20世紀(jì)80年代以來，計(jì)算機(jī)、移動通信和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了短波通信技術(shù)和裝備的更新?lián)Q代。特別是隨著微處理器技術(shù)、數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)、擴(kuò)頻通信技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，大大提高了短波通信的質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率，提高了自適應(yīng)與抗干擾能力，形成了現(xiàn)代短波通信新技術(shù)、新體制。這些新技術(shù)與新體制概括起來是：現(xiàn)代短波信道技術(shù)、現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)、短波通信裝備數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。

1、現(xiàn)代短波信道技術(shù)

現(xiàn)代短波信道技術(shù)主要分為兩大類：一類是針對短波變參信道的特點(diǎn)，為了克服短波空間信道的不穩(wěn)定性對通信質(zhì)量的影響，提高短波通信，特別是短波數(shù)據(jù)通信的可靠性和有效性而發(fā)展起來的稱之為信道自適應(yīng)技術(shù)。這一類技術(shù)以短波實(shí)時(shí)選頻與頻率自適應(yīng)技術(shù)為主體。它使短波通信系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地或近實(shí)時(shí)地選用最佳工作頻率，以適應(yīng)電離層的種種變化，同時(shí)起克服多徑衰落影響和回避鄰近電臺干擾及其他干擾的作用。可以說，這方面技術(shù)對于提高短波通信的可靠性與有效性具有關(guān)鍵的意義。事實(shí)上，近些年來短波通信技術(shù)最重要、最顯著的發(fā)展進(jìn)步正是在這個(gè)方面。盡管自適應(yīng)技術(shù)在短波通信中得到了多方面的應(yīng)用，除頻率自適應(yīng)外，還有自適應(yīng)均衡、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)、傳輸速率自適應(yīng)等等，但在很多場合所說的短波自適應(yīng)通信或短波自適應(yīng)技術(shù)，實(shí)際上就是指短波頻率自適應(yīng)通信或短波頻率自適應(yīng)技術(shù)。

另一類是針對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)，以及電磁斗爭的特點(diǎn)和規(guī)律，為了提高短波通信在電子戰(zhàn)環(huán)境中的生存能力，以及抗測向、抗偵察、抗截獲、抗干擾等防御能力而發(fā)展起來的，稱之為短波通信電子防御技術(shù)。這一類技術(shù)以短波擴(kuò)頻通信技術(shù)為主體，包括短波跳頻（FH，Frequency Hopping）和自適應(yīng)跳頻技術(shù)，以及短波直接序列擴(kuò)頻（DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum）技術(shù)等。它們的特點(diǎn)匯總在下表1中。

表1：短波跳頻、自適應(yīng)跳頻和短波直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的特點(diǎn)

例如，新一代短波寬帶高速數(shù)字跳頻通信系統(tǒng)，由于在高速跳頻頻率合成器、寬帶天線、寬帶功放，以及快速信道探測等關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，跳速可達(dá)2560跳/s，甚至5000 跳/s。如美國Lockheed Samders公司開發(fā)的CHESS系統(tǒng)，跳頻帶寬2.56MHz，跳速為5000跳/s。，其中200跳用于信道探測，4800跳用于傳輸數(shù)據(jù)，若每跳發(fā)送2bit數(shù)據(jù)，則可獲得9.6kb/s數(shù)據(jù)傳輸速率。改變每跳發(fā)送比特?cái)?shù)，可獲得4.8kb/ s ~19.2kb/s標(biāo)準(zhǔn)系列數(shù)據(jù)率。

當(dāng)然，無論是短波跳頻通信技術(shù)，還是短波直接序列擴(kuò)頻通信技術(shù)，不僅對提高短波通信電子防御能力具有重要的作用，而且對于改善短波信道性能，提高通信特別是數(shù)據(jù)通信的可靠性和有效性也具有良好的作用，從一定意義上講，短波擴(kuò)頻通信技術(shù)是實(shí)現(xiàn)短波高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕x擇之一。除此之外，現(xiàn)代短波通信信道技術(shù)還包括短波自適應(yīng)天線、高仰角天線，以及分集接收技術(shù)等。

2、現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)

狹義地講，在通信系統(tǒng)中，作為信息發(fā)送和接收的硬件設(shè)備稱之為通信終端。傳統(tǒng)的短波通信終端包括電傳機(jī)、電鍵、電子鍵、送受話器等。廣義地講，通信終端作為人們享用通信業(yè)務(wù)的直接工具，承擔(dān)著為用戶提供良好的界面，完成所需業(yè)務(wù)功能和接入通信網(wǎng)絡(luò)等多方面任務(wù)。例如，在數(shù)字通信系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)信源與信宿間的數(shù)據(jù)通信，除了必要的信源編譯碼設(shè)備和差錯控制設(shè)備以外，為了適應(yīng)不同信道的傳輸特性，還必須采用適當(dāng)?shù)膫鬏敿夹g(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的變換，以達(dá)到最佳的傳輸性能。因此，調(diào)制解調(diào)器便成為數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)中最為常用的終端設(shè)備之一。

