浅谈短波通信的发展

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中国无线电 2011年第9期

短波按照国际无线电咨询委员会(C C I R)的划分是指波长在100m~10m,频率为3M H z~30M H z的电磁波。以短波形式进行传播的无线电通信称为短波通信,又称为高频(HF ,High Frequency)通信。

在实际应用中,为了充分利用短波近距离通信时(地波通信)的优点,短波通信实际使用的频率范围被扩展到1.5MHz~30MHz。

1 短波通信新技术与新体制

20世纪80年代以来,计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代。特别是随着微处理器技术、数字信号处理(D S P)技术、自适应技术、扩频通信技术等现代信息技术的应用,大大提高了短波通信的质量和数据传输速率,增强了自动化能力,提高了自适应与抗干扰能力,形成了现代短波通信新技术、新体制。这些新技术与新体制概括起来是:现代短波信道技术、现代短波通信终端技术、短波通信装备数字化与网络技术等。

(1)现代短波信道技术

现代短波信道技术主要分为两大类:一类是针对短波变参信道的特点,为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响,提高短波通信质量,特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的,称之为信道自适应技术。这类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体。它使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳的工作频率,以适应电离层的种种变化,同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。可以说,此项技术对于提高短波通信的可靠性与有效性具有重要意义。尽管自适应技术在短波通信中得到了多方面的应用,除频率自适应外,还有自适应均衡、自适应调制解调、传输速率自适应等,但在很多场合所说的短波自适应通信或短波自适应技术,实际上就是指短波频率自适应通信或短波频率自适应技术。

另一类是针对短波通信存在的保密(或隐蔽)性不强、抗干扰能力差的弱点,以及电磁对抗的特点和规律,为

了提高短波通信在电子战环境中的生存能力,以及抗测向、抗侦察、抗截获、抗干扰等防御能力而发展起来的,称之为短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体,包括短波跳频和自适应跳频技术以及短波直接序列扩频技术等。

短波跳频通信(FH)是在收发双方约定的情况下不断地改变工作频率而进行的通信。由于工作频率受伪随机码的控制,因此跳频通信具有很强的抗截获、抗窃听及抗干扰能

力。与其他频段的跳频通信不同,短波跳频通信由于受到天波信道的特性、天调阻抗匹配时间、信道切换时间等限制,跳频带宽一般小于短波频段宽度,只有几十千赫到几兆赫。只有地波传播低速跳频才能做到全频段跳频,常规的短波跳频速率一般在几十到几百跳每秒。

短波自适应跳频通信是在短波跳频通信技术的基础上发展起来的。由于构建两地间的短波通信,受电离层信道和电磁干扰的影响,并不是任意一组频率都能建立起通信链路实现通信。短波自适应跳频通信把频率自适应技术与跳频技术结合起来,通过频率自适应功能选出可通的“好频率”作为跳频频率表,从而避免了盲目性,提高了可通率。

短波直接序列扩频(D S),通过伪噪声序列(P N)对发送信息数据进行调制,接收端将所接收到的信号与本地P N 序列进行相关运算,将D S信号解扩,恢复原始信息数据。短波直接序列扩频通信具有比较高的抗截获、抗多径干扰和抗窄带干扰能力。由于短波信道具有时变特性,频率存在“窗口效应”,天波传播的每条路径有自由空间传播损耗、电离层损耗、地面反射损耗,三者均与频率有关,例如,在一段时间内,单跳传播2M Hz带宽内幅度起伏约1d B~2d B。短波频率的“窗口效应”限制了扩频带宽,一般在2M H z左右。如美国SICOM公司研制的短波直接序列扩频电台,扩频带宽为1.5MHz,信息传输速率达到56kbit/s。

当然,无论是短波跳频通信技术,还是短波直接序列扩频通信技术,不仅对提高短波通信电子防御能力具有重要作用,而且对于改善短波信道性能,提高通信特别是数据通信的可靠性和有效性也具有良好的作用,从一定意义上讲,短波扩频通信技术是实现短波高速数据传输的主要

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■ 民航山西空管分局 任东军

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选择之一。除此之外,现代短波通信信道技术还包括短波自适应天线、高仰角天线以及分集接收技术等。

2 现代短波通信终端技术

现代短波通信终端技术,主要是针对短波通信存在着严重的电磁干扰的特点,为了满足人们对数据业务,特别是高速数据业务的需求,围绕着提高数据传输的可靠性和数据传输速率而发展起来的。它主要包括短波调制解调技术和差错控制技术等。调制解调器是实现短波数据通信的关键部件,按调制方式分为多音并行和单音串行两种体制。

(1)多音并行体制

在话音通带内,把高速串行信道分裂成多个低速并行信道,以若干个副载波在基带有效带宽内并行传输信息,接收机输出的多路数据信息,分路后分别进行数据解调,得到多路低速数据信号,经过重新组合恢复成高速数据流。每个副载波承载的数据率相当低,码元长度相对于多径延时已足够大,能抗多径衰落影响。常用的多音有16音、39音、52音,每个单音受QPSK/8PSK调制目前最高数据速率为2.4kbit/s。新型多音并行调制解调器采用了FEC (前向纠错)、分集、多普勒频移校正和DSP技术。

(2)单音串行体制

该体制在一个话路带宽内,串行发送高速数据信号。发送端采用8P S K调制,接收端采用高效自适应均衡、序列检测和信道估值综合技术,消除了多径传播和信道畸变引起的码间串扰。串行体制不存在功率分散问题,在相同传输速率下,误码率比并行体制改善一至两个数量级,大大提高了传输质量,数据传输速率可达9.6kbit/s。

(3)格状编码调制(TCM)

TCM是一种不牺牲带宽有效性而提高功率有效性并与信道编码相结合的调制技术。编码器和调制器级联后产生的编码顺序,可以大幅改善系统性能,充分利用接收到的信道信息,采用T C M技术的并行或串行调制解调器,在性能上明显优于纠错编码与调制各自独立的并行/串行调制解调器。

(4)多载波正交频分复用(OFDM)调制

OFDM是一种并行数据传输系统,频率上等间隔的N个子载波分别调制一路独立的数据信息,调制后的N个载波信号相加同时发送。通过选择载波间隔,使这些子载波在整个符号周期上保留频谱的正交特性,各子载波上的信号

在频谱上重叠。接收端利用载波之间的正交特性,可无失真地恢复信息。

(5)差错控制技术

在短波信道中,随机噪声会导致随机差错,衰落、脉冲干扰会导致突发差错,严重影响数据通信,通常字符差错率在10-2~10-3数量级。

采用差错控制技术,可以改善两个到三个数量级,达到10-5~10-6。短波通信常采用两种差错控制技术,一是自动请求重发(ARQ),即收端检错,通知发端重发错误,因而也称为反馈纠错,对随机差错和突发差错都有良好的效果,但频繁重发,信号延时将会增大;二是前向纠错(F E C),即利用纠错码,收端自动纠错,需要大量冗余码,占码元总数的25%~50%。采用交织码/扩散卷积码,可把突发差错分离成随机差错。F E C不需反馈信道,但造价较高。

