短波與超短波

1、一、短波通信短波通信（Short-wave Comunication）是無線電通信的一種。波長(zhǎng)在10米100米之間， 頻率范圍3兆赫30兆赫。發(fā)射電波要經(jīng)電離層的反射才能到達(dá)接收設(shè)備，通信距離較遠(yuǎn)， 是遠(yuǎn)程通信的主要手段。由于電離層的高度和密度容易受晝夜、季節(jié)、氣候等因素的影響， 所以短波通信的穩(wěn)定性較差，噪聲較大。目前，它廣泛應(yīng)用于電報(bào)、電話、低速傳真通信和 廣播等方面。盡管當(dāng)前新型無線電通信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，短波這一古老和傳統(tǒng)的通信方式仍 然受到全世界普遍重視，不僅沒有被淘汰，還在快速發(fā)展。1. 短波傳播途徑短波的基本傳播途徑有兩個(gè)：一個(gè)是地波，一個(gè)是天波。如前所述，地波沿地球表面?zhèn)鞑?，其傳?/p>

2、距離取決于地表介質(zhì)特性。海面介質(zhì)的電導(dǎo)特性對(duì)于電波傳播最為有利，短波地波信號(hào)可以沿海面?zhèn)鞑?1000公里左右；陸地表面介質(zhì)電導(dǎo)特性差，對(duì)電波衰耗大，而且不同的陸地表面介質(zhì)對(duì)電波的衰耗程度不一樣（潮濕土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。短波信號(hào)沿地面最多只能傳播幾十公里。地波傳播不需要經(jīng)常改變工作頻率，但要考慮障礙物的阻擋，這與天波傳播是不同的。短波的主要傳播途徑是天波。短波信號(hào)由天線發(fā)出后，經(jīng) 電離層反射回地面， 又由地面反射回電離層， 可以反射多次，因而傳播距離很遠(yuǎn)（幾百至上 萬公里），而且不受地面障礙物阻擋。但天波是很不穩(wěn)定的。在天波傳播過程中，路徑衰耗、時(shí)間延遲、大氣噪聲、多徑效應(yīng)、電

3、離層衰落等因素，都會(huì)造成信號(hào)的弱化和畸變，影響短 波通信的效果。2. 電離層的作用電離層對(duì)短波通信起著主要作用。電離層是指從距地面大約60公里到2000公里處于電離狀態(tài)的高空大氣層。上疏下密的高空大氣層，在太陽紫外線、太陽日冕的軟X射線和太陽表面噴出的微粒流作用下， 大氣氣體分子或原子中的電子分裂出來，形成離子和自由電子，這個(gè)過程叫電離。產(chǎn)生電離的大氣層稱為電離層。電離層分為D、E、F1、F2四層。D層高度6090公里，白天可反射29MHz的頻率。E層高度85150公里，這一層對(duì)短波的反射作用較小。F層對(duì)短波的反射作用最大，分為F1和F2兩層。F1層高度150200公里，只在日間起作用，F(xiàn)2層

4、高度大于200公里，是F層的主體，日間夜間都支持短波傳播。電離層的濃度對(duì)工作頻率的影響很大，濃度高時(shí)反射的頻率高，濃度低時(shí)反射的頻率低。電離的濃度以單位體積的自由電子數(shù)（即電密度）來表示。 電離層的高度和濃度一方面隨地區(qū)、季節(jié)、 時(shí)間、太陽黑子活動(dòng)等自然因素的變化而變化；另一方面也受到地面核試驗(yàn)、高空核試驗(yàn)以及大功率雷達(dá)等人為因素影響而變化，這決定了短波通信的頻率也必須隨之改變。一般在太陽活動(dòng)性大的一年采用波段中的長(zhǎng)波通信，在太陽活動(dòng)性小的一年采用波段中的短波3. 短波通信優(yōu)點(diǎn)第一、短波是唯一不受網(wǎng)絡(luò)樞鈕和有源中繼體制約的遠(yuǎn)程通信手段，一但發(fā)生戰(zhàn)爭(zhēng)或?yàn)?zāi)害，各種通信網(wǎng)絡(luò)都可能受到破壞，衛(wèi)星也可能

