短波通信組網與數字短波組網關鍵技術探究

彭天偉

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東廣州，510000）

0 引言

短波通信為采取1.5-30 MHz頻率的電磁波進行傳輸信號，屬于典型的無線電通信舉措，可以實現無中繼遠距離通信。其主要的優勢特點就是，具備廣闊的覆蓋范圍、較強的抗摧毀性能、迅速的網絡重構速率等，但是也要依靠先進的組網技術手段、連接公共數據網、建設數字短波組網系統等的支持，因為其存在的不足的就是波段窄、信道不穩定等，需要采取以上的舉措，將短波通信發展空間不斷擴展。

1 短波通信組網的相關技術分析

在短波發展過程中，主要的優勢特點就是通信數字化、通信系統網絡化以及通信業務綜合化。進行通信系統的建設，應該讓系統可以具備良好的兼容性，網絡順暢互通，而且具備可靠性、有效性等特點。目前的社會在信息化環境下，傳統短波通信特點已經不斷的凸顯出弊端問題，已經滯后于數字化時代提出的標準。因此，基于互聯網融合發展的狀態中，需要加強技術手段的革新。

1.1 短波快速建鏈技術

為了完善短波通信組網，需要實現提升新建鏈接速率、減少幀頭、增加系統吞吐量等目標，在此基礎上，加以健全短波通信組網。新型短波快速建鏈技術，可以進行充分的利用短波基站電臺設備、同步探測技術、廣域空間分集接收技術，通過采取數據發送、接收并行舉措，構建短波快速選頻建鏈方法,及時的在短波基站中接入進短波電臺,減少建鏈時間在一分鐘之內，順應用戶快速選頻建鏈要求，達到網絡接入控制的目標。

1.2 認知無線電思想（Cognitive Radio,CR）

CR為一種無線傳輸方式，其自適應調節內部通信機理、實時改變特定無線操作參數，進行外部無線環境的有效適應。在短波通信組網中進行應用CR，能夠及時的修改處理頻率設置，盡快的感知到未用頻譜同時加以運用，動態化的利用好空閑頻譜，提升應用效率。頻譜資源具有局限性的特點，因此科學的利用好頻譜尤為關鍵。

1.3 寬帶同步組網

積極的革新已有寬帶條件，讓無線寬帶自組織網絡將傳輸速率不斷提升，最短的時間內，提升寬帶傳輸的效率。對此時隙的劃分，需要合理規劃，先進行預測，之后落實仿真操作，再展開調整，保障配置標準具備科學合理性。此項內容具備較高的技術含量，屬于當下短波通信組網技術難點之一。

1.4 全雙工方式（full duplex）

雙工模式可以獲得更完善的網絡和系統，增強應用效率。發送端正常的操作、發送DATA，產生斷傳、差錯的問題時，可以在下一時隙重發。接收到了DATA以后，收方回傳以確認。全部信息確認接受以后，進行回復，之后斷開鏈接。如圖1。

圖1 全雙工模式

2 數字短波組網關鍵技術探究

2.1 系統需求分析

產生突發災害事件情況下，短波通信的遠程無中繼和抗摧毀性的特征會發揮出應有的功效，而且通信設備的構造是比較簡單的，擁有較強的抗干擾性能。面對短波通信不能良好的匹配于實際通信需求的現象，在繁雜化的環境狀態中，需要做好數字短波通信系統的科學規劃設計，使其可以符合各種傳輸（語音、短信等）的綜合性業務通信的高標準需求。

2.2 建設目標

規劃短波組網期間，應該依據全面覆蓋相關區域短波通信需求的原則標準，通過短波臺基站渠道，實現相應保障機制目標，例如多點重復覆蓋、互相的補充等等，擴大網絡的覆蓋范圍，有效補充通信盲區，提供信息接入以及通信服務。設計短波通信系統期間，運用自適應多點建鏈策略，有效的增強自動化程度，促使將通信傳輸質量水平提升，而且保護好短波機動用戶實時的應急通信。另外可以動態化的分配、調整網絡資源以及系統的資源，管控更加智能化，讓全網在實時的數據傳輸、語音傳輸的可管可控環境下。

