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短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段

短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段
短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段

概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。

引言

短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式,通过电离层反射实现远距离通信。由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化,引起信号的幅度衰落、相位起伏等,会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应,也造成频率选择性衰落和多径时延,成为短波链路数据传输的主要限制。另外,短波频段可供使用的频带比较窄,通信容量小,大气和工业无线电噪声干扰严重,也大大限制了短波通信的发展。20世纪60年代以来,卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势,取代了许多原属于短波的重要业务。短波通信的投入急剧减少,其地位大为降低。

然而,与卫星通信、光缆等通信手段相比,短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,具有自身的特点,比如建设周期短,维护费用低;设备简单,容易隐蔽;使用灵活,电路调度容易,临时组网便捷,抗毁能力强等。这些显著的优点,是其他通信手段不可比拟的。事实证明,曾经设想取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需求。20世纪80年代起,出于对卫星安全等方面的考虑,短波通信重新受到重视,许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。

近年来,由于电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代,原有的缺点得到了不同程度的克服,通信质量大大提高,形成了现代短波通信新技术、新体制,短波通信正走向复兴。这其中,最重要和显著的技术进步,就是短波自适应技术。

短波自适应通信的概念

短波通信主要依靠天波进行,而电离层反射信道是一种时变色散信道,其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。在相当长的时间内,短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。但是,电离层的特性每天变化很大,频率预测资料是根据长期观测统计得出的,不能实时反映实际通信时信道参数,而且,长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素,造成实际短波通信质量不能令人满意。

统计表明,即使在夜间通信环境最坏的情况下,短波频段也有4%左右的无噪声信道,而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰[2]。所以,实时避开干扰,找出具有良好传播条件的无噪声信道是提高短波通信质量的主要途径。实现这一目标的关键是采用自适应技术。

所谓自适应,就是能够连续测量信号和系统变化,自动改变系统结构和参数,使系统能自行适应通信条件的变化和抵御人为干扰。广义地讲,短波自适应包括频率自适应、功率自适应、传输速率自适应、分集自适应、自适应均衡及自适应调零天线等。由于选频和换频是提高短波通信质量最有效的途径,所以通常所说的短波自适应通信就是指频率自适应。

短波自适应通信经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段,正向3G-ALE发展。

频率管理系统

短波自适应系统必须完成实时探测信道特性和干扰分布情况的双重任务,系统提供的最佳工作频率是测量和分析这两方面数据的结果,完成这一任务所采用的技术称为实时信道估值“RTCE”技术。实现短波自适应的基本方法就是利用RTCE(Real Time Channel Evaluation)技术来测量和分析各种信道参数,根据综合分析和计算结果,建立工作在最佳频率上的通信链路。

独立的信道探测系统可在一定区域内组成频率管理网格,在短波范围内对频率进行快速扫描探测,得到通信质量优劣的频率排序表。然后再根据需要,统一分配给区域内各短波通信用户。其实质是对区域内的用户提供实时频率预报。美国CURTS系统和我国研制的实时选频系统都可以做到每10分钟向用户提供一份频率表[3],由用户在实际通信时选择最佳的通信频率。

根据所采用的技术不同,RTCE可分为电离层脉冲探测、电离层调频连续波探测(Chirp)、导频探测、8FSK信号探测等,其中8FSK探测,是目前自适应电台使用最广泛的信号格式。

CURTS系统是最早的实时选频系统,可以测量5种信道参数。它采用电离层脉冲探测,由于探测脉冲功率高达30kW,因而会造成严重的干扰,只能用于大区战略通信系统。20

世纪70年代中期,美国Barry公司采用Chirp探测方式研制出AN/TRQ-35(V)实时选频战术频率管理系统,后又升级为AN/TRQ-42(V),在90年代初期的海湾战争中,这两套频率管理系统成功地支撑了短波通信网,为盟军的胜利发挥了关键的通信保障作用。

短波频率管理系统探测结果可以反映整个短波频段的频率资源情况,已经制成商业软件出售。有些无线电监测站的短波单站定位功能,也是利用这些探测结果,再通过计算来实现的。频率管理系统的特点是通信与探测分离,探测设备昂贵,这一发展过程也称为短波自适应技术的1G-ALE阶段。

2G-ALE通信系统

随着微处理器和数字信号处理技术的不断发展,20世纪80年代中期,出现了在通信系统中直接采用RTCE技术,对短波信道进行探测、评估和通信一并完成的短波自适应电台。这种电台能够实时选择出最佳的短波通信信道,减少了短波信道的时变、多径和噪声等对通信的影响,使得短波通信频率随信道条件变化而改变,从而确保通信始终在质量最佳的信道上进行。由于采用了高速DSP芯片,RTCE作为通信设备的一个嵌入式部件,使得成本大大降低,操作也变得非常方便。

为了使短波自适应电台互通和组网,1988年10月,美国军方颁布了短波自适应通信的军用标准MIL-STD-188/141A;1990年,对应的联邦标准FED-STD-1045协议也正式出台,该协议又简称1045协议,已成为事实上的国际标准。符合1045协议的短波自适应电台一般称为2G-ALE产品。2G-ALE产品型号很多,完成的功能大同小异,典型设备有美国

RF-3200、7100系列,德国的ALIS电台等。

2G-ALE自适应通信系统具有以下四种基本功能。

(1)RTCE功能

RTCE功能在短波自适应通信系统中称为链路质量分析LQA (Link Quality Analysis)。为了简化设备,降低成本,一般LQA都是在通信前或间隙中进行的,并且只在有限短波信道上进行,通常有10~20个。所获得的数据存储在LQA矩阵中,实际通信时,系统根据LQA矩阵中个信道的排列次序,择优选取工作频率。

(2)自动扫描接收功能

为了接收选择呼叫和进行LQA试验,网中所有电台都具有自动扫描接收功能,可在预先规定的若干信道上循环扫描,等候呼叫信号或者LQA探测信号。

(3)自动建立链路功能

根据LQA矩阵,系统应能全自动建立通信链路,这一功能称为自动链路建立

ALE(Automatic Link Establishment)的功能。这是短波自适应通信最终要解决的问题,它是基于接受自动扫描、选择呼叫和LQA综合运用的结果。这是2G-ALE与1G-ALE系统的最大区别。

(4)信道自动切换功能

短波信道存在的随机干扰、选择性衰落、多径等都有可能使已建立的信道质量恶化,甚至可能使通信中断。因此,短波自适应通信系统一般具有信道自动切换功能。即在通信过程中,遇到电波传播条件变坏或严重干扰,自适应系统可以切换信道,使通信频率自动调到LQA矩阵中次佳频率上。