5、受到攻擊。無論哪種通信方式，其抗毀能力和自主通信能力與短波無可相比第二、在山區(qū)、戈壁、海洋等地區(qū)，超短波覆蓋不到，主要依靠短波 第三、與衛(wèi)星通信相比，短波通信不用支付話費(fèi)，運(yùn)行成本低。近年來， 短波通信技術(shù)在世界范圍內(nèi)獲得了長(zhǎng)足進(jìn)步。這些技術(shù)成果理應(yīng)被中國(guó)這樣的短波通信大國(guó)所用。用現(xiàn)代化的短波設(shè)備改造和充實(shí)我國(guó)各個(gè)重要領(lǐng)域的無線通信網(wǎng)，使之更加先進(jìn)和有效，滿足新時(shí)代各項(xiàng)工作的需要，無疑是非常有意義的。4. 短波電臺(tái)短波電臺(tái)是指工作波長(zhǎng)為10010米（頻率為330兆赫）的無線電通信設(shè)備。主要用 于傳送話音、等幅報(bào)和移頻報(bào)。在傳送電話信號(hào)時(shí)，米用振幅調(diào)制和單邊帶調(diào)制。由發(fā)信機(jī)、 收信機(jī)、天線、電源

6、和終端設(shè)備等組成。軍用短波電臺(tái)按用途和使用條件，分為便攜式、車 載（或艦載、機(jī)載）式和固定式電臺(tái)。便攜式電臺(tái)主要用于保障戰(zhàn)術(shù)分隊(duì)的通信聯(lián)絡(luò)，具有 體積小、重量輕等特點(diǎn)，一般采用鞭形天線，利用地波進(jìn)行近距離通信，功率通常為數(shù)瓦至數(shù)十瓦。車載式電臺(tái)用于組成指揮所通信樞紐或作移動(dòng)通信使用，其功率為數(shù)十瓦至數(shù)千瓦，一般使用鞭形天線和雙極天線。固定式電臺(tái)主要用于戰(zhàn)略通信，通常組成發(fā)信集中臺(tái)和收信集中臺(tái)，其功率為數(shù)百瓦至數(shù)千瓦，甚至到數(shù)十千瓦，一般使用性能較好的大型天線。為使用地波通信，便攜式和車載式電臺(tái)的頻率范圍已擴(kuò)展到中波波段，通常為 1.630兆赫。5. 短波通信組網(wǎng)技術(shù)通信網(wǎng)絡(luò)化是高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)條件下

7、戰(zhàn)場(chǎng)電子信息分發(fā)的必然要求，是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)通信保障的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)于提高信息交互速度、電子對(duì)抗能力、充分發(fā)揮部隊(duì)的整體作戰(zhàn)效能有著重要的意義。作為一種不可或缺的應(yīng)急通信手段，短波通信的網(wǎng)絡(luò)化以及短波通信在不同層次的指揮網(wǎng)系中的嵌入應(yīng)用已經(jīng)成為短波通信技術(shù)的研究重點(diǎn)。全自動(dòng)短波網(wǎng)絡(luò)實(shí)質(zhì)上是一種無線分組交換網(wǎng)絡(luò)，采用OSI的七層結(jié)構(gòu)模型，網(wǎng)絡(luò)的 主要設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)控制器 （HFNC）, 其功能有自動(dòng)路由選擇與自動(dòng)鏈路選擇、自動(dòng)信息交換與信息存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、接續(xù)跟蹤、接續(xù)交換、間接呼叫、路由查詢和中繼管理等，網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備都接受網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備（嵌入式計(jì)算機(jī)）的管理和控制，這些設(shè)備包括電臺(tái)、ALE控制器與 ALE Mod