3 短波通信装备数字化与网络技术

微电子技术的发展,促使大规模集成电路、微处理机在短波通信设备中的广泛应用,短波通信装备集成化、小型化、通用化程度大大加强,技术性能显著提高。高精度数字频率合成器使短波收发信机在1.5M Hz~30M Hz频段内,可得到10H z、1H z的频率步进,相位抖动小于3°/10m s;全固态大功率宽带放大器,简化了发射机调谐;运用先进的电子开关和快速算法,实现了全电子化、低驻波比快速自动天线调谐器,调谐时间达到发<0.5s,收<10m s;基于软件无线电设计思想,以ADC/DAC、DSP和CPU为硬件基础,使用统一的硬件平台,实现短波电台的数字化、软件化和模块化。

在短波电台中频(甚至射频)部分对信号进行数字化处理,例如用软件编程灵活地实现宽带数字滤波、直接数字频率合成、数字上/下变频、调制/解码、纠错编码、信道均衡、信令控制、信源编码、加密/解密等。软件无线电的高度可编程性,对于引入新业务、新技术非常方便,通过更换软件版本或个别硬件模块,有助于大幅缩短电台的研制周期,降低开发成本。

现代短波通信网络技术主要包括短波跳频电台组网技术和短波数据通信网络技术等。短波跳频电台组网有其特殊性,跳频网络是一个复杂的随机时序系统。实现跳频互通需要技术体制和系统所有参数要完全相同,还要进行管理和授权。全自动短波数据通信网实质上是一种无线分组交换网,采用O S I的7层结构模型。网络的主要设备是高频

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网络控制器(HFNC),其主要功能有自动路由选择与自动链路选择、自动信息交换与信息存储转发、接续跟踪、接续交换、间接呼叫、路由查询和中继管理等。

上述短波通信的新技术、新体制,都是针对解决短波通信存在的问题而产生和发展起来的。其中有的已经在短波通信中发挥积极作用,有的即将进入实用阶段。

4 短波通信发展趋势

随着人类社会信息化的不断演进,通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化成为通信装备发展的必然趋势,系统兼容、网络互通、高可靠性、有效性、强抗毁性成为通信系统建设的基本要求。短波通信作为现代信息系统的重要技术手段,一方面在装备体制上正逐步实现由模拟向数字、台站向网系、模拟低速跳频向数字高速跳频抗干扰体制的转变;另一方面不断地利用电子、信息技术领域里的新技术、新器件、新工艺,改造短波通信信道和终端设备,提高信息传输的可靠性与有效性;同时不断提升技术水平,增强系统与设备的自动化、智能化以及综合业务能力。短波通

信正经历由第二代通信装备向第三代通信装备的过渡。

第三代短波通信的主要技术特征是数字化、网络化,其主体或关键技术包括:第三代自动链路建立技术(3G-ALE)、新型高速短波跳频技术以及短波组网通信技术等。组网通信技术、自适应技术是现代短波通信系统的重要特征之一。随着对短波通信网的网络容量、传输速度、抗干扰能力要求的不断提高,许多国家进入了第三代数字

化短波通信系统网的研究阶段,正在向H F全自适应网络的实用化演进。

扩频通信技术是无线电通信电子防御的主要手段。跳频通信技术是短波抗干扰技术的主要选择。为了提高短波通信抗干扰性能、抗多径效应、抗衰落的能力,提高跳频速率是一种有效途径。此外,宽带跳频可有效地增加通信信号的隐蔽性和抗干扰性。

短波通信数字化主要包括两项内容:一是语音数字化通信;二是数据通信业务,特别是高速数据业务。因此,在短波信道条件下的高速率的可靠数字信号传输、低码率的语音编码以及数字信号处理等技术,是实现短波数字化的关键技术。

(上接第75页)(3)处置问题更加及时

利用形成的市、区、街道三级城市管理平台,该系统能够将城市管理的数字化信息及时传送到街道,问题的派遣、问题地理坐标的确定、问题现场照片的描述,也都因平台的建成而更加准确和及时。

4.加强对城管系统无线电工作的长效管理

为了使常州数字城管更好地发挥作用,江苏省无线电管理局常州市管理处积极做好服务工作,在要求设台单位自觉遵守无线电法律法规的基础上,建立了与江苏省常州市城市管理局无线电工作的长效管理机制。

(1)主动联系,及时办理电台执照

在工程方案设计阶段,江苏省无线电管理局常州市管理处就向城管局宣传无线电管理相关法律法规及有关无线电管理规定。在视频监控系统投入使用之后,又主动与城管局的相关部门联系,将城管系统的无线电设备录入无线电台站管理数据库,为他们及时办理无线电执

照,使城管局的视频监控系统步入正常的无线电管理轨道。

(2)建立长效管理工作机制

为加强江苏省常州市城市管理局无线电管理工作,规范无线电台站设置、使用行为,保障该系统的正常使用,在江苏省无线电管理局常州市管理处的指导下,江苏省常州市城市管理局建立健全了无线电管理工作组织体系和内部

无线电管理规章制度。江苏省无线电管理局常州市管理处还与该局专门建立了无线电管理工作机制。双方定期召开沟通协调工作会议,及时了解江苏省常州市城市管理局无线电管理工作中的需求,解决出现的问题,确保了常州数字城管系统的正常运行。

5.结束语

随着无线电技术的迅速发展,诸如数字化城管、物联网之类的新的无线电应用不断涌现,对无线电管理部门提出了新的任务和课题。无线电管理部门要积极引导无线电技术在国民经济各个领域的应用和发展,在推动整个行业发展的同时,也实现自身的转型升级。

短波通信技术发展与分析解析

技术市场 从1924年实验室发现了电离层及短波通信实现以后,短波通信以其远距离通信、良好的机动性能、顽固性强及同时具备多种通信能力的特点在战术通信、军事领域、生产领域得到广泛的应用。上个世纪80年代之后,随着大规模的集成电路、电子信息技术、数字化信息处理技术、高速度数字信号处理器等一系列科学技术的发展,短波通信正式进入现代化的数字通信时代。就目前形势而言,短波通信技术虽然大量的应用低速跳频、低速数据传输、声码等,自身的通信能力拥有了一定的抗干扰性,但仍存在一些不足之处。随着数字科学技术的发展,数字信息处理技术、扩频通信技术及自适应技术的应用,短波通信技术中长期处于研究阶段的成果正在逐步地迈向实用阶段。 一、短波通信技术的特点分析 1.波形 短波通信西洞中的自动链路及数据传输将使用相同的突发波,进而起到提高系统灵活性的作用。 2.信道分离 短波通信系统把呼叫信道及数据流信道进行分离并让二者之间相邻,以便他们保持传输特性上相近。信息分离一方面可以让信息流量各自承担,另一方面可以保证信息传送过程中的高效率性及链路建立的快速性。 3.链路建立的同步性 第二代短波通信以异步方式建立链路系统,而第三代短波通信技术将异步方式和同步方式都采用。同步方式相比之于异步方式具有延时更小的特点,电台的驻留信道在在这种方式下某一时间内是确定的。 4.管理业务能力强