短波日常监测中常见的8FSK是2G-ALE产品中使用最为广泛的一种信号格式,是信道中的LQA探测信号。由于2G-ALE系统的广泛应用,因此在进行监测时8FSK信号出现的次数也最多,如有些台站很长时间一直发射8FSK信号,就可以初步判定是一个很大的短波通信网的通信中枢在进行LQA探测。

2G-ALE规程规定,8FSK每个单音代表3bit的二进制数据(格雷码),其对应关系如表

1所示。

按照2G-ALE规程的要求,当电台收到命令或数据信息后,首先将其转换为基本ALE

字组成的原始帧,再进行分组、格雷编码、交织和三倍冗余,最后进行8FSK调制,信号以每秒125个单音的速度发出,因此,发送信息速率375bit/s,符号速率125Baud/s。各单音之间相位连续,过渡应在波形最大或最小处(斜率为零),这样可以保证基带音频信号占用频带最窄,能量更集中。实际监测解调后的8FSK信号波形见图1。

3G-ALE通信系统

由1045协议所定义??短波通信系统,初步满足了用户需求。但随着技术和网络发展,1045协议也暴露出一些不足,主要是无法提供有效的链路接入机制;不支持Internet协议及应用;LQA测量参数只有两个,传输速率大于2400 bit/s时精度不够;ALE信号需三次握手才能建立链路,连接速度较慢。

1999年,美军颁布了短波自适应全自动通信网络标准的3G-ALE军标

(MIL-STD-188/141B)。在全面支持第二代协议规定的话音通信和小型网络的前提下,该标

准有效地支持大规模、数据密集型快速高质量的短波通信系统,再一次在世界范围内引发了对短波通信的研究高潮。在我国,相关的研究工作也已经起步。

3G-ALE全自动短波网络实质上是一种无线分组交换网络,采用OSI的七层结构模型,其下三层的定义和含义如表2所示。

相对于2G-ALE系统,3G-ALE系统进行了大量的改进:链路建立协议管理(3G-ALE)与

数据链路业务管理(TM)、高速数据链路管理(HDL)、低速数据链路管理(LDL)、电路连接管

理(CLM)等诸协议形成一个相互依赖的3G-ALE协议族,形成比较完整的短波通信新体制。3G-ALE还采用了许多新技术,主要是数字PSK调制解调方式、突发波BW系列波形传输、呼叫信道同步扫描、网内电台划分为不同的驻留组、信道分离、时隙访问方式、载波侦听机制等。3G-ALE系统的主要技术特点有:

(1)波形

3G-ALE链路建立和数据传输采用统一的8PSK调制,载频为1800Hz,信令速率2400B,不同的用途对应不同的信号格式,并且使用突发波BW(Burst Waveform),从而提高了系统灵活性。3G-ALE共定义了五种突发波,如表3所列。

BW0是3G-ALE数据协议单元,作用类似于2G-ALE系统的8FSK,帧总长度为1472个码元,其中帧前导序列长度为640个码元的八进制序列,原始信息字段26bit经过码率

1/2 FEC编码、交织、Walsh扩频,然后再与固定的PN码序列模8相加,形成长度为832

个码元的信息八进制序列,与前导码共同组成3G-ALE帧。

从表3可以看出,3G-ALE采用了正交Walsh函数进行扩频,通过采用Rake接收技术,实现了多径分集,从而大大提高了抗干扰和抗衰落性能。除LDL所用的BW4外,所有波形都采用FEC前向纠错码,从而大大简化了自适应算法,提高了信道通过率。在LDL情况下,可以选用增强型ARQ协议,保障最低限度的通信能力。

(2)信道分离

3G-ALE系统将呼叫信道与数据流信道分离,并保持数据信道与呼叫信道相邻,以使它们在传输特性上保持一致,这样有利于对传输信道的监听,可以保证信息传送的高效率和链路建立的快速性。

(3)同步链路

3G-ALE提供了异步和同步两种链路建立方式,特别是同步模式,延时更小,更能反映3G-ALE的特点。这种方式下,呼叫方发出呼叫,被呼叫方接到呼叫后发出应答信号,呼叫方在规定时间内收到应答信号则双方建立连接,否则本次链路建立尝试失败。

(4)驻留组划分

3G-ALE系统中引入驻留组(Dwell Group)概念,将网络中所有电台划分成多个组,同一时间,统一驻留组内的电台工作在同一信道上,而不同组的电台则工作在不同的信道上,这样可以大大降低系统拥塞。而呼叫电台清楚地知道目的电台所在的信道,减少电台的信道驻留时间。

(5)划分时隙

为减少信道拥挤,3G-ALE还采取了划分时隙技术。3G-ALE电台在一个信道上的驻留时间为4s,3G-ALE将其划分为5个时隙,每时隙800ms。其中第一个时隙用于调谐和监听,判断是否有通信流量,方便下一步进行通信时使用;其余四个时隙统称为呼叫及应答时隙,用于协议数据单元的传送。

3G-ALE全自动短波网络设备包括电台、ALE控制器与ALEModem、数据控制器与数据Modem、网络控制器HFNC等。由于技术上的突出特点,使得其性能有了很大的提高,可以实现:快速链路建立,最快可达到1.6s,一次成功建立链路仅需完成双向传输,大大减少了建链时间及ALE信息在空中暴露的时间;可靠的最低限度通信能力,极低速的建链能力,可以达到-20 dB,最低限度通信的数据包正确接受率可以达到95%[4],而且具有抗连续波、抗突发干扰能力;全网络同步工作,支持多达1920个站点和更大信息量,有优先级信道访问

和防碰撞措施;支持Internet协议及应用。

由于3G-ALE电台空中信号全部采用了8PSK,使得对8PSK信号的监测和分析十分重要。但是由于对PSK信号的识别与分析比FSK信号要复杂得多,目前多数监测设备虽然可以对PSK信号进行解调,但后期分析和处理软件不够直观和成熟。因此,对3G-ALE电台的监测还只能采用传统的方法进行。

结束语

频率自适应通信技术是现代短波通信的基础,许多短波通信新技术都与频率自适应有关。伴随着3G-ALE的应用,现代短波通信系统采用了更多的新技术,性能更优越[5]。在信道技术方面,频率自适应技术还在不断发展,扩频、跳频等技术已经进入实用化阶段,跳速可达5000H/s的CHESS系统正在开发;在终端技术方面,OFDM技术可在短波信道上实现16 kbit/s~64 kbit/s的传输速率;软件无线电技术将使得短波通信具有更加开放的结构和灵活的性能。所有这些都表明,短波通信与其他信息技术一样,进入了快速发展时期,成为信息社会的重要技术支撑手段。