8、em、數(shù)據(jù)控制器與數(shù)據(jù)Modem、HFNC。第三代短波網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定。今后將要實(shí)現(xiàn)： 快速鏈路建立；較低的S/N下仍然可實(shí)現(xiàn)連接（1）（2）（在衰落信道中改善8-10dB） ;（ 3）信道效率高，能處理上百個(gè)臺(tái)站和更大信息量；（4） ALE和DLP （數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議）使 用同類波形（串行單音 Modem的PSK波形）（5）能支持IP及其應(yīng)用。;外軍的短波通信 網(wǎng)絡(luò)，在20世紀(jì)8、90年代得到快速發(fā)展。HF-ITF和HFSS是美海軍 研究實(shí)驗(yàn)室于 80 年代初開發(fā)的 HF通信網(wǎng)絡(luò)。HF-ITF為海軍特遣艦隊(duì)研制，是一個(gè)具有自組織能力的分布式HF網(wǎng)絡(luò)。HFSS網(wǎng)絡(luò)則是具有集中網(wǎng)絡(luò)控制節(jié)點(diǎn)的HF廣域

9、網(wǎng)，用于岸 一艦之間的HF遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)。北美試驗(yàn)的改進(jìn)型HF數(shù)字網(wǎng)絡(luò)IHFDN是具有上述兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組合體系，使用天波和地波構(gòu)成大范圍的HF多層次網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)。澳大利亞國(guó)防 部進(jìn)行了兩個(gè) HF網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)：一是對(duì)已有的海、空軍作戰(zhàn)通信站進(jìn)行現(xiàn)代化改造，于 1999年底完成，建立了一個(gè)集中控制的HF互聯(lián)廣域網(wǎng)。另外一個(gè)是分布式窄帶分組HF網(wǎng)絡(luò)，建立了一個(gè)節(jié)點(diǎn)可移動(dòng)的、自組織的分布式通信網(wǎng)絡(luò)。另外，在網(wǎng)系融合、對(duì)IP業(yè)務(wù)的支 持上，外軍也發(fā)展迅速。例如，美軍的自動(dòng)化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)就綜合了有線、衛(wèi)星、 短波通信等多種中遠(yuǎn)程通信手段，并且能夠支持IP業(yè)務(wù)。1998年，美軍發(fā)布了第三代短波通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) M

10、IL-STD-188-141B，其主要目的是提高短波自動(dòng)化技術(shù)，以支持大范圍短波網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)以及C4I網(wǎng)絡(luò)的互操作性。第三代短波通信網(wǎng)是無線連接、無線分組的交換網(wǎng)絡(luò)，其自動(dòng)鏈路建立系統(tǒng)可與第二代自適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)互操作， 短波網(wǎng)絡(luò)控制器具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)控制功能，支持在端對(duì)端通信中存在其他傳輸媒介，包括電纜、光纜、微波、散射和衛(wèi)星等通信線路。5.1短波通信組網(wǎng)的信道類別（1）固定頻率通信網(wǎng) 固定頻率通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的組網(wǎng)方式，目前軍隊(duì)還有較多使用。 這種組網(wǎng)方式的通信穩(wěn) 定性和抗干擾能力比較差，其使用范圍正逐漸縮小。（2）頻率自適應(yīng)通信網(wǎng) 頻率自適應(yīng)通信網(wǎng)是指網(wǎng)內(nèi)自適應(yīng)電臺(tái)通過線路質(zhì)量分析、自動(dòng)選擇呼

11、叫及預(yù)置信道掃 描，能夠自動(dòng)在預(yù)先設(shè)置頻率點(diǎn)組中選擇最好的頻率建立起短波通信。由于其在保證信道質(zhì)量、占用頻率數(shù)量、建立通信鏈路、組網(wǎng)、系統(tǒng)設(shè)備的成熟性等綜合性能方面 優(yōu)點(diǎn)突 出，因此，世界各國(guó)都廣泛使用。（3 ）短波跳頻通信網(wǎng) 短波跳頻通信是使通信信號(hào)的頻率在一定帶寬內(nèi)快速隨機(jī)跳變（對(duì)外界來說是隨機(jī)跳變，而實(shí)際上是按預(yù)先設(shè)置的“圖案”跳變），使敵方偵察和干擾跟不上這種變化，無法施放干擾而達(dá)到抗干擾的目的。所以， 跳頻的性能好壞，取決于頻率點(diǎn)變化的多少（頻 率點(diǎn)越多， 意味著信號(hào)帶寬越寬）和頻率點(diǎn)變化的快慢，即跳頻速率。 跳頻帶寬越寬，跳速越高，則偵察和干擾越困難。 目前，隨著自適應(yīng)跳頻通信技術(shù)