現(xiàn)代短波通信終端技術(shù)，主要是針對短波通信存在著嚴(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。它主要包括短波調(diào)制解調(diào)器技術(shù)，差錯控制技術(shù)等。調(diào)制解調(diào)器是實(shí)現(xiàn)短波數(shù)據(jù)通信的關(guān)鍵部件，按調(diào)制方式分為多音并行和單音串行兩種體制。所謂多音并行體制和單音串行體制。請參見下表2-1。調(diào)制技術(shù)主要包括格狀編碼調(diào)制（TCM）和多載波正交頻分復(fù)用（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）調(diào)制，請參見下表2-2。

表2-1：音并行體制與單音串行體制

表2-2：TCM 與OFDM

差錯控制技術(shù)：短波信道中，隨機(jī)噪聲會導(dǎo)致隨機(jī)差錯，衰落、脈沖干擾會導(dǎo)致突發(fā)差錯，嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)通信，通常字符差錯率在10^-2~10^-3數(shù)量級。采用差錯控制技術(shù)，可以改善2個(gè)~3個(gè)數(shù)量級，達(dá)到10^-5~10^-6。短波通信通常采用兩種差錯控制技術(shù)，一是自動請求重發(fā)（ARQ，Automatic Retransmission Request），即收端檢錯，通知發(fā)端重發(fā)錯誤，因而也稱反饋糾錯，對隨機(jī)差錯和突發(fā)差錯都有良好的效果，但頻繁重發(fā)，信號延時(shí)增大；二是前向糾錯（FEC，Forward Error Correction），即利用糾錯碼，收端自動糾錯，需要大量冗余碼，占碼元總數(shù)的25％~50%。采用交織碼/擴(kuò)散卷積碼，可把突發(fā)差錯分離成隨機(jī)差錯。FEC不需反饋信道，但造價(jià)較高。

3、短波通信裝備數(shù)字化與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1）短波通信裝備數(shù)字化

微電子技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)大規(guī)模集成電路，微處理機(jī)在短波通信設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，短波通信裝備集成化、小型化、通用化程度大大加強(qiáng)，技術(shù)性能顯著提高。其主要表現(xiàn)在于：高精度數(shù)字頻率合成器；全固態(tài)大功率寬帶放大器；先進(jìn)的電子開關(guān)和快速算法；軟件無線電設(shè)計(jì)等。這些技術(shù)的采用帶來的好處詳見下表3-1。

表3-1：先進(jìn)技術(shù)帶來的裝備的改善

在短波電臺中頻（甚至射頻）部分對信號進(jìn)行數(shù)字化處理，用軟件編程靈活地實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字濾波、直接數(shù)字頻率合成、數(shù)字上/下變頻、調(diào)制/解調(diào)、糾錯編碼、信道均衡、信令控制、信源編碼、加密/解密等。軟件無線電臺的高度可編程性，對于引入新業(yè)務(wù)、新技術(shù)非常方便，通過更換軟件版本或個(gè)別硬件模塊，電臺容易升級換代，并大大縮短研制周期，降低產(chǎn)品開發(fā)成本。

2）短波通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

現(xiàn)代短波通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括短波跳頻電臺組網(wǎng)技術(shù)和短波數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。短波跳頻電臺組網(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，大多采用同步保持法組網(wǎng)，由一部電臺發(fā)出同步信號完成初始同步，在通信過程中隨機(jī)地補(bǔ)發(fā)一些同步校正信號，以消除各臺之間時(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％，同步網(wǎng)一定是正交的，適用于電臺密集的場合、異步網(wǎng)組網(wǎng)容易，使用方便，各網(wǎng)建立時(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。組網(wǎng)效率為30%時(shí)，頻率碰撞概率亦為30%左右，一般實(shí)際組網(wǎng)效率小于30%。

全自動短波數(shù)據(jù)通信網(wǎng)實(shí)質(zhì)上是一種無線分組交換網(wǎng)，采用OSI的7層結(jié)構(gòu)模型。網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備是高頻網(wǎng)絡(luò)控制器（HFNC，High Frequency Network Controller），其主要功能有自動路由選擇與自動鏈路選擇、自動信息交換與信息存儲轉(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、自動鏈路建立（ALE，Automatic Link Establishment）控制器與ALE調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)控制器與數(shù)據(jù)Modem、HFNC等。可實(shí)現(xiàn)快速鏈路建立，能處理上百個(gè)電臺和更大的信息量，支持IP及其應(yīng)用等。

上述短波通信新技術(shù)、新體制，都是針對解決短波通信存在的問題而產(chǎn)生和發(fā)展起來的。其中有的已經(jīng)在短波通信中發(fā)揮積極作用，有的即將進(jìn)入實(shí)用階段。它們會進(jìn)一步發(fā)掘短波通信潛力，使短波通信在信息社會和信息戰(zhàn)中發(fā)揮出更大的作用。

