統(tǒng)的通信設(shè)備，例如天饋干擾、合成器、耦合器和功分器等，這些設(shè)備在運(yùn)行過程中彼此之間也會(huì)產(chǎn)生一定的干擾。這種來自系統(tǒng)內(nèi)部的干擾，我們統(tǒng)稱為內(nèi)部干擾，其特點(diǎn)是噪聲分布較為均勻，分布范圍較為廣泛，并且受外界因素影響較小，自身不易改變。

三、短波通信對(duì)抗干擾性能的需求

短波通信系統(tǒng)對(duì)平臺(tái)和技術(shù)的要求較高，同時(shí)受電磁威脅明顯，這也決定了短波通信系統(tǒng)的強(qiáng)烈抗干擾需求?？垢蓴_性能需求主要表現(xiàn)在以下幾方面：優(yōu)化設(shè)計(jì)高速數(shù)據(jù)傳輸；在抗干擾條件下不斷提高數(shù)據(jù)傳輸能力；不斷提高抗多徑干擾和跟蹤干擾能力；提高抗干擾的針對(duì)性和實(shí)用性；對(duì)跳頻同步和跳頻通信進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)；提高短波通信系統(tǒng)的抗毀和運(yùn)用能力、防御電磁脈沖的能力等。這些抗干擾性能需求在大功率的短波電臺(tái)中尤為突出。

四、短波通信抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

（一）自適應(yīng)技術(shù)

自適應(yīng)技術(shù)能夠?qū)Χ滩ㄍㄐ畔到y(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，并促使通信系統(tǒng)具有更加強(qiáng)大的適應(yīng)傳輸環(huán)境變化的能力。自適應(yīng)技術(shù)顯著提高了短波通信系統(tǒng)的抗干擾能力，可對(duì)短波通信質(zhì)量進(jìn)行改善。自適應(yīng)技術(shù)的工作原理為：對(duì)短波通信的鏈路質(zhì)量進(jìn)行定時(shí)分析，并掃描多個(gè)信道，一旦接收對(duì)方信號(hào)，就立即建立頻率鏈路，通信業(yè)務(wù)由此得以順利傳輸。自適應(yīng)技術(shù)能夠根據(jù)具體的通信需求對(duì)傳輸信道進(jìn)行切換，所以抗干擾能力顯著。

（二）跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)在應(yīng)用過程中，能夠?qū)Χ滩ㄍㄐ蓬l率進(jìn)行更換，因此可以巧妙避開已經(jīng)受到干擾的信道，并能夠?qū)︻l率表進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)修改，將不受干擾的頻點(diǎn)保留下來，將已經(jīng)受到干擾的頻點(diǎn)刪除掉。跳頻技術(shù)具有很強(qiáng)的抵抗衰落能力，可有效應(yīng)對(duì)多路徑衰落的通信問題，因此可在一定程度上拓寬頻率寬帶。

（三）短波自適應(yīng)模擬跳頻技術(shù)

短波自適應(yīng)模擬跳頻技術(shù)，不僅可以自適應(yīng)建立跳頻頻率表，同時(shí)還能自適應(yīng)修改跳頻通信頻率表。自適應(yīng)建立跳頻頻率表主要是指授權(quán)可以使用的頻段范圍，經(jīng)過信道的鏈路質(zhì)量分析，將干擾較弱或者無干擾的頻點(diǎn)組成跳頻工作頻率表。如果系統(tǒng)頻率數(shù)小于探測(cè)可用頻率數(shù)，就需要從系統(tǒng)頻率數(shù)中取出N個(gè)頻率作為頻率表，并將余下的可用頻率作為備用，如果系統(tǒng)頻率數(shù)大于可用頻率數(shù)，則允許若干個(gè)頻率重復(fù)，以此來保證系統(tǒng)頻率個(gè)數(shù)。按使用要求，每次通信前都能建立一個(gè)當(dāng)前最佳或準(zhǔn)最佳的跳頻工作頻率表，但由于是模擬跳頻，加上又是半雙工通信，受干擾頻率的實(shí)時(shí)檢測(cè)和自適應(yīng)信令的實(shí)時(shí)交互很困難，使得目前的短波模擬跳頻一般很難做到頻率表的自適應(yīng)修改，多是在通信前經(jīng)LQA建立跳頻工作頻率表，在通信中不再改變頻率表；或經(jīng)LQA得到一組可通頻率，要么用于定頻通信，要么以某可通頻率為中點(diǎn)，形成工作頻率表，實(shí)現(xiàn)窄帶跳頻。

