短波通信發(fā)展綜述

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上短波通信發(fā)展綜述鄒光輝短波通信又稱高頻(HF)通信，使用頻率范圍為3-30MHz，主要利用天波經(jīng)電離層反射后，無需建立中繼站即可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。同時(shí)由于電離層的不可摧毀特性，短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一。由于短波通信在軍事通信上的不可替代性，從20 世紀(jì)80 年代初, 短波通信進(jìn)入了復(fù)興和發(fā)展的新時(shí)期。許多國家加速了對(duì)短波、超短波通信技術(shù)的研究與開發(fā)，推出了許多性能優(yōu)良的設(shè)備和系統(tǒng)。短波通信再次占領(lǐng)一定的地位, 隨著技術(shù)的進(jìn)步, 對(duì)于通信的一些缺點(diǎn), 不少已找到克服和改進(jìn)的辦法。短波通信的可靠性、穩(wěn)定性、通信質(zhì)量和通信速率都已提高了一個(gè)新水平。一、由單一自適應(yīng)

2、技術(shù)向全自適應(yīng)技術(shù)方向發(fā)展短波通信存在著短波信道的時(shí)變色散特性和高電平干擾的弱點(diǎn)。因此, 為了提高短波通信的質(zhì)量, 最根本的途徑是“實(shí)時(shí)地避開干擾, 找出具有良好傳播條件的無噪聲信道”。完成這一任務(wù)的關(guān)鍵是采用自適應(yīng)技術(shù)。所謂自適應(yīng), 就是能夠連續(xù)測(cè)量信號(hào)和系統(tǒng)變化, 自動(dòng)改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù), 使系統(tǒng)能自適應(yīng)環(huán)境的變化和抵御人為干擾。因此短波自適應(yīng)的含義很廣。現(xiàn)已發(fā)展的自適應(yīng)技術(shù)有自適應(yīng)選頻與信道建立技術(shù)、功率自適應(yīng)技術(shù)、傳輸速率自適應(yīng)技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)、自適應(yīng)分集技術(shù)、自適應(yīng)信道均衡及辨識(shí)技術(shù)、自適應(yīng)編碼技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)零天線技術(shù)。傳統(tǒng)意義上的自適應(yīng)主要是指頻率自適應(yīng), 是以事實(shí)信道估值

3、為基礎(chǔ), 采用自動(dòng)鏈路建立和鏈路質(zhì)量分析技術(shù), 因此也稱為實(shí)時(shí)選頻技術(shù)。在未來信息時(shí)代, 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信將成為主要的通信方式, 但是單一的頻率自適應(yīng)還無法滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的要求, 由于短波通信中各種新技術(shù)的出現(xiàn), 特別是分組交換和各種自適應(yīng)短波通信技術(shù)的發(fā)展, 為短波數(shù)據(jù)網(wǎng)的發(fā)展打下了基礎(chǔ), 頻率自適應(yīng)技術(shù)可與其他自適應(yīng)功能綜合構(gòu)成全自適應(yīng)短波通信系統(tǒng)。未來通信的需求促進(jìn)了短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)正向全自適應(yīng)技術(shù)的方向發(fā)展。二、由窄帶低速數(shù)據(jù)通信向?qū)拵Ц咚贁?shù)據(jù)通信發(fā)展針對(duì)短波通信存在的保密( 或隱蔽) 性不強(qiáng)、抗干擾能力差的弱點(diǎn), 以及電磁環(huán)境的特點(diǎn)和規(guī)律, 為了提高短波通信干擾能力,發(fā)展起來了短波通

4、信電子防御技術(shù)。這類技術(shù)以短波擴(kuò)頻通信技術(shù)為主體, 包括短波自適應(yīng)跳頻技術(shù)、短波直接序列擴(kuò)頻技術(shù)等。傳統(tǒng)的絕大多數(shù)短波跳頻電臺(tái)都是傳輸模擬話音的模擬跳頻電臺(tái), 此類短波跳頻電臺(tái)在技術(shù)上存在話音質(zhì)量差、通信距離短、跳數(shù)低( 通常為幾十跳) 等問題, 而且?guī)缀醵际钦瓗l。為提高抗干擾能力, 一方面必須提高跳頻速率, 另一方面可以增加信號(hào)帶寬, 使信號(hào)淹沒于噪聲之中。通常采取糾錯(cuò)、交織、加密等措施, 但與此同時(shí), 又會(huì)使信息的有效傳輸速率降低。為了提高信息的有效傳輸速率, 也必須增加頻率和信道帶寬。也就是說高速、寬帶已成為短波通信增加抗干擾能力的焦點(diǎn)。如美國近年來研制的短波跳頻電臺(tái)跳速已達(dá)5000

5、 跳/s 以上( 跳頻帶寬為2MHz、信息傳輸速率為19.2Kbit/s) 。三、短波終端技術(shù)向自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)代短波通信終端技術(shù), 主要是針對(duì)短波通信存在著嚴(yán)重的電磁干擾的特點(diǎn), 為了滿足人們對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求, 圍繞著提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛿?shù)據(jù)傳輸速率而發(fā)展起來的。主要包括語音編碼技術(shù)、數(shù)字調(diào)制技術(shù)、短波調(diào)制解調(diào)技術(shù),差錯(cuò)控制技術(shù)等。傳統(tǒng)的短波通信工作方式主要是“話”和“低速報(bào)”, 無法滿足數(shù)據(jù)通信的需要。在短波信道上傳輸數(shù)據(jù)話音和其他數(shù)據(jù)信號(hào)必須要有短波Modom, 調(diào)制解調(diào)器就成為實(shí)現(xiàn)短波數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵部件。由于短波信道是一個(gè)典型的時(shí)變信道, 多種反射模式并存