12、的逐漸成熟，短波跳頻 通信網(wǎng)將成為短波通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。短波跳頻電臺(tái)組網(wǎng)有其特殊性，跳頻網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)時(shí)序系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)跳頻互通，技術(shù)體制和系統(tǒng)所有參數(shù)要完全相同，還要進(jìn)行管理和授權(quán)。短波跳頻電臺(tái)有同步組網(wǎng)和異步組網(wǎng)兩種方式，一般短波跳頻跳速慢，同步保持時(shí)間長(zhǎng)，大多采用同步保持法組網(wǎng)，由一部電臺(tái)發(fā)出同步信號(hào)完成初始同步，在通信過程中隨機(jī)地補(bǔ)發(fā)一些同步校正信號(hào)，以消除各 臺(tái)之間時(shí)鐘誤差。理論上組網(wǎng)數(shù)等于跳頻頻率數(shù)，經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)際可達(dá)到頻率數(shù)的 80%85%，同步頻率數(shù)越多，組網(wǎng)效率越高，但同步時(shí)間和組 網(wǎng)時(shí)間加長(zhǎng)。同步組網(wǎng)一定是正交的，適用于電臺(tái)密集的場(chǎng)合。異步組網(wǎng)容易，使用方便，各網(wǎng)建

13、立時(shí)間不分先后，但組網(wǎng)效率低，頻率碰撞概率與組網(wǎng)數(shù)按指數(shù)規(guī)律增加。（4）短波直接序列擴(kuò)頻通信網(wǎng) 直接序列擴(kuò)頻通信是將原來集中在信息帶寬內(nèi)的能量分散在帶寬 寬得多的擴(kuò)頻碼序列帶寬之內(nèi)，使能量密度下降成千上萬倍甚至低于接收機(jī)的噪聲。而在通信的接收端，用解擴(kuò)的方法再將能量集中起來，實(shí)現(xiàn)正常的通信。因此它又有優(yōu)良的抗干擾性能和抗截獲性 能。顯然，以這種傳輸方式組成的通信網(wǎng)特別適用于戰(zhàn)時(shí)。但擴(kuò)頻通信技術(shù)要求很高，目 前國(guó)際上的應(yīng)用也剛剛起步。5.2短波網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)對(duì)短波通信來說，由于是無線傳送， 不需要實(shí)際的物理連接，同時(shí)其信道容量小，一般不采用總線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 從短波通信的軍事用途角度來看，環(huán)形拓?fù)?/p>

14、結(jié)構(gòu)的抗毀性較差，容易被破壞導(dǎo)致通信中斷。因此，主要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有星形、樹形、網(wǎng)形。（1 ）星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 星形網(wǎng)傳送平均延時(shí)小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 建網(wǎng)容易，傳統(tǒng)的定頻無線電臺(tái)的組網(wǎng)，通常按指揮關(guān)系組成集中式的星形網(wǎng)。在一個(gè)頻率上，采用“按鍵講話”的單工方式，也就是各個(gè)設(shè)備經(jīng)常處在 “接收”狀態(tài)，而用本機(jī)的轉(zhuǎn)換開關(guān)來啟動(dòng)發(fā)射機(jī)。網(wǎng)內(nèi)每部電臺(tái)都能與其它任何一部電臺(tái)直接通信， 也可以經(jīng)過一個(gè)適當(dāng)配置的轉(zhuǎn)信臺(tái)轉(zhuǎn)接。在后一種情況下，轉(zhuǎn)信臺(tái)與不同分臺(tái)聯(lián)絡(luò)時(shí)要用不同頻道作為發(fā)送和接收，定頻無線電臺(tái)也可以異頻雙 工工作。 定頻組網(wǎng)的應(yīng)用范圍越來越少， 考慮到短波通信裝備的現(xiàn)狀，目前宜采用自適應(yīng)信道組織非實(shí)時(shí)星形網(wǎng)