短波通信的快速发展,给无线电管理和监测部门提出了严峻的挑战。我国无线电短波监测网建设只有几年时间,设备性能和数量还远远不能满足需要,人员的经验和水平亟待提高[6]。面对短波通信发展的新形势,必须奋起直追,才能出色完成国家赋予的各项任务。

参考文献

[1] 《电信工程设计手册·短波通信》P98 邮电部北京设计院上海邮电设计院编人民邮电出版社1991年12月第一版

[2] 沈淇淇朱德生编著《短波通信》P234 西安电子科技大学出版社1989年12月第一版

[3] 张乃通等著《短波通信》P33 黑龙江科学技术出版社1985年12月第一版

[4] 薛松崔恩吉《短波通信技术发展与分析》,《通信与广播电视》2004年第4期

[5] 胡中豫主编《现代短波通信》国防工业出版社2003年10月第一版

[6] 无线电管理“十一五”规划前期研究课题《全国短波无线电监测网发展研究》

短波通信技术发展与分析解析

技术市场 从1924年实验室发现了电离层及短波通信实现以后,短波通信以其远距离通信、良好的机动性能、顽固性强及同时具备多种通信能力的特点在战术通信、军事领域、生产领域得到广泛的应用。上个世纪80年代之后,随着大规模的集成电路、电子信息技术、数字化信息处理技术、高速度数字信号处理器等一系列科学技术的发展,短波通信正式进入现代化的数字通信时代。就目前形势而言,短波通信技术虽然大量的应用低速跳频、低速数据传输、声码等,自身的通信能力拥有了一定的抗干扰性,但仍存在一些不足之处。随着数字科学技术的发展,数字信息处理技术、扩频通信技术及自适应技术的应用,短波通信技术中长期处于研究阶段的成果正在逐步地迈向实用阶段。 一、短波通信技术的特点分析 1.波形 短波通信西洞中的自动链路及数据传输将使用相同的突发波,进而起到提高系统灵活性的作用。 2.信道分离 短波通信系统把呼叫信道及数据流信道进行分离并让二者之间相邻,以便他们保持传输特性上相近。信息分离一方面可以让信息流量各自承担,另一方面可以保证信息传送过程中的高效率性及链路建立的快速性。 3.链路建立的同步性 第二代短波通信以异步方式建立链路系统,而第三代短波通信技术将异步方式和同步方式都采用。同步方式相比之于异步方式具有延时更小的特点,电台的驻留信道在在这种方式下某一时间内是确定的。 4.管理业务能力强

第三代短波通信技术对各种业务都具备良好的管理能力,在建立链路的同时可以自动的确定通信的双方所采用的抗干扰及数据体制。同时还具备快速建立链路、同步建立及信息携带的功能。 5.具有可靠地最低限度的通信能力 第三代短波通信技术技术与极低速技术结合在一起,在极其恶劣的环境下实现最低限度通信。极低速的链路建立能力可以达到-20dB,定调频和数据通讯在正常的情况下无法实现的极低速可以完成。 二、短波通信技术的发展趋势 目前的短波通信技术主要指的是频率自适应技术,而未来的短波通信技术将朝着更全方位的方向发展。 1.短波自适应数字通信技术 (1专用选频和通信系统建立。目前我们常用到的自适应选频与信道建立技术都是与通信结合在一起,这种方法的缺点是选频质量大大低于专用选频系统的频率质量。为了确保频率质量,为了提高短波通信质量,我们应该将专用选频系统和自适应通信系统结合在一起;(2传输速率技术。短波通信选定工作频率后,前提是采用传输速率自适应技术,才可能随时获得信道上最大数据吞吐量。我们在允许的误码率范围内应尽可能选择高的数据传输率。为便于确保通信质量,系统所采用的编码和调制方法应与信道条件相关联。当信道传播性良好的时候选择较高传输效率发送信息,反之较差的时候,降低传输速率。 2.高速调制解调技术 当前受到广泛应用的窄带短波电台一共有串行调制调解器和并行调制调解器。串行体制的调制调解器使用的是单载波进行信息发送,最高速率可达到9.6kb/s,这种体制的调制调解器对均衡提出了较高的要求。并行体制的调制调解器主要是将传输

短波频率自适应通信的发展及信号监测

短波频率自适应通信的发展及信号监测 摘要 概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。 引言 短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式,通过电离层反射实现远距离通信。由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化,引起信号的幅度衰落、相位起伏等,会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应,也造成频率选择性衰落和多径时延,成为短波链路数据传输的主要限制。另外,短波频段可供使用的频带比较窄,通信容量小,大气和工业无线电噪声干扰严重,也大大限制了短波通信的发展。20世纪60年代以来,卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势,取代了许多原属于短波的重要业务。短波通信的投入急剧减少,其地位大为降低。 然而,与卫星通信、光缆等通信手段相比,短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,具有自身的特点,比如建设周期短,维护费用低;设备简单,容易隐蔽; 使用灵活,电路调度容易,临时组网便捷,抗毁能力强等。这些显著的优点,是其他通信手段不可比拟的。事实证明,曾经设想取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需求。20世纪80年代起,出于对卫星安全等方面的考虑,短波通信重新受到重视,许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。 近年来,由于电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代,原有的缺点得到了不同程度的克服,通信质量大大提高,形成了现代短波通信新技术、新体制,短波通信正走向复兴。这其中,最重要和显著的技术进步,就是短波自适应技术。 短波自适应通信的概念 短波通信主要依靠天波进行,而电离层反射信道是一种时变色散信道,其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。在相当长的时间内,短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。但是,电离层的特性每天变化很大,频率预测资料是根据长期观测统计得出的,不能实时反映实际通信时信道参数,而且,长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素,造成实际短波通信质量不能令人满意。 统计表明,即使在夜间通信环境最坏的情况下,短波频段也有4%左右的无噪声信道,而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰[2]。所以,实时避开干扰,找出具有良好传播条件的无噪声信道是提高短波通信质量的主要途径。实现这一目标的关键是采用自适应技术。 所谓自适应,就是能够连续测量信号和系统变化,自动改变系统结构和参数,使系统能自行适应通信条件的变化和抵御人为干扰。广义地讲,短波自适应包括频率自适应、功率自适应、传输速率自适应、分集自适应、自适应均衡及自适应调零天线等。由于选频和换频是提高短波通信质量最有效的途径,所以通常所说的短波自适应通信就是指频率自适应。 短波自适应通信经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段,正向3G-ALE发展。 频率管理系统 短波自适应系统必须完成实时探测信道特性和干扰分布情况的双重任务,系统提供的最佳工作频率是测量和分析这两方面数据的结果,完成这一任务所采用的技术称为实时信道估值“RTCE”技术。实现短波自适应的基本方法就是利用RTCE(Real Time Channel Evaluation)技术来测量和分析各种信道参数,根据综合分析和计算结果,建立工作在最佳频率上的通信链路。 独立的信道探测系统可在一定区域内组成频率管理网格,在短波范围内对频率进行快速扫描探测,得到通信质量优劣的频率排序表。然后再根据需要,统一分配给区域