4、短波通信發(fā)展趨勢

隨著人類社會向信息化的不斷演進(jìn)，通信數(shù)字化、通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、通信業(yè)務(wù)綜合化成為通信裝備發(fā)展的必然趨勢，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，成為通信系統(tǒng)建設(shè)的基本要求。短波通信作為現(xiàn)代信息系統(tǒng)主要技術(shù)手段，會有兩個(gè)方面的發(fā)展，如表4-1所示

表4-1：短波通信的兩大發(fā)展方向

第三代短波通信的主要技術(shù)特征是數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，其主體或關(guān)鍵技術(shù)包括：第三代自動鏈路建立技術(shù)（3G-ALE）、新型高速短波跳頻技術(shù)，以及短波組網(wǎng)通信技術(shù)等。3G-ALE技術(shù)的特點(diǎn)如下表4-2所示。3G-ALE以第三代短波通信標(biāo)準(zhǔn)（如MIL-STD-188-141B）為基礎(chǔ)，在技術(shù)上與2G-ALE的顯著區(qū)別是系統(tǒng)可工作在同步方式。由于采用了呼叫信道同步搜索，駐留組結(jié)構(gòu)，載波監(jiān)聽訪問協(xié)議，以及8PSK突發(fā)波形傳輸?shù)认冗M(jìn)技術(shù)，在改善自動鏈路溝通性能方面取得了重大進(jìn)展。3G-ALE可有效地支持由數(shù)以百計(jì)的臺站組成的大型通信網(wǎng)絡(luò)中的突發(fā)信息傳輸（最多可容納1920個(gè)站點(diǎn)），從而大大提高電路溝通速度，改善高頻網(wǎng)絡(luò)的自動連接、網(wǎng)絡(luò)容量，以及數(shù)據(jù)流通量等性能，增強(qiáng)系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。

表4-2：3G-ALE技術(shù)的特點(diǎn)

組網(wǎng)通信技術(shù)、自適應(yīng)技術(shù)是現(xiàn)代短波通信系統(tǒng)的重要特征之一。隨著對短波通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量、傳輸速度、抗干擾能力要求的不斷提高，世界各國進(jìn)入了第三代數(shù)字化短波通信系統(tǒng)網(wǎng)的研究階段。目前，國外正在向HF全自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用化努力。建立在第三代短波通信基礎(chǔ)上的HF網(wǎng)是一種遠(yuǎn)程綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)，它能作為各級指揮系統(tǒng)的重要手段，可將軍用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)和軍用程控電話網(wǎng)拓展到戰(zhàn)場的縱深地，使各移動平臺上的綜合業(yè)務(wù)通過短波信道安全無縫地接入軍用數(shù)據(jù)網(wǎng)、軍用電話網(wǎng)和軍用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)。新一代短波組網(wǎng)通信技術(shù)以3G-ALE技術(shù)為基礎(chǔ)，包括HF網(wǎng)絡(luò)管理、自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制，以及HF網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)等。

擴(kuò)頻通信技術(shù)是無線電通信電子防御的主要手段。跳頻通信技術(shù)是短波抗干擾技術(shù)的主要選擇。為了提高短波通信抗干擾性能，以及抗多徑效應(yīng)，抗衰落的能力，提高跳頻速率是一種有效途經(jīng)。此外，寬帶跳頻可有效地增加通信信號的隱蔽性和抗干擾性。而實(shí)時(shí)頻率自適應(yīng)跳頻，由于采用頻譜分析處理技術(shù)與跳頻信號處理技術(shù)相結(jié)合的方法，通過實(shí)時(shí)頻率自適應(yīng)算法，在跳頻通信過程中自動探測和刪除干擾頻率點(diǎn)，使其在無干擾或弱干擾頻率點(diǎn)上跳頻，從而有效地對付阻塞干擾和點(diǎn)頻干擾，改善通信質(zhì)量，是未來短波電臺通信抗干擾的優(yōu)選體制。其中，快速跳頻同步技術(shù)、快速信道測量技術(shù)、快速響應(yīng)信道機(jī)技術(shù)、快速頻率合成技術(shù)，以及寬帶天線、寬帶功放、寬帶調(diào)諧技術(shù)等，是實(shí)現(xiàn)短波寬帶高速跳頻通信的關(guān)鍵技術(shù)。

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，在短波信道條件下的高速率的可靠數(shù)字信號傳輸，低碼率的語音編碼，以及數(shù)字信號處理等技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)短波數(shù)字化的關(guān)鍵技術(shù)。為了有效地利用短波頻率資源，提高HF頻譜利用率，歐美等國采用MIL-STD-110B標(biāo)準(zhǔn)（數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器互通性和性能標(biāo)準(zhǔn)），在3kHz帶寬的信道上，實(shí)現(xiàn)9.6kb/S數(shù)傳速率；在6kHz帶寬的信道上，實(shí)現(xiàn)19.2kb/s數(shù)傳速率；在兩個(gè)3kHz的獨(dú)立邊帶的信道上，通過信道捆綁技術(shù)，支持在56kb/s范圍內(nèi)數(shù)據(jù)吞吐量。

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