15、或近實(shí)時(shí)星形網(wǎng)結(jié)構(gòu)。由于星形網(wǎng)絡(luò)可靠性差，中心節(jié)點(diǎn)易成為系統(tǒng)的“瓶頸”，且一旦發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，不能將其作為唯一的結(jié)構(gòu)。（2）樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)符合軍隊(duì)建制，可以通過增加鏈路的數(shù)量來提高其抗毀性，是短波通信 在軍事上應(yīng)用的一種常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中， 每個(gè)結(jié)點(diǎn)與其子結(jié)點(diǎn)有連接，其 所有子結(jié)點(diǎn)之間采用全連通形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并根據(jù)需要與同級(jí)其它子結(jié)點(diǎn)進(jìn)行有限連接，從而提高整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的抗毀性能。軍事上一般不允許一個(gè)作戰(zhàn)單元同時(shí)聽命于兩個(gè)指揮部，故每個(gè)子結(jié)點(diǎn)只擁有一個(gè)父結(jié)點(diǎn)。例如，岸上戰(zhàn)區(qū)指揮所（岸指）、海上編隊(duì)指揮所（編指）及戰(zhàn)斗群指揮所（群指）按建

16、制可組成 樹形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，群指為該網(wǎng)的一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，如 圖2所示。(3)網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 短波通信干線網(wǎng)中的各節(jié)點(diǎn)，都是各種作戰(zhàn)、管理信息的匯集、發(fā)出、中轉(zhuǎn)、儲(chǔ) 存中樞， 信息流向多、流量大，是戰(zhàn)時(shí)作戰(zhàn)指揮的中心。因此， 短波通信干線網(wǎng)應(yīng)具有很高的通信可靠性和及時(shí)性。由于全互聯(lián)形網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，其任意兩點(diǎn)間可直接通信， 通信速 度快，網(wǎng)絡(luò)的可靠性最高，所以，短波通信干線網(wǎng)若其節(jié)點(diǎn)不是很多時(shí)應(yīng)采用全互聯(lián)形 網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。 然而，由于短波的頻率范圍較窄，容量有限，資源十分寶貴，而且容易受電離層隨機(jī)變化、衰落和多徑干擾的影響，短波信道的質(zhì)量很差，可靠性較低。為了充分 利用頻率資源并且保證一定的可靠性，當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)數(shù)較大

17、時(shí)，短波網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不宜采用 全互聯(lián)的形式。因?yàn)樾诺罃?shù)量較大時(shí)，不僅會(huì)降低對(duì)資源的利用，同時(shí)也會(huì)造成相互之間 的干擾而使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能下降。此時(shí)結(jié)構(gòu)亦不能太松散，因?yàn)檫@會(huì)使可靠性的要求難以 滿足。所以，對(duì)于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)，一般采用某種特殊方法進(jìn)行設(shè)計(jì)， 尋找經(jīng)濟(jì)性和可靠性之間的最佳平衡點(diǎn)，這是通常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之一。研究表明，區(qū)組設(shè)計(jì)型(DBBD)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是比較符合網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)要求的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。區(qū)組設(shè)計(jì)是一種受人重視的數(shù)學(xué)方法，利 用它能在有效地減少網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D邊數(shù)的同時(shí)，保持網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱均衡性。區(qū)組形是一種分布式無中心的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)被破壞，不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的 總體性能產(chǎn)生太大的影響，任

