主頁（http://www.by236.com）：淺析短波通信新技術

　　摘要：短波通信有自身獨特的優點，廣泛應用于政府、軍事、外交、氣象、商業等部門，但也存在固有的缺點。本文介紹了短波自適應頻率、DSP數字消噪、無盲區通信以及短波組網等新技術的一般原理、性能特點、產品及相關情況，分析了短波通信發展需求和趨勢，為同行提供參考、借鑒。.htm
　　關鍵詞：短波；自適應頻率；DSP數字消噪；無盲區通信
　　中圖分類號：TN014 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 (2012) 10-0000-02
　　一、引言
　　短波通信又稱高頻（HF）通信是指在3M-30MHz頻段范圍內，通過電離層反射進行遠距離傳輸或通過地波進行近距離傳輸的一種通信手段。短波通信與其它通信方式相比，有自身的優點：通信距離遠，在數千公里范圍內短波不需要轉發器就可進行超視距通信；抗毀性強，短波是唯一不受網絡樞紐和有源中繼體制約的遠程通信手段，一旦發生戰爭或災害，各種通信網絡都可能受到破壞，衛星也可能受到攻擊，但電離層具有不可摧毀性；接收設備簡單，對于廣播業務，接收端只需要配置短波接收機即可。正是由于這些優點，短波通信一直是世界各國中、遠程通信的主要手段，廣泛應用于政府、軍事、外交、氣象、商業等部門。
　　短波通信也存在固有的缺點：多徑衰落現象嚴重，短波在電離層反射的傳播過程中，信號振幅變化達幾十倍，甚至幾百倍；盲區內通信困難，一般來說，短波通過地波傳播最遠距離約為30公里，而天波從電離層第一次反射落地的最短距離約為100公里，因此30公里至100公里的區域，形成了短波通信的盲區；電離層暴變嚴重干擾短波通信，電離層參數受太陽等外界影響，F2層的電子濃度、有效高度以及電離層結構將產生不規則變化，使電離層的最高可用頻率降低，甚至完全破壞而使短波通信中斷。
　　近年來，隨著短波通信在航空導航、水上安全、搶險救災、軍事通信等方面的廣泛應用，其穩定性和可靠性差的缺點日益突出，給短波通信研究帶來了很大的挑戰的同時，短波通信新技術發展也面臨著前所未有的機遇。
　　二、自適應頻率
　　短波信道(電離層)是一種典型時變色散信道，其路徑損耗、時延散布、噪聲和干擾等都隨頻率、地點、季節、晝夜的變化不斷變化，因此，短波通信中工作頻率是不能任意選擇的。統計表明，即使在夜間通信環境最壞的情況下，短波頻段也有4%左右的無噪聲信道，而中午約有27%的信道干擾很小或不存在干擾。所以，實時避開干擾，找出具有良好傳播條件的無噪聲信道是提高短波通信質量最有效的途徑。實現這一目標的關鍵是采用短波自適應頻率技術，目前自適應頻率經歷了短波頻率管理、2G-ALE兩個成熟階段，正向3G-ALE發展。
　　（一）頻率管理系統
　　短波頻率管理系統是在一定區域內組成頻率管理網格，在短波范圍內測量和分析各種信道參數和干擾分布，根據綜合分析和計算結果，得到通信質量優劣的頻率排序表，統一分配給區域內各短波通信用戶，使用戶在最佳工作頻率上的建立通信鏈路。短波頻率管理實質是對區域內的用戶提供實時頻率預報，采用的技術稱為實時信道估值RTCE(Real Time Channel Evaluation)技術。頻率管理系統的特點是通信與探測分離，探測設備昂貴，這一發展過程也稱為短波自適應技術的1G-ALE階段。
　　（二）2G-ALE通信系統
　　20世紀80年代中期，出現了在通信系統中直接采用RTCE技術，對短波信道進行探測、評估和通信一并完成的短波自適應電臺。這種電臺能夠實時選擇出最佳的短波通信信道，使得短波工作頻率隨信道條件變化而改變，確保了通信始終在質量最佳的信道上進行。2G-ALE通信系統具備如下功能：
　　（三）鏈路質量分析LQA (Link Quality Analysis)：在2G-ALE通信系統中，RTCE功能稱為鏈路質量分析LQA。一般LQA都是在通信前或間隙中進行的，并且只在有限短波信道上進行，所獲得的數據存儲在LQA矩陣中。實際通信時，系統根據LQA矩陣中各信道的排列次序，擇優選取工作頻率。
　　（四）自動掃描接收：為了接收選擇呼叫和進行LQA試驗，網中所有電臺都具有自動掃描接收功能，可在預先規定的若干信道上循環掃描，等候呼叫信號或者LQA探測信號。
　　（五）自動鏈路建立ALE (Automatic Link Establishment)：根據LQA矩陣，系統全自動建立通信鏈路，這一功能稱為自動鏈路建立ALE的功能。它是基于接受自動掃描、選擇呼叫和LQA綜合運用的結果，也是2G-ALE與1G-ALE系統的最大區別。
　　（六）信道自動切換：在通信過程中，遇到電波傳播條件變壞或嚴重干擾，短波自適應通信系統可以切換信道，使通信頻率自動調到LQA矩陣中次佳頻率上。
　　3G-ALE通信系統
　　在2G-ALE通信系統基礎上，3G-ALE通信系統進行了許多改進：
　　1.駐留組劃分
　　引人了駐留組(Dwell Group)的概念，將網絡中的所有電臺劃分成多個駐留組。同一時間、同一組內的電臺工作在同一信道上，而不同的組工作在不同的信道上，降低系統的阻塞。
　　2.地址結構
　　網內的每一個臺站分配一個單獨的11比特地址，低5位為駐留組號，高6位為組內成員號。網內最多有32個駐留組，每組最多有60個臺站，網內最多可容納32×60 =1920個臺站。
　　3.信道分離技術
　　采用呼叫信道和數據流信道分離，并保持呼叫信道與數據流信道相鄰，以使它們在傳輸特性上保持一致，有利于對傳輸信道的監聽，保證信息傳送的高效率和鏈路建立的快速性。
　　4.時隙結構
　　電臺在每個信道上的駐留時間為5.4s，共分為6個時隙。其中第1時隙用于調諧和監聽，第2～5時隙用于呼叫和應答，第6時隙保留作為握手、通知等。劃分時隙技術減少信道擁擠。
　　ALE通信系統很好地解決了短波通信的頻率選擇問題，但是也不可避免地帶來探測呼叫大量占用網絡通信時間、選擇和適應頻率的局限性、建立通信鏈路慢等問題。最近，澳大利亞柯頓公司最新研制的NG下自優化電臺，基于過去用過的信道(頻率)、收發鏈路(雙方的聯絡信息)和登陸時間等信建立的CALM智能化鏈路質量數據庫，較好地解決這些問題。