第三代短波通信技术对各种业务都具备良好的管理能力,在建立链路的同时可以自动的确定通信的双方所采用的抗干扰及数据体制。同时还具备快速建立链路、同步建立及信息携带的功能。 5.具有可靠地最低限度的通信能力 第三代短波通信技术技术与极低速技术结合在一起,在极其恶劣的环境下实现最低限度通信。极低速的链路建立能力可以达到-20dB,定调频和数据通讯在正常的情况下无法实现的极低速可以完成。 二、短波通信技术的发展趋势 目前的短波通信技术主要指的是频率自适应技术,而未来的短波通信技术将朝着更全方位的方向发展。 1.短波自适应数字通信技术 (1专用选频和通信系统建立。目前我们常用到的自适应选频与信道建立技术都是与通信结合在一起,这种方法的缺点是选频质量大大低于专用选频系统的频率质量。为了确保频率质量,为了提高短波通信质量,我们应该将专用选频系统和自适应通信系统结合在一起;(2传输速率技术。短波通信选定工作频率后,前提是采用传输速率自适应技术,才可能随时获得信道上最大数据吞吐量。我们在允许的误码率范围内应尽可能选择高的数据传输率。为便于确保通信质量,系统所采用的编码和调制方法应与信道条件相关联。当信道传播性良好的时候选择较高传输效率发送信息,反之较差的时候,降低传输速率。 2.高速调制解调技术 当前受到广泛应用的窄带短波电台一共有串行调制调解器和并行调制调解器。串行体制的调制调解器使用的是单载波进行信息发送,最高速率可达到9.6kb/s,这种体制的调制调解器对均衡提出了较高的要求。并行体制的调制调解器主要是将传输

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无线应用 Wireless Application 76 中国无线电 2011年第9期 短波按照国际无线电咨询委员会(C C I R)的划分是指波长在100m~10m,频率为3M H z~30M H z的电磁波。以短波形式进行传播的无线电通信称为短波通信,又称为高频(HF ,High Frequency)通信。 在实际应用中,为了充分利用短波近距离通信时(地波通信)的优点,短波通信实际使用的频率范围被扩展到1.5MHz~30MHz。 1 短波通信新技术与新体制 20世纪80年代以来,计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代。特别是随着微处理器技术、数字信号处理(D S P)技术、自适应技术、扩频通信技术等现代信息技术的应用,大大提高了短波通信的质量和数据传输速率,增强了自动化能力,提高了自适应与抗干扰能力,形成了现代短波通信新技术、新体制。这些新技术与新体制概括起来是:现代短波信道技术、现代短波通信终端技术、短波通信装备数字化与网络技术等。 (1)现代短波信道技术 现代短波信道技术主要分为两大类:一类是针对短波变参信道的特点,为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响,提高短波通信质量,特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的,称之为信道自适应技术。这类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体。它使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳的工作频率,以适应电离层的种种变化,同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。可以说,此项技术对于提高短波通信的可靠性与有效性具有重要意义。尽管自适应技术在短波通信中得到了多方面的应用,除频率自适应外,还有自适应均衡、自适应调制解调、传输速率自适应等,但在很多场合所说的短波自适应通信或短波自适应技术,实际上就是指短波频率自适应通信或短波频率自适应技术。 另一类是针对短波通信存在的保密(或隐蔽)性不强、抗干扰能力差的弱点,以及电磁对抗的特点和规律,为 了提高短波通信在电子战环境中的生存能力,以及抗测向、抗侦察、抗截获、抗干扰等防御能力而发展起来的,称之为短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体,包括短波跳频和自适应跳频技术以及短波直接序列扩频技术等。 短波跳频通信(FH)是在收发双方约定的情况下不断地改变工作频率而进行的通信。由于工作频率受伪随机码的控制,因此跳频通信具有很强的抗截获、抗窃听及抗干扰能 力。与其他频段的跳频通信不同,短波跳频通信由于受到天波信道的特性、天调阻抗匹配时间、信道切换时间等限制,跳频带宽一般小于短波频段宽度,只有几十千赫到几兆赫。只有地波传播低速跳频才能做到全频段跳频,常规的短波跳频速率一般在几十到几百跳每秒。 短波自适应跳频通信是在短波跳频通信技术的基础上发展起来的。由于构建两地间的短波通信,受电离层信道和电磁干扰的影响,并不是任意一组频率都能建立起通信链路实现通信。短波自适应跳频通信把频率自适应技术与跳频技术结合起来,通过频率自适应功能选出可通的“好频率”作为跳频频率表,从而避免了盲目性,提高了可通率。 短波直接序列扩频(D S),通过伪噪声序列(P N)对发送信息数据进行调制,接收端将所接收到的信号与本地P N 序列进行相关运算,将D S信号解扩,恢复原始信息数据。短波直接序列扩频通信具有比较高的抗截获、抗多径干扰和抗窄带干扰能力。由于短波信道具有时变特性,频率存在“窗口效应”,天波传播的每条路径有自由空间传播损耗、电离层损耗、地面反射损耗,三者均与频率有关,例如,在一段时间内,单跳传播2M Hz带宽内幅度起伏约1d B~2d B。短波频率的“窗口效应”限制了扩频带宽,一般在2M H z左右。如美国SICOM公司研制的短波直接序列扩频电台,扩频带宽为1.5MHz,信息传输速率达到56kbit/s。 当然,无论是短波跳频通信技术,还是短波直接序列扩频通信技术,不仅对提高短波通信电子防御能力具有重要作用,而且对于改善短波信道性能,提高通信特别是数据通信的可靠性和有效性也具有良好的作用,从一定意义上讲,短波扩频通信技术是实现短波高速数据传输的主要 浅谈短波通信的发展 ■ 民航山西空管分局 任东军