6、,不僅存在衰落而且存在多徑時(shí)散, 絕大多數(shù)多徑時(shí)延在2ms5ms 范圍內(nèi)。同時(shí), 由于信號(hào)時(shí)代嚴(yán)重的電磁干擾, 為了保證網(wǎng)絡(luò)傳輸信息的可靠性, 調(diào)制解調(diào)方式必須具有抗干擾、抗多徑和抗衰落的能力, 保證快速準(zhǔn)確地傳遞信息。因此, 短波自適應(yīng)抗多徑調(diào)制解調(diào)技術(shù)成為現(xiàn)代短波通信研究的重要方面。四、短波通信系統(tǒng)由數(shù)字化向軟件化發(fā)展短波通信數(shù)字化主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容: 一是語音數(shù)字化通信; 二是數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù), 特別是高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。因此, 在短波信道條件下高速率的可靠數(shù)字信號(hào)傳輸, 低誤碼率的語音編碼, 以及數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù), 是實(shí)現(xiàn)短波數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)。微電子技術(shù)的發(fā)展, 促進(jìn)了大規(guī)模集成電路以及微

7、處理機(jī)在短波通信設(shè)備中的廣泛應(yīng)用, 短波通信設(shè)備集成化、小型化、通用化程度大大加強(qiáng), 技術(shù)性能顯著提高。目前主要在自適應(yīng)技術(shù)、電子對(duì)抗技術(shù)、計(jì)算機(jī)組網(wǎng)技術(shù)等三個(gè)主流方向發(fā)展。但是, 傳統(tǒng)的設(shè)備在結(jié)構(gòu)上存在很大的限制, 實(shí)現(xiàn)不同的業(yè)務(wù)需要, 接入不同類型的終端。另外, 上述三個(gè)技術(shù)在現(xiàn)有系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)面臨著很大困難, 從而迫使人們尋找一種有效的解決方案。軟件無線電是近年來國際興起的一項(xiàng)新技術(shù), 被稱為是自模擬通信過渡到數(shù)字通信之后, 無線領(lǐng)域的又一場(chǎng)革命, 代表了當(dāng)今通信技術(shù)的重要發(fā)展方向和未來通信產(chǎn)業(yè)的增長點(diǎn), 已成為第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)和解決協(xié)同通信難題的主要技術(shù)手段, 具有廣闊的軍用和

8、民用前景。軟件無線電技術(shù)的興起不僅為新一代短波通信設(shè)備提供了最佳的解決方案, 并且為通信體制的突破發(fā)展提供了有力的研究基礎(chǔ)。五、新型短波天線向自適應(yīng)、智能化方向發(fā)展無線電系統(tǒng)都需要天線, 它是實(shí)現(xiàn)電路電磁能量正反變換的器件。在變換過程中, 有三個(gè)功能和性能: 獲得或送出更多的功率阻抗匹配; 高效率變換效率及衰減; 聚集的發(fā)射或選擇接收方向性。在這些性能中, 方向性更受人重視。傳統(tǒng)的方法多為給定權(quán)集, 選定陣列形狀和尺寸, 基于此, 人們發(fā)明成百上千種天線, 很難選擇。自適應(yīng)天線技術(shù)是高頻自適應(yīng)技術(shù)中的一種,它是在天線技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、自動(dòng)控制理論等多學(xué)科基礎(chǔ)上綜合發(fā)展而成的一門技術(shù)。自適應(yīng)天

9、線陣能夠自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境變化,增強(qiáng)系統(tǒng)對(duì)有用信號(hào)的檢測(cè)能力, 優(yōu)化天線的方向圖, 并能有效跟蹤有用信號(hào), 抑制和消除干擾及噪聲而保持系統(tǒng)對(duì)某種準(zhǔn)則而言是最佳的。它通常有天線陣列組成, 故又稱為自適應(yīng)陣列天線。由于自適應(yīng)天線能自適應(yīng)地調(diào)整陣列單元的幅度和相位, 使該陣列特性( 如方向圖、極化特性和阻抗特性等) 處于某種最佳狀態(tài), 因而它是一種目前十分引人注目的天線類型。特別是它能自適應(yīng)地調(diào)整波瓣圖的零點(diǎn)位置使之對(duì)準(zhǔn)干擾源方向, 改變方向特性, 而且能提高信號(hào)增益, 降低電波互相交叉引起的干擾, 從而大大提高抗干擾能力。六、短波通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向第三代全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展通信數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、通信業(yè)

10、務(wù)綜合化是短波通信發(fā)展的必須趨勢(shì), 系統(tǒng)兼容、網(wǎng)絡(luò)互通, 以及高可靠性、有效性、強(qiáng)抗毀性, 成了通信系統(tǒng)建設(shè)的基本要求。傳統(tǒng)的短波通信業(yè)務(wù)(話、報(bào)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù))已不能適應(yīng)數(shù)字化戰(zhàn)場(chǎng)的應(yīng)用需求，當(dāng)前的短波網(wǎng)絡(luò)需要支持更多的應(yīng)用，并希望成為Internet的一部分，短波通信正同其他通信一樣，已穩(wěn)步邁人了網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。第三代短波通信網(wǎng)絡(luò)開始發(fā)展，它是建立在美軍標(biāo)MILSTD188141B的基礎(chǔ)上，在自動(dòng)鏈路建立(Auto Link Establishment，ALE)、信道效率、網(wǎng)絡(luò)管理、路由協(xié)議及與Internet互連等方面的性能都較第二代網(wǎng)絡(luò)有很大進(jìn)展。但是由于短波信道的特殊性，全網(wǎng)各電臺(tái)如何實(shí)時(shí)選頻以及頻率復(fù)用等問題都有待進(jìn)一步解決。由于短波通信在軍事通信領(lǐng)域占有的