浅谈短波通信中抗干扰技术

摘要:该文基于短波通信的含义及其地位,阐述了对短波通信抗干扰能力的需求,进而以典型短波模拟通信为视角,对其抗干扰技术进行了论述。

关键词:短波通信;抗干扰;技术

中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)18-4897-02

Discussion on Shortwave Communication of Anti-interference Techniques

LUAN Zheng-Bin

(Xinjiang Altay City Altay Frontier Battalion Frontier Detachment, Altay 836500, China)

Abstract: Based on the status of the meaning and shortwave communication, this paper not only expounds the anti-jamming ability of shortwave communication, but also discusses the typical shortwave demand. Moreover, communication on its anti-interference techniques is discussed in this paper.

Key words: shortwave communication; Anti-interference; technical

1 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。

2 对短波通信抗干扰能力的需求

短波通信具有技术特性、平台特性,同时也可能遇到的电磁威胁,因此,对其抗干扰能力也有着要求,主要体现为:实现高速数据传输与抗干扰的优化设计,提高抗干扰条件下的高速数据传输能力;实现高速跳频,提高抗跟踪干扰和多径干扰能力(至少应具备安全跳速);实现宽带跳频,提高抗阻塞干扰能力(主要是提高抗阻塞干扰的绝对门限);实现干扰感知与跳频相结合,提高抗干扰的针对性和实时性,至少能容忍频率表的三分之一以上频点受干扰(主要是提高抗阻塞干扰的相对门限);实现跳频同步与跳频通信一体化设计、实时变参数跳频和更短间隔的猝发通信,提高抗干扰、反侦察、抗截获能力;实现抗干扰体制与发射功率的合理匹配,提高网问电磁兼容能力;实现多种形式的组网,提高网系运用和抗毁能力;实现抗强攻击措施,提高对电磁脉冲武器攻击的防御能力等。以上问题对于中、大功率短波电台更为重要。总的发展趋势应是自适应选频、跳频、淬发传输、信道编码、信号交织、功率自适应和抗强攻击等体制和技术的综合运应用,以实现频率域、时间域、空间域、功率域、速度域等综合电子防御。

3 典型短波模拟通信抗干扰关键技术

短波模拟通信主要是指用单边带调制的直接传输模拟语音的通信方式,其抗干扰技术体制主要是模拟跳频,是短波通信较早采用的抗干扰技术体制。所谓模拟跳频技术体制是指频率驻留时间内传输模拟信号的技术体制,主要涉及跳频带宽、 跳频处理增益、跳频速率、跳频同步、跳频图案、调速牵引等方面问题,其设计的关键技术如下:

3.1 模拟跳频控制技术

模拟跳频控制技术主要解决模拟跳频同步和接受面板控制指令以及跳频参数管理等。由于跳频通信时,传输的是模拟语音,而同步和其他控制需要的是数据,如何兼顾这两者之间的矛盾是模拟跳频控制面临的主要问题。其关键点在于同步时采用专用低速MODEM(调制/解调器),通信时切换到语音通道。另外,3kH2语音带宽用于传同步数据时,一般用于定频通信的短波信道机带内群时延波动较大,只有在很窄的带宽内传输数据,这就限制了同步数据速率。解决这一问题的关键点在于两个方面:一是设法减小短波信道机带内群时延的波动,即增大群时延平坦的带宽范围;二是对同步数据进行高效编码,并降低传输速率。

3.2 低速MODEM技术

在短波模拟跳频电台中,低速MODEM有两个用途,即传输跳频同步信号和自动链路建立,并要求该MODEM能以突发的形式传输低速数据。从短波信道特性和抗干扰的要求看,MODEM的实现有一定难度,但由于其数据速率不高(一般小于400b/s),可以不采用太复杂的措施。实践表明,选用时频调制或FSK调制方式可以达到要求。若需要在模拟信道上传输较高的数据(模拟跳频数传),则需另行考虑。

3.3 频率合成技术

频率合成技术一直是跳频电台的一项关键技术,其性能的好坏直接影响电台的性能。经过多年的实践,采用DDS(直接数字频率合成器)加锁相环方案、或多环方案以及小数分频加补偿的单环方案等均可实现短波低速跳频频合器,对于短波高速跳频只有采用DDS技术。目前看来,实现频合器的跳速指标没有难度,关键在于低杂散和低相噪的设计,对于较大功率短波跳频电台更为重要,直接影响到网间电磁兼容问题。对于小功率短波电台,还应考虑低功耗设计问题。

3.4 跳频信道机技术

跳频和定频通信对信道机的要求是不一样的,不能将定频信道机当跳频信道机使用。短波跳频信道机技术主要表现在以下几个方面:带内群时延小(主要是中频滤波器)、AGC的建立时间短、各跳频频率灵敏度的一致性好、频率响应波动小、信道频率切换时间短(频合器换频时间与信道机反应时间之和)、功率上升和下降时间短和宽带调谐及快速调谐等。

3.5 短波自适应模拟跳频技术

短波自适应模拟跳频涉及到两个方面的内容:一是跳频频率表的自适应建立;二是跳频通信时频率表的自适应修改。

跳频频率表白适应建立是指对于授权可以使用的频段范围(可能是短波全频段,也可能是某一分频段,或是规定的某一初始频率表,一般由用频协议规定或专用设备注入),经过信道的LQA(链路质量分析),将无干扰或干扰较弱的好频点组成跳频工作频率表。当探测可用频率数Ni大于系统频率数N时,即从N:个频率中取N个频率作为频率表,将(Ni―N)个可用频率作为备用;当Ni

按使用要求,希望每次通信前都能建立一个当前最佳或准最佳的跳频工作频率表,但由于是模拟跳频,加上又是半双工通信,受干扰频率的实时检测和自适应信令的实时交互很困难,使得目前的短波模拟跳频一般很难做到频率表的自适应修改,多是在通信前经LQA建立跳频工作频率表,在通信中不再改变频率表;或经LQA得到一组可通频率,要么用于定频通信,要么以某可通频率为中点,形成工作频率表,实现窄带跳频。

参考文献:

[1] 张勇,赵东宁,江光杰.军事短波通信抗干扰性能仿真设计与实现[J].系统仿真学报, 2003,(1).

[2] 蔡臻祥.短波跳频抗干扰技术体制研究[J].无线电通信技术, 2001,(3) .

[3] 周兴建,甘明.航空通信抗干扰技术性能仿真分析[J].电讯技术, 2004,(1) .

[4] 许日聪.跳频技术在GSM网络中的应用[J].电信技术, 2002,(1).