浅谈现代通信技术的发展及重要性

浅谈现代通信技术的发展及重要性 浅谈现代通信技术的发展及重要性 1957年10月第一颗人造卫星发射成功。自那以来,短短30余年,世界主要国家已形成了相当规模的航天产业,迄今已有22个国家组织发射了航天器;有58个国家投资发展航天技术,总投资高达近万亿美元;有170多个国家和地区应用航天技术成果。航天遥感的出现,给人类观测地球提供了最有效的场合。它的迅速发展使得在资源勘探、海洋开发、农林管理、气象预报、环境灾害监测、地貌测绘等应用领域中,发生着革命性变化。美欧日等24国发起了一项规模极为庞大的“行星一地球计划”,计划10年内发射24个地球遥感卫星,耗资150亿—300亿美元,目的是监测地球环境的变化。在空间已经采用的信息获取新技术是各类星载遥感仪器,如照相机、电视摄像机、红外及多光谱扫描仪、电荷耦合固态推扫式摄像器、微波辐射仪、合成孔径雷达等。目前的发展以信息传输型的遥感仪器为主流,而不是从空间回收拍摄的胶片。其中利用卫星红外传感器获得目标已取得显著进展,可以从空中对1/2地球表面进行实时监视,如帧频(每秒钟传送图像的次数)为每秒2次,每个像点用一个10位数码描述,每位数需硬运算10次,卫星上需要一个100亿次的计算机,而发展这样的计算机需要近10年时间。第三次或第四次产业革命相并列看待,而认为在第一次“革命”之后,一些重要事件对世界经济社会发展有重大“影响”。这种看法是有其道理的。人们震惊于现代信息技术飞速发展产生大量新的经济现象,为确定现阶段新技术革命的历史地位,才继二次、三次革命说之后进而提出四次产业革命的论点。一些描述强调目前发生的变化的重要性,借以唤醒那些仍沿着传统思路看问题,以第一次产业革命基础为发展战略出发点的科学家、政治家和国策决定者。如托夫勒的浪潮论,奈斯比特的趋势论,以及许多关于大国兴衰史的讨论等,这些震聋发馈的疾呼确实起到了唤起人们以新的眼光看世界、制定新的经济发展战略的催化剂作用。 “信息革命”就信息技术本身的变化看,为世界经济研究提供了新的工具,新的环境条件;就信息革命对世界经济产生的影响看,新的经济现象和经济问题的出现,为世界经济研究提供了新课题。 (一)“信息革命”与世界经济的形成 迄今为止,信息革命问题在世界经济研究领域尚未受到应有的重视;信息、信息技术、信息革命以及信息科学知识,在世界经济研究领域里出现的频率是比较低的。这并不表明信息及信息技术现在才变得重要起来,而是在世界经济形成过程中,它始终起着重大作用:首先,信息经济本身是世界经济中的一个重要组成部分;其次,信息传输、处理等技术条件,在世界经济整体性方面起着粘合作用;最后,每次信息革命对世界经济各方面的发展都有着巨大推动作用。 信息技术对世界经济整体形成的粘合作用,是显而易见的。信息技术进步是世界经济一体化或整体性增强的自然物质条件。关于建立世界经济科学体系的争论由来已久,人们并没有关注到,信息的传输与获取技术的整体水平和不平衡发展,仍是各国经济交流与国际性体现的障碍。当哥伦布、麦哲伦等航海探险家去发现“新大陆”时,人们所关注的是由此所带来的商业革命和市场开拓,并没有意识到,这是信息沟通方式的革命性进展。只是到了电子计算机网络使人们有可能通过全球数字通信网,全天候了解世界任一地区经济情况变化时,才意识到信息及信息传输、处理技术对世界经济整体化的作用。实际上,它存在于世界经济整体化发展的全过程之中。自然科学、哲学对时空的研究获得重大进展,时空现实变化对世界

关于短波通信技术发展

关于短波通信技术发展 摘要:在经过长达数十年发展历程之后的短波通信技术,从初始的初级阶段到 现在的成熟应用,经过多年来不断的技术创新。如今已经被广泛运用于各个领域,尤其是日常及军事领域。短波通信技术具有与其他相似技术与众不同的特性,其 技术优势必将是不可比拟的,必将成为当今科学研究的热点之一。短波通信技术 发展分析,以其优异的技术特性来成为未来通信的发展趋势。 关键词:短波通信;特征;发展方向 引言:自2000年以来,科学发展飞跃式的前进,经济的快速发展带动了一系列的行业, 其中通信类行业发展更是速度惊人,科学技术作为第一生产力,通信技术顺应了市场的发展。经济的推动力下,通信行业不断地成长与发展。1925年左右,研究人员通过实验发现了电离 层和短波,短波通信具有比其他同类产品更好的机动性和顽固性在三十年前宣告加入数字通信,开启了数字通信的新纪元。当今,短波通信技术应用范围日益广泛,能力不断提高,不 断改善和强化,在数字化越来越先进的今天,数字媒介,频率扩容通信技术的不断发展,短 波通信技术不断地向更加实用性发展。 一、短波通信概述 短波通信(也称高频通信,Nigh frequency,HF)是国际上军、民最常用的基本通信手段之一,且具有明显的优势和特点。随着反卫星武器的逐步成熟,军用短波通信及其装备的地位越来越重要,装备规模很大,应用很广。 短波通信作为战略指挥通信、战役指挥通信、战术指挥通信以及协同通信的重要手段之一,在有些情况下(比如在卫星通信中断时)甚至是中、远程指挥通信的唯一手段。随着短波通 信战技性能的进一步提高,短波通信的作用地位越来越重要,主要表现在指挥通信和协同通信 两个方面。 指挥通信主要分战略通信、战役通信和战术通信三个层次,还有特殊需求的专线通信等。 指挥通信距离近至几十千米,远至数千千米。由于短波的地波和天波特性,其通信距离能满足 指挥通信对通信距离的要求。 在协同通信方面,短波通信比VHF、UHF频段电台表现出了距离上的优越性,因为飞机上天、舰艇出海时,其协同通信下不能依靠VHF、UHF解决问题,比如超低空突防的武装直升机、远程 轰炸机等,短波通信几乎是唯一的手段。 二、自适应频率 短波信道(电离层)是一种典型时变色散信道,其路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随 频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。 统计表明,即使在夜间通信环境最坏的情况下,短波频段也有4%左右的无噪声信道,而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰。所以,实时避开干扰,找出具有良好传播条件的无 噪声信道是提高短波通信质量最有效的途径。实现这一目标的关键是采用短波自适应频率技术,目前自适应频率经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段,正向3G-ALE发展。 2.1频率管理系统 短波频率管理系统是在一定区域内组成频率管理网格,在短波范围内测量和分析各种信 道参数和干扰分布,根据综合分析和计算结果,得到通信质量优劣的频率排序表,统一分配 给区域内各短波通信用户,使用户在最佳工作频率上的建立通信链路。短波频率管理实质是 对区域内的用户提供实时频率预报,采用的技术称为实时信道估值RTCE(Real Time Channel Evaluation)技术。频率管理系统的特点是通信与探测分离,探测设备昂贵,这一发展过程也 称为短波自适应技术的1G-ALE阶段。 2.2 2G-ALE通信系统 20世纪80年代中期,出现了在通信系统中直接采用RTCE技术,对短波信道进行探测、 评估和通信一并完成的短波自适应电台。这种电台能够实时选择出最佳的短波通信信道,使 得短波工作频率随信道条件变化而改变,确保了通信始终在质量最佳的信道上进行。2G-ALE 通信系统具备如下功能:

短波通信的发展历程

短波通信的特点 短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR,现在的ITU-R),的划分是指波长在l00m~l0m,频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信,又称高频(HF)通信。实际上,为了充分利用短波近距离通信的优点,短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。 短波通信的发展历程 自从1921年发生在意大利罗马的一次意外事故,短波被发现可实现远距离通信以来,短波通信迅速发展,成为了世界各国中、远程通信的主要手段,被广泛地用于政府、军事、外交、气象、商业等部门,用以传送电报、电话、传真、低速数据和图像、语音广播等信息。在卫星通信出现以前,短波在国际通信、防汛救灾、海难救援以及军事通信等方面发挥了独特的重要作用。 短波通信可以利用地波传播,但主要是利用天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增,在同样的地面条件下,频率越高,衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信,其工作频率一般选在5MHz以下。地波传播受天气影响小,比较稳定,信道参数基本不随时间变化,故地波传播信道可视为恒参信道。天波是无线电波经电离层反射回地面的部分,倾斜投射的电磁波经电离层反射后,可以传到几千千米外的地面。天波的传播损耗比地波小得多,经地面与电离层之间多次反射(多跳传播)之后,可

以达到极远的地方,因此,利用天波可以进行环球通信。天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定,其信道参数随时间而急剧变化,因此称为变参信道。天波不仅可以用于远距离通信,而且还可以用于近距离通信。在地形复杂,短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区,利用高仰角投射的天波可以实现通信。 与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比,短波通信也有着许多显著的优点: 1)短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,因而建设和维护费用低,建设周期短; 2)设备简单,可以根据使用要求固定设置,进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信; 3)电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性; 4)对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小,容易隐蔽,便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听,破坏后容易恢复。 这些是短波通信被长期保留,至今仍然被广泛使用的主要原因。短波通信也存在着一些明显的缺点: 1)可供使用的频段窄,通信容量小。按照国际规定,每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度,而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰,全球只能容纳

第三代短波通信技术的发展趋势

第三代短波通信技术的发展趋势 【摘要】随着通信技术的不断发展,很多新型的短波通信技术已经问世,且更新换代的速度非常快。第三代短波通信技术就是其中的代表,它是在1999年美军公布了一系列第三代短波通信协议的基础上发展起来的,目前已经有很多成熟的技术在实践当中。本文将介绍目前广泛应用于第三代短波通信系统中的同步管理、频率管理、数据传输和物理调制解调等方面的先进技术,然后阐述第三代短波通信发展的新趋势。 【关键词】短波通信;多方互动;集团化;加密软件 第三代短波通信技术是在1999年美军公布了一系列第三代短波通信协议(即MIL-STD-188-141B,简称“HF-3G”)的基础上发展起来的,相对于第二代短波通信技术,它在很多层面上都得到了改良,通信技术也得到了进一步的保障,通信的稳定性得到了增强。 一、第三代短波通信技术的发展现状 短波通讯实际上是通过电离层的反射进行通信的,在第三代短波通讯中,电离层仍是非常重要的传输介质。不过相比于第二代短波通讯技术,第三代短波通信技术能够有效地规避电离层对通信信号的反射、散射等影响信号稳定性的作用力,极大程度地保障短波通信信号质量和传输效果。特别是随着短波通信技术的不断发展与变革,很多新技术运用到短波通信中来,有效地提升了短波通信的质量和传输效果。如信道编码技术、差分跳频技术、短波网组技术等。可以说,随着短波通信技术的不断发展,短波通信的质量和传输效果等都得到了明显的提升。特别是同步技术在第三代短波通信中的运用,使第三代短波通信技术的管理模式更加先进。在第三代短波通信中两种主要的工作模式:同步模式和异步模式。同步模式中有两种情况,外部同步源和无外部同步源。使用外部同步源是采用外部GPS(全球定位系统)模块来实现同步。在没有外部同步源的情况下,则需要用同步管理协议来实现时钟同步。同步模式的使用使第三步短波通信的建链速率比第二代短波通信大大提高。除短波通信的管理技术实现变革外,在第三代短波通讯中,为有效地强化短波通讯传输的质量,最大化的保障传输效果,第三代短波通信数据传输技术在进行信息传输时,可以根据信息传输的实际需求来针对性地选择信道的容量。可以说,第三代短波通信技术在保障信道传输的稳定性方面有较强的深入研究,能够最大程度地减少干扰性因素的影响。 总之,第三短波通信技术是在第二代短波通信技术的基础上,不断发展,不断变革而产生的一种新型的短波通信技术。随着科学技术的发展,第三代短波通信技术也呈现出了很多新的发展趋势。 二、第三代短波通信技术的发展趋势 第三代短波通信技术是在第二代短波通信技术的基础上发展而来的,在通信

短波通信系统发展及关键技术分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/0f15326516.html, 短波通信系统发展及关键技术分析 作者:费玉婷李建龙 来源:《科学与信息化》2020年第22期 摘要虽然短波频率资源较少,且不具备稳定的通信质量,但是短波能够进行远距离的通信,并且在通信的过程中不需要使用基础设施和中介。除此之外,短波設备的体积较小,具有较强的机动性,且不需要大量成本的投入,对于环境的要求较低,即使是面对特殊的环境也可以在短时间内利用其自身的特点在无线通信中发挥作用。在物理数字信号处理技术不断发展的影响下,短波通信传输技术在一定程度上推动了短波通信系统的发展和进步,特别是在民航、紧急通信和军事应用领域等。 关键词短波通信系统;发展;关键技术 引言 受到通信技术持续发展的影响,短波传输的速率也日益增加,短波通信系统也得到了广泛的应用。短波通信不需要借助基础设施和中继设备就可以完成远距离的通信,因此短波通信系统在通信行业的发展过程中占据重要的地位。我国通信行业应当重视短波通信系统的发展并科学的应用其关键的技术手段来推动行业水平的进一步提升。 1 国内短波通信现状 短波通信可广泛用于军事和民用通信。在军事领域,远程通信主要分为两类:卫星通信和短波通信。然而,如果遇到特别危机的情况,卫星系统可能无法稳定的运行,那么这就需要发挥短波通信的作用,相比之下短波通信具有较强的灵活性以及抗扰动性,能够在复杂的环境下稳定运行。正是因为短波通信具有这样的特性才使得其在军事领域的通信中得到广泛的应用。我国国土面积大,地形较为复杂,常出现自然灾害,因此对于一些复杂的环境来说传统的通信方式无法稳定有效的运行。短波通信具有较强的自适应能力,且耗费较低,因此,在民用通信中也经常会运用到短波通信系统。我国在使用短波通信的过程中主要是应用点传递的方式进行通信,这主要是因为点传递式的通信能够在危急的情况以及复杂的现场环境下有效地实现通信。另外,例如在抢险和抗震救灾的工作中就可以直接利用点传递式短波通信将地震灾区的情况传递到地震灾后的指挥中心。此外,由于点传递式短波通信的传播速度较慢所以无法在紧急的情况下得到应用[1]。 2 短波通信系统关键技术的分析 ①协议体系结构。对于短波组网技术来说,其核心的内容就是能够兼容各种短波电台组网的短波协议栈结构,且对于传输体制来说也有重要的作用。提出协议栈结构以此来制定短波通