关于短波通信技术发展

关于短波通信技术发展 摘要:在经过长达数十年发展历程之后的短波通信技术,从初始的初级阶段到 现在的成熟应用,经过多年来不断的技术创新。如今已经被广泛运用于各个领域,尤其是日常及军事领域。短波通信技术具有与其他相似技术与众不同的特性,其 技术优势必将是不可比拟的,必将成为当今科学研究的热点之一。短波通信技术 发展分析,以其优异的技术特性来成为未来通信的发展趋势。 关键词:短波通信;特征;发展方向 引言:自2000年以来,科学发展飞跃式的前进,经济的快速发展带动了一系列的行业, 其中通信类行业发展更是速度惊人,科学技术作为第一生产力,通信技术顺应了市场的发展。经济的推动力下,通信行业不断地成长与发展。1925年左右,研究人员通过实验发现了电离 层和短波,短波通信具有比其他同类产品更好的机动性和顽固性在三十年前宣告加入数字通信,开启了数字通信的新纪元。当今,短波通信技术应用范围日益广泛,能力不断提高,不 断改善和强化,在数字化越来越先进的今天,数字媒介,频率扩容通信技术的不断发展,短 波通信技术不断地向更加实用性发展。 一、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。 二、自适应频率 短波信道(电离层)是一种典型时变色散信道,其路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随 频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。 统计表明,即使在夜间通信环境最坏的情况下,短波频段也有4%左右的无噪声信道,而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰。所以,实时避开干扰,找出具有良好传播条件的无 噪声信道是提高短波通信质量最有效的途径。实现这一目标的关键是采用短波自适应频率技术,目前自适应频率经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段,正向3G-ALE发展。 2.1频率管理系统 短波频率管理系统是在一定区域内组成频率管理网格,在短波范围内测量和分析各种信 道参数和干扰分布,根据综合分析和计算结果,得到通信质量优劣的频率排序表,统一分配 给区域内各短波通信用户,使用户在最佳工作频率上的建立通信链路。短波频率管理实质是 对区域内的用户提供实时频率预报,采用的技术称为实时信道估值RTCE(Real Time Channel Evaluation)技术。频率管理系统的特点是通信与探测分离,探测设备昂贵,这一发展过程也 称为短波自适应技术的1G-ALE阶段。 2.2 2G-ALE通信系统 20世纪80年代中期,出现了在通信系统中直接采用RTCE技术,对短波信道进行探测、 评估和通信一并完成的短波自适应电台。这种电台能够实时选择出最佳的短波通信信道,使 得短波工作频率随信道条件变化而改变,确保了通信始终在质量最佳的信道上进行。2G-ALE 通信系统具备如下功能:

短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段

概要介绍了短波自适应通信产生和发展的三个主要阶段,关键信号生成的原理及其监测与识别,详细论述了正在发展的第三代短波自适应通信系统的网络功能和技术特点。 引言 短波通信是一种历史悠久的远距离通信方式,通过电离层反射实现远距离通信。由于电离层的性能随时间、空间和电波频率变化,引起信号的幅度衰落、相位起伏等,会严重影响短波通信质量;同时天波反射存在严重的多径效应,也造成频率选择性衰落和多径时延,成为短波链路数据传输的主要限制。另外,短波频段可供使用的频带比较窄,通信容量小,大气和工业无线电噪声干扰严重,也大大限制了短波通信的发展。20世纪60年代以来,卫星通信以其信道稳定、通信质量好、容量大等优势,取代了许多原属于短波的重要业务。短波通信的投入急剧减少,其地位大为降低。 然而,与卫星通信、光缆等通信手段相比,短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,具有自身的特点,比如建设周期短,维护费用低;设备简单,容易隐蔽;使用灵活,电路调度容易,临时组网便捷,抗毁能力强等。这些显著的优点,是其他通信手段不可比拟的。事实证明,曾经设想取代短波通信的卫星通信,并不能满足所有情况下的用户需求。20世纪80年代起,出于对卫星安全等方面的考虑,短波通信重新受到重视,许多国家加大了对短波通信技术的研究与开发。 近年来,由于电子技术的迅猛发展,促进了短波通信技术和装备的更新换代,原有的缺点得到了不同程度的克服,通信质量大大提高,形成了现代短波通信新技术、新体制,短波通信正走向复兴。这其中,最重要和显著的技术进步,就是短波自适应技术。 短波自适应通信的概念 短波通信主要依靠天波进行,而电离层反射信道是一种时变色散信道,其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化,因此,短波通信中工作频率是不能任意选择的。在相当长的时间内,短波通信频率的选择是根据频率预测资料来确定的[1]。但是,电离层的特性每天变化很大,频率预测资料是根据长期观测统计得出的,不能实时反映实际通信时信道参数,而且,长期预报也没有考虑多径效应和电台干扰等因素,造成实际短波通信质量不能令人满意。 统计表明,即使在夜间通信环境最坏的情况下,短波频段也有4%左右的无噪声信道,而中午约有27%的信道干扰很小或不存在干扰[2]。所以,实时避开干扰,找出具有良好传播条件的无噪声信道是提高短波通信质量的主要途径。实现这一目标的关键是采用自适应技术。 所谓自适应,就是能够连续测量信号和系统变化,自动改变系统结构和参数,使系统能自行适应通信条件的变化和抵御人为干扰。广义地讲,短波自适应包括频率自适应、功率自适应、传输速率自适应、分集自适应、自适应均衡及自适应调零天线等。由于选频和换频是提高短波通信质量最有效的途径,所以通常所说的短波自适应通信就是指频率自适应。 短波自适应通信经历了短波频率管理、2G-ALE两个成熟阶段,正向3G-ALE发展。