（四）差錯(cuò)控制技術(shù)

短波通信系統(tǒng)在傳輸數(shù)據(jù)的過程中很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤和丟包問題，而差錯(cuò)控制技術(shù)能夠?qū)υ搯栴}進(jìn)行妥善解決。差錯(cuò)控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，能夠結(jié)合通信的實(shí)際情況，形成更為適合的抗干擾方法，例如自動(dòng)重發(fā)請(qǐng)求、向前糾錯(cuò)以及混合糾錯(cuò)等。接收方一旦發(fā)現(xiàn)收到的數(shù)據(jù)存在錯(cuò)誤，就會(huì)將這一問題及時(shí)反饋給發(fā)送方，發(fā)送方就可以利用差錯(cuò)控制技術(shù)對(duì)錯(cuò)誤進(jìn)行改正，因此差錯(cuò)控制技術(shù)能夠有效保證短波通信數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性。

（五）分集技術(shù)

短波通信信道在不同的使用情況下，信號(hào)強(qiáng)度各不相同、有強(qiáng)有弱，而分集技術(shù)就是根據(jù)不同信道的情況，組合兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)，以此來對(duì)衰落的信道損耗進(jìn)行補(bǔ)償。分集技術(shù)能夠在不增加傳輸功率和寬帶的前提下，有效改善信道的傳輸質(zhì)量，這也是分集技術(shù)優(yōu)于其他抗干擾技術(shù)的應(yīng)用特征。如果沒有分集技術(shù)的支持，短波信號(hào)在傳輸過程中如果遇到噪聲干擾或者信道情況較差時(shí)，發(fā)射機(jī)若想正常接收連接，就必須要發(fā)送較高功率才可以。

（六）調(diào)頻技術(shù)

調(diào)頻技術(shù)充分利用了相同同步算法以及偽隨機(jī)調(diào)頻圖案算法，通過對(duì)頻率表進(jìn)行限制，通過離散頻率或者同步跳變來增量偽隨機(jī)，如此就可實(shí)現(xiàn)跳變過程中寬帶的增加。調(diào)頻技術(shù)的抗干擾能力十分顯著，現(xiàn)如今已經(jīng)在短波通信中有著廣泛應(yīng)用。

（七）跳時(shí)技術(shù)

跳時(shí)技術(shù)主要是利用時(shí)間域，在時(shí)間軸內(nèi)進(jìn)行發(fā)射信號(hào)的跳變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)射內(nèi)容的控制。

（八）非擴(kuò)頻類技術(shù)

擴(kuò)頻類抗干擾技術(shù)在增強(qiáng)通信系統(tǒng)抗干擾能力時(shí)，主要是利用降低信號(hào)發(fā)射功率、拓寬通信寬帶占用率等方式來實(shí)現(xiàn)的。而非擴(kuò)頻類抗干擾關(guān)鍵技術(shù)則主要是在時(shí)間域、空間域和編碼空間對(duì)通信體制常規(guī)抗干擾技術(shù)進(jìn)行的深入探索，該類抗干擾技術(shù)主要包括自適應(yīng)天線技術(shù)、無線電軟件技術(shù)、分集技術(shù)以及觸發(fā)通信技術(shù)等。

五、抗干擾技術(shù)提升信息傳輸質(zhì)量的方法

若想提高短波通信傳輸質(zhì)量，就一定要提高信息的抗干擾能力，最大程度地緩解信道干擾而產(chǎn)生的信號(hào)衰減影響，并不斷提高信號(hào)發(fā)射端的抗干擾能力。

（一）信道糾錯(cuò)防干擾：信道編碼技術(shù)

技術(shù)人員可以在數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的支持下，人為地按照一定規(guī)律在原始信號(hào)中增加監(jiān)督碼，那么發(fā)送端和接收端就可根據(jù)有規(guī)律的監(jiān)督碼，及時(shí)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)。一旦信號(hào)在傳輸過程中出現(xiàn)差錯(cuò)，工作人員也可以利用編解碼技術(shù)的糾錯(cuò)機(jī)制對(duì)出現(xiàn)差錯(cuò)的信號(hào)進(jìn)行校正，這一過程需要犧牲信號(hào)寬帶，才能對(duì)信道中的噪聲和干擾進(jìn)行抵御。