l短波通信的发展历史及现状

l短波通信的发展历史及现状 短波通信(Short-wave Communication),也被称为高频通信,一般指的是利用波长范围为100m到10m(相应的频率范围为3MHz 到30MHz)的电磁波的无线通信。短波的传播方式主有两种:一个为地波,另一个为天波。其中地波沿着地球表面进行传播,这种方式的传播距离主要由地表介质特性决定。因为地波的衰减随着频率的升高而增强,短波以地波方式传播时,使用常用的发射功率,短波的传播距离最多只有几百公里,所以地波不是短波通信中使用的主要传播方式。然而地波传播不需要经常改变无线通信的工作频率,但需考虑障碍物的影响,这也是其与天波传播方式不同的地方。 1901年,意大利无线电工程师马可尼在英国与纽芬兰之间(距离为3400Km),实现了跨越整个大西洋的无线电通信。在这以后,因为无线电短波通信设备的价格低廉、便携性强、操作简单和灵活等优点,无线电短波通信迅速发展成为远距离无线通信的主要技术。从第二次世界大战开始一直到20世纪6O年代的这一段时间是短波无线通信发展的黄金时期,该技术广泛地应用于军事、广播、商业、气象等诸多领域,世界上许多国家并建立了覆盖本地区或世界性的专用通信网或公用通信网。但自从20世纪60年代以后,卫星通信等新兴远距离通信技术的出现使得短波通信的缺点越来越多地暴露出来:带宽较窄,射频频谱资源紧张,存在信道间干扰问题,易被窃听等等。相反的是,新型卫星通信技术

具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、信道容量大等优点,许多本来是属于短波通信的重要业务逐步被卫星通信所取代。在20世纪60至7O年代,短波无线通信技术的研究与应用陷入低谷。但电子战、卫星战等战争方式的出现,使得人们发现一旦发生战争,各种通信系统都有可能被破坏,就是卫星也不能避免,如果过分依赖卫星作为中继站进行无线通信,在战时卫星一旦被摧毁,那么整个通信系统将瘫痪,后果是不堪设想的。短波自身的特点决定其是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段,该技术的抗打击能力和自主通信能力超出其他通信方式,再加之卫星通信技术成本很高,而短波通信技术起点较低、价格低廉,一般的国家均能进行部署和使用。短波无线通信和卫星通信一样,都能够实现全球的通信,基于以上原因,人们对短波无线通信的发挥的作用又重新予以重视。 随着微电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的不断发展,短波无线通信技术在自适应收发信机、自适应调制解调器、自适应均衡及检测、白适应天线阵等方面上取得了突破,使得短波无线通信技术有可能解决高干扰电平、衰落和多径传播等信道时变特性方面的问题,向着数字化、低误码率、高速率的方向继续发展。 2现有短波通信存在的缺陷 2.1地球电离层对短波通信的影响太阳的辐射使得地球大气层中的氮原子、氧原子失去电子,变成离子这些离子态的气体在地

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势 摘要:通信按传统理解就是信息的传输与交换,信息可以是语言.文字.符号.音乐.图像等等。众多的用户要想完成互联之间的通信过程,就靠由传输煤质组成的网络来完成信息的传输和交换,就构成了通信网络。 通信的概念和发展 通信是传递信息的手段,即将信息从发送器传到接收器,通信的目的是完成信息的传输与交换。 通信技术的发展是伴随着科技的发展和社会的进步发展起来的。早在古代,人们就寻求各种方法实现信息的传输。我国古代利用烽火传送边疆警报;古希腊人用火炬的位置表示字母符号——也就是最原始的光通信系统,紧接着又有了声信号的传输、信鸽、旗语、驿站等传送信息的方法。从19世纪到20世纪末,通信的发展有了巨大的飞跃。 十九世纪,人们开始研究如何用电信号传送信息。1837年莫尔斯发明了电报,用点、划、空适当组合的代码表示字母和数字,这种电码称为莫尔斯电码。1876年,贝尔发明了电话,直接将声信号转变为电信号延导线传送。19世纪末,人们又致力于研究用电磁波传送信号,而传送距离也仅有数百米。1901年,马可尼成功地实现了横跨大西洋的无线电通信。自此,传输电信号的通信方式得到了广泛应用和迅速发展。20世纪20年代起,通信建设和应用广泛开

展,人们开始利用铜线实现市内和长途有线通信,又利用了短波实现远距无线通信和国际通信。 30-40年代起,利用铜线传输载波电话,是长途通信容量加大,电信号的频分多路技术开始步入使用。 50-60年代起,半导体晶体管开始在电子电路中替代电子管,其后进入集成电路技术以及超大规模集成电路时代。开始建设最早的公用电话通信网。 60年代起,电子计算机应用增多,数据通信开始兴起,电话编码技术得到应用,模拟通信开始向数字通信过渡。 70年代起,玻璃纤维拉制成功,导致传输网络从电缆通信向光纤通信过渡。地球同步轨道运行的通信卫星发射成功,卫星通信开始对国际通信和电视转播做出贡献,也经常在特殊地理环境下作为有线接入技术的替代和补充。 80年代起,各种信息业务应用增多,通信网络开始向数字网发展。蜂窝网等各种无线移动通信业务向公众开放,导致个人通信的迅速发展。 90年代起,国际互联网Internet在全世界兴起,在吸引众多计算机用户踊跃上网的同时,也吸引人们更多实用计算机。这使得一互联网协议为标志的数据通信,在通信网络中逐渐占据更为重要的地位。