18、意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的通信不會(huì)因此中斷，從而提高了網(wǎng)絡(luò)的抗毀 性能，因此這種結(jié)構(gòu)在軍事通信上必將有更廣泛的應(yīng)用前景?；趨^(qū)組設(shè)計(jì)方法構(gòu)造的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有一些良好的性質(zhì)，與全互聯(lián)結(jié)構(gòu)相比，其網(wǎng)絡(luò) 連通性有所下降， 但所需的鏈路數(shù)極大地減少。這些結(jié)構(gòu)對(duì)于節(jié)點(diǎn)較多而連通性要求較高的短波網(wǎng)是合適的，因?yàn)椋舨捎萌ヂ?lián)結(jié)構(gòu)，雖然連通性最好， 但這一方面對(duì)設(shè)備的 要求較高， 另一方面由于信道擁擠而易造成相互間的干擾，反而使網(wǎng)絡(luò)的整體性能下降。該結(jié)構(gòu)可用于那些在網(wǎng)絡(luò)中地位較高的節(jié)點(diǎn)之間的互連，既能保證相互之間較強(qiáng)的通信能力，又避免了占用太多的鏈路而影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的性能。短波網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，選擇合

19、適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是短波組網(wǎng)的 基礎(chǔ)，不同的應(yīng)用背景對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求不盡相同。而網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)其性能，如可靠 性、抗毀性、 吞吐率、時(shí)延等起著決定性的作用。實(shí)際上，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并不一定 拘泥于某種特定的結(jié)構(gòu)。實(shí)踐中，短波網(wǎng)的拓?fù)渫ǔＪ菐追N結(jié)構(gòu)混合而成的分級(jí)形式，不 同部分根據(jù)不同的要求采用不同的結(jié)構(gòu)。5.3短波電臺(tái)的組網(wǎng)應(yīng)用在數(shù)字化部隊(duì)的建設(shè)上，對(duì)無線組網(wǎng)的要求是穩(wěn)定、可靠、自動(dòng)、智能因此必須確保短波通信鏈路的質(zhì)量，使各級(jí)指揮所的計(jì)算機(jī)和移動(dòng)人員數(shù)字終端始終工作在暢通的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上.下面以一個(gè)實(shí)際的短波數(shù)據(jù)， 話音通信系統(tǒng)為例. 闡述短波跳頻電臺(tái)的組網(wǎng)應(yīng)用以及 如何實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖像、數(shù)據(jù)、話音等業(yè)務(wù)的

20、遠(yuǎn)距離傳輸.該短波通信阿為星形阿結(jié)構(gòu)，構(gòu)成PMP通信方式.其同絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 2所示.整個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)固定的短波中心站和四個(gè) 可移動(dòng)的短波遠(yuǎn)端站組成.中心站為整個(gè)系統(tǒng) 的管理和控制中心.配有兩套短波通信設(shè)備，負(fù)責(zé)管理和調(diào)度整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的資源配置和利用。中心站透過中心計(jì)算機(jī)接入所在局域網(wǎng)中.作為局域網(wǎng)的一個(gè)工作站。在網(wǎng)絡(luò)控制上。中心站主要完成網(wǎng)絡(luò)地址的分配與選擇、通信鏈路的控制、通信終端的 工作狀態(tài)、業(yè)務(wù)類型的區(qū)分等任務(wù)。短波遠(yuǎn)端站可由派出部隊(duì)車載 或背負(fù)傘降攜行。該網(wǎng)絡(luò)的主要功能有：可聯(lián)機(jī)傳遞自動(dòng)化指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)傳遞具有自動(dòng)降速和 ARQ功 能.實(shí)現(xiàn)無差錯(cuò)傳輸：可實(shí)現(xiàn)交換電話業(yè)務(wù)； 能實(shí)時(shí)