第三代短波通信技术的发展趋势

第三代短波通信技术的发展趋势 【摘要】随着通信技术的不断发展,很多新型的短波通信技术已经问世,且更新换代的速度非常快。第三代短波通信技术就是其中的代表,它是在1999年美军公布了一系列第三代短波通信协议的基础上发展起来的,目前已经有很多成熟的技术在实践当中。本文将介绍目前广泛应用于第三代短波通信系统中的同步管理、频率管理、数据传输和物理调制解调等方面的先进技术,然后阐述第三代短波通信发展的新趋势。 【关键词】短波通信;多方互动;集团化;加密软件 第三代短波通信技术是在1999年美军公布了一系列第三代短波通信协议(即MIL-STD-188-141B,简称“HF-3G”)的基础上发展起来的,相对于第二代短波通信技术,它在很多层面上都得到了改良,通信技术也得到了进一步的保障,通信的稳定性得到了增强。 一、第三代短波通信技术的发展现状 短波通讯实际上是通过电离层的反射进行通信的,在第三代短波通讯中,电离层仍是非常重要的传输介质。不过相比于第二代短波通讯技术,第三代短波通信技术能够有效地规避电离层对通信信号的反射、散射等影响信号稳定性的作用力,极大程度地保障短波通信信号质量和传输效果。特别是随着短波通信技术的不断发展与变革,很多新技术运用到短波通信中来,有效地提升了短波通信的质量和传输效果。如信道编码技术、差分跳频技术、短波网组技术等。可以说,随着短波通信技术的不断发展,短波通信的质量和传输效果等都得到了明显的提升。特别是同步技术在第三代短波通信中的运用,使第三代短波通信技术的管理模式更加先进。在第三代短波通信中两种主要的工作模式:同步模式和异步模式。同步模式中有两种情况,外部同步源和无外部同步源。使用外部同步源是采用外部GPS(全球定位系统)模块来实现同步。在没有外部同步源的情况下,则需要用同步管理协议来实现时钟同步。同步模式的使用使第三步短波通信的建链速率比第二代短波通信大大提高。除短波通信的管理技术实现变革外,在第三代短波通讯中,为有效地强化短波通讯传输的质量,最大化的保障传输效果,第三代短波通信数据传输技术在进行信息传输时,可以根据信息传输的实际需求来针对性地选择信道的容量。可以说,第三代短波通信技术在保障信道传输的稳定性方面有较强的深入研究,能够最大程度地减少干扰性因素的影响。 总之,第三短波通信技术是在第二代短波通信技术的基础上,不断发展,不断变革而产生的一种新型的短波通信技术。随着科学技术的发展,第三代短波通信技术也呈现出了很多新的发展趋势。 二、第三代短波通信技术的发展趋势 第三代短波通信技术是在第二代短波通信技术的基础上发展而来的,在通信

短波通信系统发展及关键技术分析

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/145564225.html, 短波通信系统发展及关键技术分析 作者:费玉婷李建龙 来源:《科学与信息化》2020年第22期 摘要虽然短波频率资源较少,且不具备稳定的通信质量,但是短波能够进行远距离的通信,并且在通信的过程中不需要使用基础设施和中介。除此之外,短波設备的体积较小,具有较强的机动性,且不需要大量成本的投入,对于环境的要求较低,即使是面对特殊的环境也可以在短时间内利用其自身的特点在无线通信中发挥作用。在物理数字信号处理技术不断发展的影响下,短波通信传输技术在一定程度上推动了短波通信系统的发展和进步,特别是在民航、紧急通信和军事应用领域等。 关键词短波通信系统;发展;关键技术 引言 受到通信技术持续发展的影响,短波传输的速率也日益增加,短波通信系统也得到了广泛的应用。短波通信不需要借助基础设施和中继设备就可以完成远距离的通信,因此短波通信系统在通信行业的发展过程中占据重要的地位。我国通信行业应当重视短波通信系统的发展并科学的应用其关键的技术手段来推动行业水平的进一步提升。 1 国内短波通信现状 短波通信可广泛用于军事和民用通信。在军事领域,远程通信主要分为两类:卫星通信和短波通信。然而,如果遇到特别危机的情况,卫星系统可能无法稳定的运行,那么这就需要发挥短波通信的作用,相比之下短波通信具有较强的灵活性以及抗扰动性,能够在复杂的环境下稳定运行。正是因为短波通信具有这样的特性才使得其在军事领域的通信中得到广泛的应用。我国国土面积大,地形较为复杂,常出现自然灾害,因此对于一些复杂的环境来说传统的通信方式无法稳定有效的运行。短波通信具有较强的自适应能力,且耗费较低,因此,在民用通信中也经常会运用到短波通信系统。我国在使用短波通信的过程中主要是应用点传递的方式进行通信,这主要是因为点传递式的通信能够在危急的情况以及复杂的现场环境下有效地实现通信。另外,例如在抢险和抗震救灾的工作中就可以直接利用点传递式短波通信将地震灾区的情况传递到地震灾后的指挥中心。此外,由于点传递式短波通信的传播速度较慢所以无法在紧急的情况下得到应用[1]。 2 短波通信系统关键技术的分析 ①协议体系结构。对于短波组网技术来说,其核心的内容就是能够兼容各种短波电台组网的短波协议栈结构,且对于传输体制来说也有重要的作用。提出协议栈结构以此来制定短波通

现代通信技术及发展前景

现代通信技术及发展前景 信息技术是指有关信息的收集、识别、提取、变换、存贮、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。凡涉及到这些过程和技术的工作部门都可称作信息部门。 信息技术能够延长或扩展人的信息功能。信息技术可能是机械的,也可能是激光的;可能是电子的,也可能是生物的。 信息技术主要包括传感技术,通信技术,计算机技术和缩微技术等。 传感技术的任务是延长人的感觉器官收集信息的功能;通信技术的任务是延长人的神经系统传递信息的功能;计算机技术则是延长人的思维器官处理信息和决策的功能;缩微技术是延长人的记忆器官存贮信息的功能。当然,这种划分只是相对的、大致的,没有截然的界限。如传感系统里也有信息的处理和收集,而计算机系统里既有信息传递,也有信息收集的问题。 目前,传感技术已经发展了一大批敏感元件,除了普通的照像机能够收集可见光波的信息、微音器能够收集声波信息之外,现在已经有了红外、紫外等光波波段的敏感元件,帮助人们提取那些人眼所见不到重要信息。还有超声和次声传感器,可以帮助人们获得那些人耳听不到的信息。不仅如此,人们还制造了各种嗅敏、味敏、光敏、热敏、磁敏、湿敏以及一些综合敏感元件。这样,还可以把那些人类感觉器官收集不到的各种有用信息提取出来,从而延长和扩展人类收集信息的功能。 通信技术的发展速度之快是惊人的。从传统的电话,电报,收音机,电视到如今的移动电话,传真,卫星通信,这些新的、人人可用的现代通信方式使数据和信息的传递效率得到很大的提高,从而使过去必须由专业的电信部门来完成的工作,可由行政、业务部门办公室的工作人员直接方便地来完成。通信技术成为办公自动化的支撑技术。 计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。计算机技术同样取得了飞