短波通信发展趋势及策略

短波通信发展趋势及策略 摘要:短波通信在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位。本文分析了信息化时代对短波通信提出的需求及其发展趋势,针对目前短波通信存在的问题,提出了相应的解决思路。 关键词:短波通信发展需求发展趋势发展策略 短波通信是指利用波长为100m~10m(频率为3~30MHz)的电磁波进行的无线电通信。它主要是利用电离层反射进行数千乃至上万公里的远距离通信。由于电离层是一种典型的时变传输媒介,存在着瑞利衰落、多径效应、多普勒频移等复杂时变因素,使接收端的码元在时间上展宽,包络发生畸变,严重地影响短波通信的质量,甚至会造成通信中断。以这样的信道条件进行数据通信,为了保证对误码率的要求,其传输速率必然有限。在很长一段时期内,短波信道数据传输速率不超过200b/s。同时,短波信道是带宽受限的信道,射频频谱非常拥挤,信道间互相干扰严重。上世纪六十年代卫星通信问世后,短波通信一度处于发展低潮[1]。八十年代以后,短波通信在电波传播研究、频率自适应通信、中高速数据通信、组网通信、自适应跳频及近垂直入射天波通信等方面都取得了重大突破,短波通信方式存在的许多问题和缺点得到克服和改进;随着微型计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展,人们利用微处理器、数字信号处理(DSP),不断提高短波通信的质量和数据传输速率,使现代短波通信重新焕发青春。世界各国近年来又加紧了对短波通信技术的研究,竞相推出和装备各种短波自适应和跳频电台,我国也研制出了短波自适应通信系统、频率管理预报系统、跳频系列电台。 本文从信息时代对短波通信的需求入手,结合短波通信发展的现状及趋势,对我国的短波通信发展策略提出相应的建议。 一、未来信息时代对短波通信发展提出了新的需求 现代通信的特点是高度信息化。信息化对通信系统提出了越来越高的要求。新型通信设备总的发展趋势是集成化、数字化、一体化与网络化,数据和图像将发展成为未来通信的主要业务。无线电通信业务的飞速发展、电磁环境将进一步恶化,作为无线电通信重要手段之一的短波通信,至少应该满足以下几个方面的需求: (一)远距离通信。正是由于短波通信仅需较小的功率就可以实现远距通信,而且设备简单,成本低廉,建立迅速,机动灵活,更重要的是因为它有不易被摧毁的“中继站”——电离层,所以它比卫星通信等其它通信方式能更好地满足某些业务对远距离通信的需求。但是,由于电磁密度的增加,使得远距离通信对电台功率的要求越来越大,而此举又使得电磁环境进一步恶化。在人为电磁干扰日益增大的今天,以较少代价实现远距离和超远距离的通信是短波通信的优势,也是它要解决的问题。 (二)可靠通信。由于电离层反射、多径衰落、传播损耗、可用频率范围、电离层不规则性、电离层骚动、电离层倾斜、波导传播和散射传播等方面随机特性的存在,获得可靠的通信质量一直是短波通信追求的目标。 (三)大容量/高速通信。传统短波通信难以崛起的一个重要原因,就是短波信道容量小,其电报速率很低(不超过200波特b/s)。这不仅无法传送数字语音和数字图像,就是传报也远远满足不了实际需求。为了适应数据通信业务及数字保密话迅速增长的需求,在短波通信的新近发展中,采取了一些有效抗衰落和抗多径(通常指抗码元串扰) 的技术措施,使系统的误码率可达10-5~10-6。 (四)组网通信。采用网络式通信,一方面可增加通信链路的抗毁性及顽存性;另一方面,可在网内选用最佳链路,克服由于电离层随经纬度变化而使单条链路质量很差的影响。组网通信已成为短波通信克服信道不稳定的又一种有效技术。此外,计算机网络的迅速蔓延,必将使短波信道成为其无线传输媒体之一。由于高性能的短波电台、Modem和网络入口设备的应用,在网络无处不在的新世纪,短波将与卫星、激光等无线信道同光纤等有线信道一起在计算机网络四通八达的通信子网中扮演重要角色。 (五)抗干扰通信。由于短波通信保密(或隐蔽)性不强,抗干扰能力差,以及现代电磁环境的特点和规律,短波通信应该具有在不同电磁环境中的生存能力,以及抗干扰等能力。 二、短波通信新技术发展趋势

短波通信原理

短波通信原理 尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。其原因主要有三: 一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比; 二、在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波; 三、与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。 近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。 这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术。1、短波通信的一般原理 1.1.无线电波传播 无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。 无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1.6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1.6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。频率与波长的关系为:频率=光速/波长。 电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点和规律,才能达到良好的通信效果。 常见的传播方式有: 地波(地表面波)传播 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。地波的传播途径如图1.1 所示。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐渐被大地吸收,很快减弱(波长越短,减弱越快),因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号,都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。直射波传播 直射波又称为空间波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波通信就是利用直射波传播的。 在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组成:一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。 限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天线要求尽量高架。 天波传播 天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。

短波通信的频率选择

短波通信的频率选择 老笨所在的工作单位在上世纪90年代初建立了一个短波单边带通信网,以解决手机通信站点未能覆盖的地区的移动条件下的远程通信问题。为此,曾开了一期操作人员培训班。由设备供应商主讲电台的操作与使用。老笨负责主讲短波通信的频率选择。在培训中老笨尽可能用比较通俗易懂的方式来讲解,但多数人没有听懂。系统建好后,曾多次有过固定台对移动台(车载)之间建立起2000公里的话音沟通(发射功率约100W)。随着手机通信覆盖地域的不断扩展,这套耗资百万的系统用了几年后现在已经废掉了。 现将当年的培训提纲上至矿坛,为老笨加点积分。 简述短波段无线电波的传播规律与短波无线电通信的频率选择及预测 一、引言: 在无线电通信中,无线电发射机的天线辐射载有信息的电磁波,到达接收点无线电接收机的天线,要经过一段自然路径。无线电波在自然环境中的传播主要有三个路径常用于无线电通信:视距传播、地波传播、天波传播。不同波长的无线电波在以上三种传播路径中有不同的传播规律。短波无线电波(2—30Mhz)的传播有不同于其它频段的特殊规律,只有透彻认识和运用其特殊规律,才能发挥短波无线电通信设备的应有效能,建立稳定可靠的通信联系,提高通信质量。 二、无线电波的传播路径: (1)视距传播:视距传播是指电波在发射天线与接受天线互相“看得见”的距离内的传播方式。电波在靠近地面的低空大气层中以近似直线的路径传播(见图-1),在发射功率一定的情况下,其通信距离相当大的程度上取决于收发双方的天线高度,多用于超短波通信,本文不多作讨论。 (2)地波传播:地波是指沿地球表面传播的电波。当电波沿地表传播时,在地表面产生感应电荷,这些电荷随着电波的前进而形成地电流。由于大地有一定的电阻,电流流过时要消耗能量,形成地面对电波的吸收。地电阻的大小与电波频率有关,频率越高,地的吸收越大。因此,地波传播适宜于长波和中波作远距离广播和通信;小型短波电台采用这种方式只能进行几公里至几十公里的近距离通信。地波是沿着地表面传播的,基本上不受气候条件的影响,因此信号稳定,这是地波传播的突出优点。 (3)天波传播:天波是指地面发出的经电离层折射返回地面的电波。短波无线电台站可以较小的发射功率,不依赖任何地面系统利用天波路径独自建立数百公里甚至数千公里的通信联系,是为有别于其它通信方式的突出优势。但是,电离层随昼夜、季节、年度而变化,导致天波传播状况依时间变化。因此,依赖电离层反射所建立的短波无线电天波通信是不稳定、不可靠的(相对于其他传播路径而言)。远程短波通信要求设备操作人员对短波波段无线电波的传播规律有深入的了解和较多的实践经验,并且依赖于通信各方的配合默契。本文主要讨论短波通信的地波和天波传播。