2.3 網絡體系架構

形成科學的短波組網的網絡體系結構圖，從邏輯功能層面分析，區域中心站、短波用戶、支撐網絡等屬于關鍵部分。中心站帶給接入應急信息關鍵接點，分布于不同區域，同時各中心站之間，都是通過支撐網絡實現互通的。短波用戶屬于各類機動用戶，為重要的短波組網內通信保障部分。支撐網絡中，包括短波網絡、 CDMA網絡、IP承載網等，保障性網絡包括有線網絡、移動通信網絡兩大部分。短波網絡為應急保障網絡，功能就是傳遞區域中站點間信息。

3 短波通信組網與數字短波組網技術的未來發展方向

3.1 技術迭代推動全面的提升網絡性能

將網絡性能提升，是應用、發展短波通信組網的關鍵目標。各專項技術的迭代發展，將短波通信網絡專項性能顯著的提升。跳頻通信組網方式為基于跳頻技術、擴頻技術前提下，所形成的通信組網模式，有效的彌補固定頻率通信組網方式暴露的問題，和易受干擾的弊端。第三代頻率自適應通信組網模式中，包含了比較先進的技術手段，即信道分離、同步探測、自適應頻率管理等，網絡性能較好，而且具備更強的業務傳輸能力、抗干擾以及抗摧毀性能等。建立在短波射頻全頻段信號基礎上，經綜合性的開發利用計算機、網絡傳輸、信號快速檢測和直接采樣等技術，形成科學的智能選頻建鏈技術、廣域分集接收技術，可以促進將短波通信網絡于接入網絡速度、選頻建鏈速度等能力不斷的增強，獲得更可靠的業務傳輸能力。尤其是對于廣域分集組網技術而言，能夠產生2-4dB的分集增益，保障短波業務穩定化的傳輸。

3.2 融合組網是短波通信發展的大趨勢

如果只是單一形式的短波組網，則建立短波網絡中是具備較為顯著的缺陷的，并且主要是體現在了網絡接入速度比較緩慢、信道不對稱性、業務傳輸等的質量缺少較強的可靠度等。盡管在不斷的發展技術，已經在積極的改善了單純組網方式技術不足的問題，但是還并未能夠良好的處理以上網絡性能問題。所以，相應部門短波通信網絡呈現出了煙囪林立現象，各個階段、相異的通信體制的短波通信用戶并存，不能良好的互通業務，采取傳統的單一短波通信組網舉措不能滿足當前社會各通信體制下短波用戶業務更多互聯互通需求標準。在這種情況下，積極的實施廣域分集組網模式，其屬于短波無線通信網絡、IP承載網絡有線網絡融合的新型組網通信模式，能夠將短波通信網絡性能提升。因此，將來進行完善融合組網并更新，屬于短波組網通信的關鍵任務。

3.3 深入的發展智能網絡通信

當前芯片制造技術在不斷發展，在一定程度上讓CPU以及FPGA 等芯片處理功能實現了相繼提升。寬帶射頻 AD/DA芯片、射頻直采技術，經短波信道數字化的方式，實現了在天線處的直采，同時經過科學的運用FPGA+DSP技術以及SoC技術，實現多信道接收短波全頻段寬帶。信道設備體積較小，而且質量較輕，能夠降低損耗程度，集成是在小型化設備中，也可以促進將設備綜合處理功能增強。

4 結語

我國研究短波通信組網領域當前還在初步的階段，數字短波組網在遠距離通信上具有重要的技術支持，同時將其有效的鏈接起公共數據網,可以促進將短波通信期間加密成效不斷增強。將來的通信領域發展期間，也要重視不斷的創新短波通信技術與組網方式，促使將網絡通信質量增強，并且讓安全保密性能更可靠。