短波通信发展现状与前景探析

摘 要 短波通信在军事通信领域具有其他通信手段无法替代的地位。本文简要分析了短波通信发展需求和发展趋势，介绍了短波通信的新技术。

关键词 短波通信 发展需求 短波通信新技术 发展趋势

短波通信又称高频（HF）通信，使用频率范围为3 MHz～30 MHz，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。短波通信在通信领域具有其他通信手段无法替代的地位。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，不仅没有被淘汰，仍在快速发展。简单来说原因有：一是军事、战争时期的应用和灾害时期的应用，无可替代；二是在山区、戈壁、海洋等地区，主要依靠短波；三是成本低，易架设，灵活机动。

近年来，短波通信技术也在不停地飞速发展。现代化的短波设备改造，使之更加先进和有效，更能满足人类工作的需要，这无疑是非常有意义的。

一、短波通信的发展需求

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。新型短波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，应当针对以下几个方面进行深入研究：

1.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，尽可能地提高短波的通信质量。

2.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）。图片与图像成为了现今通信的主流，为了适应未来短波通信的需求，应增加通信的数据容量和传输速率。

3.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，短波通信应该具有一定的抗干扰能力。

二、短波通信的新技术

1.实时选频与自适应技术。实时选频采用实时信道评估技术，探测电离层传输和噪声干扰情况，即实时发射探测信号。根据接收端对收到的探测信号处理结果进行信道评估，实现自动选择最佳工作频率，实时选频系统目前有两类：（1）自适应频率管理系统；（2）频率自适应系统。

自适应技术指实时或频繁地利用各种探测技术，根据探测结果自动调整设备参数，达到最佳通信效果。短波自适应性通信的核心是自动选择最佳的工作频率，自动选用无线电信道和自适应性数据传输。在严重干扰的条件下最大限度地降低误码率。

2.窄带高新能调制解调。短波窄带高速数传，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，经过重新组合回复称高速数据流。目前最高数据传输速率2.4 kb/s。（2）单音串行体制：在一个话路贷款内，串行发送高速数据信号。发送端采用8 PSK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问制串扰，串行制不存在功率分散问题，在相同传输速率下，误码率比并行制改善1～2数量级，大大提高了传输质量，数据传输速率高达9.6 kb/s。

3.差错控制技术。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。短波通信常用的两种差错控制技术：（1）自动请求重发（ARQ）：接收端检错，通知发送端重发错误信息，也叫反馈纠错，对随机差错和突发差错都有良好的效果，缺点是频繁重发，信号时延增大；（2）正向纠错（FEC）：利用纠错码，接收端自动纠错，需要大量冗余码，但不需要反馈信道，造价较高。

三、未来短波通信技术的发展趋势

1.由单一自适应技术向全自适应技术方向发展。传统意义上的自适应主要是指频率自适应，是以实时信道估值为基础，采用自动链路建立和链路质量分析技术，因此也称之为实时选频技术。在未来信息时代，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在向全自适应技术的方向发展。

2.短波抗干扰技术体制正逐步实现由窄带低速数据通信技术向宽带高速数据通信技术发展。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、跳速低（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强抗干扰能力的焦点。

3.短波通信系统网络向第三代全自适应网络方向发展。通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化是短波通信发展的必然趋势，系统兼容、网络互通，以及高可靠性、有效性、强抗毁性，成了通信系统建设的基本要求。为增强短波通信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设备向第三代通信设备的过渡。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。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，世界各国进入了第三代数字化短波通信系统网的研究阶段。这种短波通信网是一种远程综合业务数据网，它能作为各级指挥系统的重要手段，可将TCP/IP网络和程控电话网拓展到边远地区的纵深，使各移动平台上的综合业务通过短波信道安全无缝的接入各种业务数据网、电话网和TCP/IP网络。

四、结束语

由于短波通信在军事通信领域占有的特殊性，即便是移动通信和互联网如此发达的今天，世界发达国家始终没有停止对短波通信技术的研究，在短波通信领域仍不断取得重大技术突破，推动着短波通信技术的发展。如今，短波通信已经伴随着我们进入了信息时代，随着技术的进步和人们研究的深入，短波通信飞速发展的明天必将加入国际先进通信领域。