短波通信组网技术

短波通信组网技术

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短波通信组网技术 摘要:短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一,短波是人类最早开发利用的无线电频段。与卫星通信、地面微波通信相比,短波通信的建设和维护费用很低,建设周期短,设备简单、体积小、易于隐蔽,电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性。本文分析了短波在电离层传播的模式,阐述了短波通信常用的调制技术,介绍了短波通信组网的信道类别和相关组网技术。 关键词:短波通信;电离层;组网;信道;技术 1 短波通信概述 短波是指波长在100m~10m之间(频率为3MHz~30MHz)的电磁波。短波通信是利用无线电电磁波短波,传播电话、电报、传真及低速数据等信息。短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,便于改变工作频率躲避干扰和窃听,破坏后易恢复。但短波通信也有一些不足之处,可供使用的频段窄,通信容量小,信号传输的稳定性差,抗干扰能力差。 2 短波电离层的传播模式 短波通信中的天波传播,是靠电离层反射的。电离层由围绕地球的处于不同高度的3个导电层组成的,这3个导电层分别称为D层、E层、F层。 短波在电离层的传播,其传输模式有单跳、多跳。依靠单电离层或多电离层反射构成电磁波传输路径。当通信距离>2500km时,往往采用多跳,以获得较大的仰角。如利用F2反射一次,称为1F2传输模式。

3 短波通信常用的调制、解调技术 调制的目的就是要利用频带,高频无线传输,将消息变换为便于传送的形式,提高短波通信的抗干扰性能,使其能够频分复用。短波通信常用的调制、解调技术有调幅AM、单边带SSB、频率调制FM。常用调制技术如下表: 调制方式用途 连续波调制线性调制常规双边带调幅 广播 AM 立体声广播 抑制载波双边带 调幅DSB 单边带调幅SSB 载波通信、无线电 台、数传 残留边带调幅VSB 电视广播、数传、 传真 非线性调制频率调制FM 广播、微波中继、 卫星通信 相位调制PM 中间调制方式 数字调制幅度键控ASK 数据传输 频率键控FSK 数据传输

现代通信技术前沿论文—

现代通信技术前沿 学期作业 学生姓名:学号: 学院:计算机与信息工程学院 专业年级: 题目:浅谈蓝牙技术及其发展前景 浅谈蓝牙技术及其发展前景 摘要:蓝牙是一种支持设备短距离通信的无线电技术,近年来已经成为研究的热点问题并获得了广泛的应用。本文从蓝牙技术的起源和特点讲起,详细介绍了蓝牙系统的组成、蓝牙技术的信息安全机制和蓝牙技术的组网方案,最后对蓝牙技术的发展做了展望。

关键词:蓝牙系统组成技术 1、引言 就目前科技发展的趋势而言,新科技成为数字电子产品提升本身性能和实力的最佳帮手,而电子消费产品的未来前景也会向着两个重要的指标方向发展。其一就是运用能将无线、可携带式设备以及局域网络演变成为网络体延伸的这类开放的蓝牙技术;而将内存规格统一、加密及轻量化这三者结合为一体的应用就是另一个指标发展方向。 “蓝牙计划”已经不仅仅是少量媒体关注的对象,四大信息媒体都加入了追踪报道,可以说,“蓝牙计划”已经由不得你是否中意,它早已铺天盖地的出现在生活中,如春笋般蓬勃发展。虽然说大家都听说有这么一个具有无限发展前景的计划正在如火如荼且声势浩大的进行着,今后如何真正了解这个计划始末和意图、并对今后新应用有思考,才是最重要的。 bluetooth技术是近几年出现的,广受业界关注的近距无线连接技术。它是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,它以低成本的短距离无线连接为基础,可为固定的或移动的终端设备提供廉价的接入服务。 蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范,其实质内容是为固定设备或移动设备之间的通信环境建立通用的近距无线接口,将通信技术与计算机技术进一步结合起来,使各种设备在没有电线或电缆相互连接的情况下,能在近距离范围内实现相互通信或操作。其传输频段为全球公众通用的2.4GHz ISM频段,提供1Mbps的传输速率和10m 的传输距离。 蓝牙系统既可以实现点对点连接也可以实现一点对多点连接,在一点对多点连接的情况下,信道由几个蓝牙单元分享,两个或者多个分享同一信道的单元构成了所谓的微微网,一个微微网中存在1个主单元和最多可达7台的活动从单元,多个相互覆盖的微微网形成了所谓的分布网. 2蓝牙技术概况 2.1蓝牙的起源

短波通信发展综述教学内容

短波通信发展综述 邹光辉 短波通信又称高频(HF)通信,使用频率范围为3-30MHz,主要利用天波经电离层反射后,无需建立中继站即可实现远距离通信。同时由于电离层的不可摧毁特性,短波通信始终是军事指挥的重要手段之一。由于短波通信在军事通信上的不可替代性,从20 世纪80 年代初, 短波通信进入了复兴和发展的新时期。许多国家加速了对短波、超短波通信技术的研究与开发,推出了许多性能优良的设备和系统。短波通信再次占领一定的地位, 随着技术的进步, 对于通信的一些缺点, 不少已找到克服和改进的办法。短波通信的可靠性、稳定性、通信质量和通信速率都已提高了一个新水平。 一、由单一自适应技术向全自适应技术方向发展 短波通信存在着短波信道的时变色散特性和高电平干扰的弱点。因此, 为了提高短波通信的质量, 最根本的途径是“实时地避开干扰, 找出具有良好传播条件的无噪声信道”。完成这一任务的关键是采用自适应技术。所谓自适应, 就是能够连续测量信号和系统变化, 自动改变系统结构和参数, 使系统能自适应环境的变化和抵御人为干扰。因此短波自适应的含义很广。现已发展的自适应技术有自适应选频与信道建立技术、功率自适应技术、传输速率自适应技术、自适应调制解调技术、自适应分集技术、自适应信道均衡及辨识技术、自适应编码技

术、自适应调零天线技术。 传统意义上的自适应主要是指频率自适应, 是以事实信道估值为基础, 采用自动链路建立和链路质量分析技术, 因此也称为实时选频技术。在未来信息时代, 网络数据通信将成为主要的通信方式, 但是单一的频率自适应还无法满足网络数据通信的要求, 由于短波通信中各种新技术的出现, 特别是分组交换和各种自适应短波通信技术的发展, 为短波数据网的发展打下了基础, 频率自适应技术可与其他自适应功能综合构成全自适应短波通信系统。未来通信的需求促进了短波自适应通信系统正向全自适应技术的方向发展。 二、由窄带低速数据通信向宽带高速数据通信发展 针对短波通信存在的保密( 或隐蔽) 性不强、抗干扰能力差的弱点, 以及电磁环境的特点和规律, 为了提高短波通信干扰能力,发展起来了短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体, 包括短波自适应跳频技术、短波直接序列扩频技术等。传统的绝大多数短波跳频电台都是传输模拟话音的模拟跳频电台, 此类短波跳频电台在技术上存在话音质量差、通信距离短、跳数低( 通常为几十跳) 等问题, 而且几乎都是窄带跳频。为提高抗干扰能力, 一方面必须提高跳频速率, 另一方面可以增加信号带宽, 使信号淹没于噪声之中。通常采取纠错、交织、加密等措施, 但与此同时, 又会使信息的有效传输速率降低。为了提高信息的有效传输速率, 也必须增加频率和信道带宽。也就是说高速、宽带已成为短波通信增加抗干扰能力的焦点。如美国近年来研制的短波跳频电台跳速已达5000 跳/s 以上( 跳频带宽为2MHz、信

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