l短波通信的发展历史及现状

l短波通信的发展历史及现状 短波通信(Short-wave Communication),也被称为高频通信,一般指的是利用波长范围为100m到10m(相应的频率范围为3MHz 到30MHz)的电磁波的无线通信。短波的传播方式主有两种:一个为地波,另一个为天波。其中地波沿着地球表面进行传播,这种方式的传播距离主要由地表介质特性决定。因为地波的衰减随着频率的升高而增强,短波以地波方式传播时,使用常用的发射功率,短波的传播距离最多只有几百公里,所以地波不是短波通信中使用的主要传播方式。然而地波传播不需要经常改变无线通信的工作频率,但需考虑障碍物的影响,这也是其与天波传播方式不同的地方。 1901年,意大利无线电工程师马可尼在英国与纽芬兰之间(距离为3400Km),实现了跨越整个大西洋的无线电通信。在这以后,因为无线电短波通信设备的价格低廉、便携性强、操作简单和灵活等优点,无线电短波通信迅速发展成为远距离无线通信的主要技术。从第二次世界大战开始一直到20世纪6O年代的这一段时间是短波无线通信发展的黄金时期,该技术广泛地应用于军事、广播、商业、气象等诸多领域,世界上许多国家并建立了覆盖本地区或世界性的专用通信网或公用通信网。但自从20世纪60年代以后,卫星通信等新兴远距离通信技术的出现使得短波通信的缺点越来越多地暴露出来:带宽较窄,射频频谱资源紧张,存在信道间干扰问题,易被窃听等等。相反的是,新型卫星通信技术

具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、信道容量大等优点,许多本来是属于短波通信的重要业务逐步被卫星通信所取代。在20世纪60至7O年代,短波无线通信技术的研究与应用陷入低谷。但电子战、卫星战等战争方式的出现,使得人们发现一旦发生战争,各种通信系统都有可能被破坏,就是卫星也不能避免,如果过分依赖卫星作为中继站进行无线通信,在战时卫星一旦被摧毁,那么整个通信系统将瘫痪,后果是不堪设想的。短波自身的特点决定其是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段,该技术的抗打击能力和自主通信能力超出其他通信方式,再加之卫星通信技术成本很高,而短波通信技术起点较低、价格低廉,一般的国家均能进行部署和使用。短波无线通信和卫星通信一样,都能够实现全球的通信,基于以上原因,人们对短波无线通信的发挥的作用又重新予以重视。 随着微电子技术、计算机技术和数字信号处理技术的不断发展,短波无线通信技术在自适应收发信机、自适应调制解调器、自适应均衡及检测、白适应天线阵等方面上取得了突破,使得短波无线通信技术有可能解决高干扰电平、衰落和多径传播等信道时变特性方面的问题,向着数字化、低误码率、高速率的方向继续发展。 2现有短波通信存在的缺陷 2.1地球电离层对短波通信的影响太阳的辐射使得地球大气层中的氮原子、氧原子失去电子,变成离子这些离子态的气体在地

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势 公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-

论通信的发展历程及通信网络的发展趋势 摘要:通信按传统理解就是信息的传输与交换,信息可以是语言.文字.符号.音乐.图像等等。众多的用户要想完成互联之间的通信过程,就靠由传输煤质组成的网络来完成信息的传输和交换,就构成了通信网络。 通信的概念和发展 通信是传递信息的手段,即将信息从发送器传到接收器,通信的目的是完成信息的传输与交换。 通信技术的发展是伴随着科技的发展和社会的进步发展起来的。早在古代,人们就寻求各种方法实现信息的传输。我国古代利用烽火传送边疆警报;古希腊人用火炬的位置表示字母符号——也就是最原始的光通信系统,紧接着又有了声信号的传输、信鸽、旗语、驿站等传送信息的方法。从19世纪到20世纪末,通信的发展有了巨大的飞跃。 十九世纪,人们开始研究如何用电信号传送信息。1837年莫尔斯发明了电报,用点、划、空适当组合的代码表示字母和数字,这种电码称为莫尔斯电码。1876年,贝尔发明了电话,直接将声信号转变为电信号延导线传送。19世纪末,人们又致力于研究用电磁波传送信号,而传送距离也仅有数百米。1901年,马可尼成功地实现了横跨大西洋的无线电通信。自此,传输电信号的通信方式得到了广泛应用和迅速发展。20世纪20年代起,通信建设和应用广泛开

展,人们开始利用铜线实现市内和长途有线通信,又利用了短波实现远距无线通信和国际通信。 30-40年代起,利用铜线传输载波电话,是长途通信容量加大,电信号的频分多路技术开始步入使用。 50-60年代起,半导体晶体管开始在电子电路中替代电子管,其后进入集成电路技术以及超大规模集成电路时代。开始建设最早的公用电话通信网。 60年代起,电子计算机应用增多,数据通信开始兴起,电话编码技术得到应用,模拟通信开始向数字通信过渡。 70年代起,玻璃纤维拉制成功,导致传输网络从电缆通信向光纤通信过渡。地球同步轨道运行的通信卫星发射成功,卫星通信开始对国际通信和电视转播做出贡献,也经常在特殊地理环境下作为有线接入技术的替代和补充。 80年代起,各种信息业务应用增多,通信网络开始向数字网发展。蜂窝网等各种无线移动通信业务向公众开放,导致个人通信的迅速发展。 90年代起,国际互联网Internet在全世界兴起,在吸引众多计算机用户踊跃上网的同时,也吸引人们更多实用计算机。这使得一互联网协议为标志的数据通信,在通信网络中逐渐占据更为重要的地位。