21、傳遞 GPS 定位信息和短報(bào)文信息：實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)標(biāo)號(hào)的傳輸與標(biāo)繪：具有高頻自動(dòng)管理功能即通過聯(lián)機(jī)LQA過程可實(shí)現(xiàn)信道排 隊(duì)在LQA的基礎(chǔ)上能在最佳信道上建立通信鏈路；能夠執(zhí)行，接收獨(dú)立呼叫和網(wǎng)絡(luò)呼叫;中心站能夠全方位地實(shí)現(xiàn)與遠(yuǎn)端站近程和遠(yuǎn)程通信：能夠?qū)崿F(xiàn)信息加密：在規(guī)定的時(shí)間間隔 內(nèi)返回傳輸應(yīng)答。該網(wǎng)以傳遞數(shù)據(jù)為主數(shù)話兼?zhèn)?，指揮電話優(yōu)先。(1)單機(jī)組網(wǎng)方案 單機(jī)組網(wǎng)最典型的方案是互不相通的數(shù)據(jù)局域網(wǎng)或通信網(wǎng)由短波通信來 連接參見圖3(2)多通道收發(fā)信機(jī)組網(wǎng)參見圖4多通道收發(fā)信機(jī)組網(wǎng)主要是將多個(gè)數(shù)據(jù)局域網(wǎng)或電話網(wǎng)利用短波通信連接起來 對(duì)每一臺(tái)收發(fā)信機(jī)定義一個(gè)IP地址 局域網(wǎng)中的任何一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)PC通過訪

22、問和控制 TRX Server來實(shí)現(xiàn)對(duì)短波收發(fā)信機(jī)的狀態(tài)進(jìn)行控制完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?；同?電話局域 網(wǎng)中的任何一個(gè)終端經(jīng)過特定的撥號(hào)系統(tǒng)經(jīng)過收信機(jī)內(nèi)部的語音壓縮編碼后送至發(fā)信機(jī)發(fā)射完成語音信號(hào)傳輸功能在單獨(dú)使用收發(fā)信機(jī)時(shí)利用ALENGT系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)采用時(shí)分復(fù)用多址的方式進(jìn)行通信。5.4短波自組網(wǎng)短波通信和自組網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)生了短波自組網(wǎng)，即以短波信道為物理介質(zhì)的自組織網(wǎng)絡(luò)。顯著優(yōu)點(diǎn)是能夠提高通信設(shè)施的抗毀性和應(yīng)變能力，具有重要的軍事價(jià)值。短波自組網(wǎng)可以滿足不同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和不同網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的需求。短波自組網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)隨節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)、退網(wǎng)、故障而動(dòng)態(tài)變化，在運(yùn)行過程中周期性或不定期地重新組網(wǎng)。在網(wǎng)絡(luò)重

23、組期間，各節(jié)點(diǎn)不斷更新所存儲(chǔ)的拓?fù)湫畔?，以使網(wǎng)絡(luò)適時(shí)調(diào)整拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證通信的 連續(xù)性。重組期的長(zhǎng)短取決于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化的快慢，重組越頻繁，越能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的快速變化，然而開銷也越大。一個(gè)大規(guī)模的短波通信網(wǎng)通常覆蓋數(shù)千千米的范圍，由于節(jié)點(diǎn)發(fā)射功率的限制， 可以在 多個(gè)地方設(shè)立地面基站。事實(shí)上，澳大利亞的長(zhǎng)魚” (Longfish)高頻網(wǎng)絡(luò)就是這樣做的。在這種網(wǎng)絡(luò)中，各基站組成一個(gè)骨干網(wǎng)絡(luò)。由于基站位置固定，所以骨干網(wǎng)絡(luò)中使用靜態(tài)路由，而通信子網(wǎng)內(nèi)部則視情況使用靜態(tài)路由或動(dòng)態(tài)路由。此外，還可以把這些基站配置成負(fù)責(zé)連通短波網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。各軍事強(qiáng)國(guó)都致力于短波自組網(wǎng)的研究。 美國(guó)、 澳大利亞和一些