1.重傳糾錯(cuò)技術(shù)

當(dāng)信號(hào)經(jīng)由發(fā)射端通過無線信道傳至接收端時(shí)，接收端通過對(duì)檢錯(cuò)碼譯碼來判斷信息是否出錯(cuò)，如果信息出現(xiàn)差錯(cuò)，接收端就需要將信息反饋給發(fā)送端，發(fā)送端會(huì)重傳信息，直到譯碼正確為止。重傳糾錯(cuò)技術(shù)需要不停地反向反饋，因此通信效率較低，現(xiàn)如今已經(jīng)不能滿足信息高速傳輸?shù)木唧w需求。

2.前向糾錯(cuò)技術(shù)

當(dāng)發(fā)射端通過無線信道傳輸至接收端，接收端通過對(duì)檢錯(cuò)碼譯碼判斷差錯(cuò)，當(dāng)信號(hào)出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，接收端譯碼實(shí)現(xiàn)自動(dòng)糾錯(cuò)。

（二）信號(hào)發(fā)射端抵御干擾：跳頻技術(shù)

因?yàn)樾盘?hào)的發(fā)射頻率并不固定，所以信號(hào)發(fā)射方和接收方的頻率也會(huì)按照預(yù)定的規(guī)律進(jìn)行相應(yīng)變化，即使在部分有效信號(hào)頻帶進(jìn)入了干擾信號(hào)頻率，信號(hào)也可以借助未被干擾的頻點(diǎn)進(jìn)行傳輸。技術(shù)人員需要按照“時(shí)間－頻譜”來開展天線和頻率的切換，以此來解決信號(hào)的收發(fā)端干擾問題。跳頻技術(shù)的基本模型如圖2所示。

六、抗干擾技術(shù)在短波通信中的實(shí)際應(yīng)用

（一）外部干擾典型案例

問題現(xiàn)象：若干個(gè)頻率不相關(guān)的信號(hào)之間產(chǎn)生了互調(diào)干擾，不能對(duì)頻率放大器抑制。

檢查方法：①查看信號(hào)接收機(jī)是否與天線耦合器妥善連接，如果連接，就斷開天線耦合器，并且將信號(hào)接收機(jī)直接與天線連接。如果干擾消失，則證明天線耦合器互調(diào)問題。②如果干擾并未消失，對(duì)支線中的二極管避雷器進(jìn)行檢查并斷開，然后詳細(xì)觀察接收機(jī)的輸出情況，如果干擾問題消失，則說明避雷器存在問題，需要及時(shí)更換。③如果干擾仍未消失，則說明接收機(jī)本身出現(xiàn)問題，工作人員可以將輸入調(diào)諧電路斷開，并打開接收機(jī)的衰減器。

（二）內(nèi)部干擾典型案例

問題現(xiàn)象：無論工作人員怎么調(diào)整接收機(jī)頻率，接收機(jī)仍然存在噪聲，工作人員判斷存在內(nèi)部干擾源。

檢查方法：①找出噪聲源，將其他設(shè)備的電源開關(guān)逐步關(guān)閉，如果在關(guān)閉某設(shè)備開關(guān)后噪聲消失，則表明該設(shè)備就是噪聲源，可以對(duì)其進(jìn)行更換。②確定噪聲路徑，通常情況需要使用寬銅線完全接地或使用線路過濾器限制頻率噪聲等方法進(jìn)行解決。

七、短波通信中抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

（一）以全自適應(yīng)技術(shù)為發(fā)展方向

天氣變化、幅度衰落、多徑時(shí)延都會(huì)在一定程度上影響短波信道的穩(wěn)定性，所以若想進(jìn)一步提高短波通信質(zhì)量，短波通信系統(tǒng)就必須能夠結(jié)合短波信道的變化，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)改變。在技術(shù)高速發(fā)展的背景中，全自適應(yīng)技術(shù)將全面取代單一的自適用技術(shù)，因?yàn)閱我坏淖赃m應(yīng)技術(shù)已經(jīng)很難滿足以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)為主的通信需求。所以自適應(yīng)技術(shù)需要與多輸入多輸出、空分編碼、自適應(yīng)天線、智能天線等技術(shù)進(jìn)行有機(jī)整合，構(gòu)成全自適應(yīng)短波通信技術(shù)，這種通信技術(shù)應(yīng)該是全方位的，包括自適應(yīng)選頻與信道建立技術(shù)、傳輸速率自適應(yīng)技術(shù)、自適應(yīng)信道均衡技術(shù)、自適應(yīng)天線技術(shù)等。