短波通信发展趋势及策略

短波通信发展趋势及策略 摘要:短波通信在通信领域具有其它通信手段无法替代的地位。本文分析了信息化时代对短波通信提出的需求及其发展趋势,针对目前短波通信存在的问题,提出了相应的解决思路。 关键词:短波通信发展需求发展趋势发展策略 短波通信是指利用波长为100m~10m(频率为3~30MHz)的电磁波进行的无线电通信。它主要是利用电离层反射进行数千乃至上万公里的远距离通信。由于电离层是一种典型的时变传输媒介,存在着瑞利衰落、多径效应、多普勒频移等复杂时变因素,使接收端的码元在时间上展宽,包络发生畸变,严重地影响短波通信的质量,甚至会造成通信中断。以这样的信道条件进行数据通信,为了保证对误码率的要求,其传输速率必然有限。在很长一段时期内,短波信道数据传输速率不超过200b/s。同时,短波信道是带宽受限的信道,射频频谱非常拥挤,信道间互相干扰严重。上世纪六十年代卫星通信问世后,短波通信一度处于发展低潮[1]。八十年代以后,短波通信在电波传播研究、频率自适应通信、中高速数据通信、组网通信、自适应跳频及近垂直入射天波通信等方面都取得了重大突破,短波通信方式存在的许多问题和缺点得到克服和改进;随着微型计算机、移动通信和微电子技术的迅猛发展,人们利用微处理器、数字信号处理(DSP),不断提高短波通信的质量和数据传输速率,使现代短波通信重新焕发青春。世界各国近年来又加紧了对短波通信技术的研究,竞相推出和装备各种短波自适应和跳频电台,我国也研制出了短波自适应通信系统、频率管理预报系统、跳频系列电台。 本文从信息时代对短波通信的需求入手,结合短波通信发展的现状及趋势,对我国的短波通信发展策略提出相应的建议。 一、未来信息时代对短波通信发展提出了新的需求 现代通信的特点是高度信息化。信息化对通信系统提出了越来越高的要求。新型通信设备总的发展趋势是集成化、数字化、一体化与网络化,数据和图像将发展成为未来通信的主要业务。无线电通信业务的飞速发展、电磁环境将进一步恶化,作为无线电通信重要手段之一的短波通信,至少应该满足以下几个方面的需求: (一)远距离通信。正是由于短波通信仅需较小的功率就可以实现远距通信,而且设备简单,成本低廉,建立迅速,机动灵活,更重要的是因为它有不易被摧毁的“中继站”——电离层,所以它比卫星通信等其它通信方式能更好地满足某些业务对远距离通信的需求。但是,由于电磁密度的增加,使得远距离通信对电台功率的要求越来越大,而此举又使得电磁环境进一步恶化。在人为电磁干扰日益增大的今天,以较少代价实现远距离和超远距离的通信是短波通信的优势,也是它要解决的问题。 (二)可靠通信。由于电离层反射、多径衰落、传播损耗、可用频率范围、电离层不规则性、电离层骚动、电离层倾斜、波导传播和散射传播等方面随机特性的存在,获得可靠的通信质量一直是短波通信追求的目标。 (三)大容量/高速通信。传统短波通信难以崛起的一个重要原因,就是短波信道容量小,其电报速率很低(不超过200波特b/s)。这不仅无法传送数字语音和数字图像,就是传报也远远满足不了实际需求。为了适应数据通信业务及数字保密话迅速增长的需求,在短波通信的新近发展中,采取了一些有效抗衰落和抗多径(通常指抗码元串扰) 的技术措施,使系统的误码率可达10-5~10-6。 (四)组网通信。采用网络式通信,一方面可增加通信链路的抗毁性及顽存性;另一方面,可在网内选用最佳链路,克服由于电离层随经纬度变化而使单条链路质量很差的影响。组网通信已成为短波通信克服信道不稳定的又一种有效技术。此外,计算机网络的迅速蔓延,必将使短波信道成为其无线传输媒体之一。由于高性能的短波电台、Modem和网络入口设备的应用,在网络无处不在的新世纪,短波将与卫星、激光等无线信道同光纤等有线信道一起在计算机网络四通八达的通信子网中扮演重要角色。 (五)抗干扰通信。由于短波通信保密(或隐蔽)性不强,抗干扰能力差,以及现代电磁环境的特点和规律,短波通信应该具有在不同电磁环境中的生存能力,以及抗干扰等能力。 二、短波通信新技术发展趋势

卫星通信技术及其发展趋势

卫星通信技术及其发展趋势 朱军王培国 (成都军区) 摘要:综述了卫星通信网中使用的CDMA、抗干扰、MPLS等技术和卫星通信的发展趋势,并对我国卫星通信的发展进行了展望。 关键词:卫星通信CDMA 抗干扰MPLS 发展趋势 卫星通信是以卫星作为中继的一种通信方式,是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的,具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量较大等优点,在全球许多领域应用效果很好,尤其在军事上具有重要的应用价值。 1 卫星通信网络的定义 卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波,从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。其中,地面站是指设在地球表面(包括地面、水面和大气层)的通信站,也称为地球站。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。 当卫星的运行轨道属于低轨道时,对于相对较远的地面站而言,要进行远距离实时通信,除采用延迟转发方式(利用一颗卫星)外,也可以利用多颗低轨道卫星进行转发,这种网络就是通常所说的低轨道移动卫星通信网络。 2 卫星通信中的主要技术 2.1 CDMA技术 CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错(FEC)技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段,可使CDMA系统容量大幅扩大,同时,它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来,小卫星技术的发展为实现

全球移动通信和卫星通信提供了条件,利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信,已在国际上逐渐形成完善的体系。 CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制, 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量,减少多址干扰;CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收,大大降低多径衰落的影响,改善传输的可靠性。此外,由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点,决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。 2.2 抗干扰技术 现代军事斗争中,敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂,卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴露在太空中,且信道是开放的,易于受对方攻击。因此,军事卫星通信中干扰和抗干扰是斗争双方关注的焦点,研究在复杂电磁环境下卫星通信抗干扰技术体制已成为提高军事通信装备生存能力、确保军事指挥顺畅的关键。 卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。 传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时(TH)、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。软硬件设备抗干扰主要有光电隔离、硬件滤波、屏蔽、数字滤波、指令冗余、程序运行监视等技术。建立综合智能抗干扰体系可以通过建立软件化抗干扰硬件平台、建立智能化抗干扰软件应用系统,如:智能抗干扰系统、网络监测控制系统、专家策略支持系统等措施实现。 特别值得一提的一种抗干扰、抗搜索、抗截获的技术是跳频通信技术,它是在现代信息对抗日益激烈的形势下迅速发展起来的。各国军方对这一先进技术的发展和应用十分重视,不断加强对跳频抗干扰通信的研究和推广应用。目前,跳频技术装备正朝着宽频带、高速率、数字化、低功耗的方向快速发展,其信息战潜力巨大。 2.3 基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架 MPLS(多协议标签交换)技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来,具有IP的许多优点(如扩展性、兼容性好),又可很好地支持QoS和流量工程,是目前最有前途的网络通信技术之一。近年来,在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后,该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM 技术,研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证,并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。