24、北約國(guó)家已經(jīng)把短波自組網(wǎng)用于戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)通信。上世紀(jì)80年代，美軍為了向海軍特遣艦隊(duì)提供超視距話音和數(shù)據(jù)通信，設(shè)計(jì)了一種高抗毀性的短波自組網(wǎng)一一高頻特遣部隊(duì)內(nèi)部系統(tǒng)” (HF-ITF ) 。HF-ITF網(wǎng)絡(luò)支持100個(gè)移 動(dòng) 節(jié)點(diǎn)，通信范圍為 50- 500千米，鏈路數(shù)據(jù)率10千字節(jié)/秒。工作頻段 3-30兆赫，采用地波傳播模式，信道接入采用自適應(yīng)時(shí)分多址方式。該網(wǎng)絡(luò)采用分簇結(jié)構(gòu)，簇頭作為簇 中所 有節(jié)點(diǎn)的控制中心，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)作為簇間通信的中繼站，簇頭、網(wǎng)關(guān)以及他們之間的網(wǎng) 絡(luò)鏈路 構(gòu)成骨干網(wǎng)，是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連為一體。這種網(wǎng)絡(luò)具有很高的抗毀性和靈活性，受到美 軍的廣泛重視。迄今，美國(guó)軍方的短波自組網(wǎng)已

25、經(jīng)走過了第一代和第二代，正在MIL-STD-188-141B 軍 用標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，建設(shè)性能更優(yōu)良的第三代全自動(dòng)短波網(wǎng)絡(luò)。第三 代網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)鏈路建立、信道效率、網(wǎng)絡(luò)管理、路由協(xié)議以及與因特網(wǎng)互聯(lián)等方面的性能都較第二代網(wǎng)絡(luò)有很大進(jìn)展，可以滿足不同規(guī)模和不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)需求。北約也大力發(fā)展包括短波網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的無線通信系統(tǒng)， 如應(yīng)用在預(yù)警機(jī)系統(tǒng)上的加密通信終端、 超視距的短波互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、海上網(wǎng)關(guān)和 STANAG-5066等短波研究項(xiàng)目。STANAG-5066 項(xiàng)目中提出了短波網(wǎng)絡(luò)與電子郵件、文件傳輸?shù)葏f(xié)議的接口，強(qiáng)調(diào)了互操作性。另外，國(guó)外一些商業(yè)機(jī)構(gòu)也開展了短波自適應(yīng)組網(wǎng)技術(shù)的研究。如美國(guó)全球無線公司

26、的海上數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(MDN )在全球設(shè)置了多個(gè)短波中繼站，為全球的艦船提供新聞、氣象等24小時(shí)廣播服務(wù)，同時(shí)提供艦岸之間的電子郵件和文件傳輸服務(wù)。羅克威爾柯林斯公司開發(fā) 了一種名為高頻信使” （HF Messe nger）的數(shù)據(jù)通信產(chǎn)品，它使用短波電臺(tái)和調(diào)制解調(diào)器傳動(dòng)各種數(shù)據(jù)，并能通過短波鏈路連接到因特網(wǎng)上。超短波通信超短波也稱 米波”。指波長(zhǎng)從1米到10米（相應(yīng)的頻率從 300兆赫到30兆赫）的無線 電波段，整個(gè)超短波的頻帶寬度有 270兆赫，是短波頻帶寬度的 10倍。因而被廣泛應(yīng)用于送電視、調(diào)頻廣播、雷達(dá)、導(dǎo)航、移動(dòng)通信等業(yè)務(wù)。超短波在傳輸特性上與短波有很大差別。由于頻率較高，超短波對(duì)電離層的

27、穿透力強(qiáng),主要以直線方式傳播。陸地通信時(shí),考慮地球的曲率的影響，其直線傳播距離等于視距，視距約為50 km。地面對(duì)超短波的吸以接力方式傳輸時(shí)，中繼距離受常呈隨高度遞減梯度，使電波收系數(shù)較大，在天線高度受限的條件下，地面吸收較強(qiáng), 限。超短波具有相當(dāng)強(qiáng)的繞射能力，加之大氣的折射系數(shù)通向下彎曲，可形成 超視距”通信。超短波也適用于對(duì)流層中大氣湍流氣團(tuán)的散射通信，通信距離可達(dá)數(shù)百公里。 超短波適于使用高增益的線天線， 而不適 于使用面天線。超短波的波長(zhǎng)較短，因而收發(fā)天線尺寸可以較小，減小通信設(shè)備體積，且具有較寬的頻譜，可提供比短波更大的通信容量，可廣泛應(yīng)用于固定通信和移動(dòng)通信。超短波固定通信系統(tǒng)的應(yīng)