（二）高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)

在高速數(shù)據(jù)傳輸過程中，高速數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)是最為核心的技術(shù)之一，如果信道的有效寬帶不變，若想提高衛(wèi)星通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸能力，也可以采用多進(jìn)制調(diào)制方法，目前廣泛應(yīng)用在窄帶短波電臺(tái)的調(diào)制解調(diào)器中串行和并行兩種體制。其中串行體制使用的單載波調(diào)制發(fā)送信息的最高速率為9.6kbit/s；并行體制就是將發(fā)送的數(shù)據(jù)并行分配到多個(gè)子載波上進(jìn)行傳輸，在傳統(tǒng)的并行體制中，各個(gè)子載波并不重疊于頻譜上，所以在接收端可以用濾波器組對(duì)各個(gè)子信道進(jìn)行分離，各個(gè)子信道之間要留有一定的保護(hù)頻帶，這種頻帶利用率較低，目前最高速率僅為2.4kbit/s?，F(xiàn)如今，正交頻分復(fù)用調(diào)制方式因?yàn)榫哂休^快的傳輸速率、較高的頻帶利用率和較強(qiáng)的抗多徑能力，已經(jīng)在短波通信領(lǐng)域大放異彩。

（三）抗干擾技術(shù)體制向?qū)拵Оl(fā)展

若想進(jìn)一步提高短波通信的抗干擾能力，提高自身跳頻速率和增加信號(hào)寬度是最主要的路徑，傳統(tǒng)的加密、糾錯(cuò)和交織措施，在一定程度上減弱了信息的傳輸速率，所以增加信道寬帶和短波信道的頻率已經(jīng)成為提高信息傳輸速率已經(jīng)成為該領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。除此之外，軟件無線電由數(shù)字化向軟件化轉(zhuǎn)變、隨機(jī)性擴(kuò)頻碼序列更優(yōu)及由單一鏈路向綜合性網(wǎng)系的方向發(fā)展，也是短波通信抗干擾技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

綜上所述，在短波通信領(lǐng)域，抗干擾技術(shù)是一個(gè)十分重要的研究課題，若想降低干擾對(duì)通信質(zhì)量的影響，就必須不斷提升短波通信系統(tǒng)的抗干擾能力，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，不同領(lǐng)域的技術(shù)交叉也引領(lǐng)前沿技術(shù)向著全新的方向發(fā)展，例如自適應(yīng)跳頻技術(shù)就是將傳統(tǒng)跳頻技術(shù)和自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合。先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，能夠顯著提高通信質(zhì)量的可靠性和抗干擾能力，需要廣大技術(shù)人員對(duì)此進(jìn)行深入研究和有效應(yīng)用，以促使我國短波通信系統(tǒng)更加完善、技術(shù)性能更加優(yōu)越。

作者單位：方仁杰? ?中國民航大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]任國春. 現(xiàn)代短波通信 [M].機(jī)械工業(yè)出版社，2020.

[2]周吉，徐長(zhǎng)偉.基于信息化條件下短波通信的抗干擾技術(shù)與應(yīng)用[J].中國新通信，2018，20（09）：91.

[3] 劉昕.基于信息化條件下短波通信的抗干擾技術(shù)與應(yīng)用[J].數(shù)碼世界，2020（09）：22-23.

[4]吳慶.解決中短波發(fā)射機(jī)之間的電磁干擾問題對(duì)策探討[J].電子世界.2020（16）：70-71.

[5]周蕓.關(guān)于超短波無線電通信抗干擾技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究[J].數(shù)字通信世界，2020（11）：131-132，111.

[6]王金龍，陳瑾，徐煜華.短波通信技術(shù)研究進(jìn)展與發(fā)展需求[J].陸軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)， 2022， 1（01）：1-7.

[7] 姚雨杉.解決中短波發(fā)射機(jī)之間的電磁干擾問題對(duì)策探討[J].電子元器件與信息技術(shù)，2021（02）：66-67.

[8] 馮強(qiáng)，黃志權(quán).信息化條件下短波通信抗干擾技術(shù)與應(yīng)用分析[J].通信電源技術(shù)，2021，38（5）：222-224 .