短波通信原理

短波通信原理 尽管当前新型无线电通信系统不断涌现,短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视,不仅没有被淘太,还在快速发展。其原因主要有三: 一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段,一但发生战争或灾害,各种通信网络都可能受到破坏,卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式,其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比; 二、在山区、戈壁、海洋等地区,超短波覆盖不到,主要依靠短波; 三、与卫星通信相比,短波通信不用支付话费,运行成本低。 近年来,短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网,使之更加先进和有效,满足新时代各项工作的需要,无疑是非常有意义的。 这里简要介绍短波通信的一般概念,优化短波通信的经验,以及一些热门的新技术。1、短波通信的一般原理 1.1.无线电波传播 无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。 无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁波传播的特性,又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段,其中:超长波的波长为100,000米~10,000米,频率3~30千赫;长波的波长为10,000米~1,000米,频率30~300千赫;中波的波长为1,000米~100米,频率300千赫~1.6兆赫;短波的波长为100米~10米,频率为1.6~30兆赫;超短波的波长为10米~1毫米,频率为30~300,000兆赫(注:波长在1米以下的超短波又称为微波)。频率与波长的关系为:频率=光速/波长。 电波在各种媒介质及其分界面上传播的过程中,由于反射、折射、散射及绕射,其传播方向经历各种变化,由于扩散和媒介质的吸收,其场强不断减弱。为使接收点有足够的场强,必须掌握电波传播的途径、特点和规律,才能达到良好的通信效果。 常见的传播方式有: 地波(地表面波)传播 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波,简称地波。地波的传播途径如图1.1 所示。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中,由于能量逐渐被大地吸收,很快减弱(波长越短,减弱越快),因而传播距离不远。但地波不受气候影响,可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号,都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。直射波传播 直射波又称为空间波,是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中,它的强度衰减较慢,超短波和微波通信就是利用直射波传播的。 在地面进行直射波通信,其接收点的场强由两路组成:一路由发射天线直达接收天线,另一路由地面反射后到达接收天线,如果天线高度和方向架设不当,容易造成相互干扰(例如电视的重影)。 限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物,因此超短波和微波天线要求尽量高架。 天波传播 天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用,因此天波传播主要用于短波远距离通信。

短波通信组网技术

短波通信组网技术

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短波通信组网技术 摘要:短波通信是历史上最为悠久的通信手段之一,短波是人类最早开发利用的无线电频段。与卫星通信、地面微波通信相比,短波通信的建设和维护费用很低,建设周期短,设备简单、体积小、易于隐蔽,电路调度容易,临时组网方便、迅速,具有很大的使用灵活性。本文分析了短波在电离层传播的模式,阐述了短波通信常用的调制技术,介绍了短波通信组网的信道类别和相关组网技术。 关键词:短波通信;电离层;组网;信道;技术 1 短波通信概述 短波是指波长在100m~10m之间(频率为3MHz~30MHz)的电磁波。短波通信是利用无线电电磁波短波,传播电话、电报、传真及低速数据等信息。短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信,便于改变工作频率躲避干扰和窃听,破坏后易恢复。但短波通信也有一些不足之处,可供使用的频段窄,通信容量小,信号传输的稳定性差,抗干扰能力差。 2 短波电离层的传播模式 短波通信中的天波传播,是靠电离层反射的。电离层由围绕地球的处于不同高度的3个导电层组成的,这3个导电层分别称为D层、E层、F层。 短波在电离层的传播,其传输模式有单跳、多跳。依靠单电离层或多电离层反射构成电磁波传输路径。当通信距离>2500km时,往往采用多跳,以获得较大的仰角。如利用F2反射一次,称为1F2传输模式。

3 短波通信常用的调制、解调技术 调制的目的就是要利用频带,高频无线传输,将消息变换为便于传送的形式,提高短波通信的抗干扰性能,使其能够频分复用。短波通信常用的调制、解调技术有调幅AM、单边带SSB、频率调制FM。常用调制技术如下表: 调制方式用途 连续波调制线性调制常规双边带调幅 广播 AM 立体声广播 抑制载波双边带 调幅DSB 单边带调幅SSB 载波通信、无线电 台、数传 残留边带调幅VSB 电视广播、数传、 传真 非线性调制频率调制FM 广播、微波中继、 卫星通信 相位调制PM 中间调制方式 数字调制幅度键控ASK 数据传输 频率键控FSK 数据传输

未来移动通信技术的发展趋势与展望探讨

未来移动通信技术的发展趋势与展望探讨 摘要科技不断发展,人类生活在不断进步,现在的社会是科技型的社会,是信息化的时代。而信息化需要的是计算机,需要的是互联网,为了紧跟时代的潮流,为了更加方便人们的交流,方便中国信息事业的发展,移动通讯也在一代一代的更新,一步一步向前迈进。新型的通信手段将成为促进社会进步、科技发展的中坚力量,本文将根据移动通讯来探讨其未来发展趋势与展望,并且进行研究分析,为我国移动通讯将来的发展提供探索新趋势。 关键词移动通信技术;发展;数据;信息时代 前言 随着信息时代的快速发展,科学技术的不断更新,通信技术也越来越受到人们的关注,它经过四代的变革更新,处在第五代的热潮之中。人们的工作、出行、购物,都要依靠移动通信来完成,因此,移动通信技术已经成为人们日常生活中必不可少的“必需品”。经过调查统计,我国移动用户的使用者已经突破了十亿,目前的使用量还在不断增加,呈现出了前所未有的热潮。移动通信技术的发展前景极为乐观,同时也促进了我国的信息发展。 1 移动通信系统的研究背景 移动通信系统是从二十世纪八十年代诞生的,直到现在,它一共经历了四次更新换代,预计到2020年将经过第五代的發展历程。 第一代通信技术是在二十世纪九十年代初完成的,它主要是通过模拟传输数据,因此传输的速度十分的慢,而且质量相对来说也较差,并且无法加密,安全系数也很低,业务量也很小,所以很快就被第二代移动通信技术淘汰了。 第二代移动通信技术开始于二十世纪九十年代的初期,这次它引入了较为密集的技术结构,并且还引用了智能技术,虽然比起第一代的通信技术好了很多,但依然有多的不足之处,传输的速率依然很慢,安全稳定系数依然不够高。 第三代通信技术的发展就更加的智能化,前两代无法解决的宽带服务,由于第三代通信技术的到来也有了相应的提供。它具有Internet的能力,还可以实现全球漫游,传送质量较高的图像等。 第四代通信技术就是现在我们使用的4G网络,上网的速度更加的快,并且有了移动宽带和WIFI。我国现已经进入了4G生活时代,4G具有极高的下载速度和高清的电视,是前三代无法达到的。 随着科学技术的发展,网络时代的需求越来越多,这就需要更加进一步的研究未来移动通信技术的发展趋势,从而使我国的信息发展跟上时代的脚步[1]。

短波通信发展综述复习过程

短波通信发展综述 邹光辉 短波通信又称高频(HF)通信,使用频率范围为3-30MHZ,主要利 用天波经电离层反射后,无需建立中继站即可实现远距离通信。同时由于电离层的不可摧毁特性,短波通信始终是军事指挥的重要手段之 一。由于短波通信在军事通信上的不可替代性,从20 世纪80 年代初,短波通信进入了复兴和发展的新时期。许多国家加速了对短波、超短波通信技术的研究与开发,推出了许多性能优良的设备和系统。短波通信再次占领一定的地位, 随着技术的进步, 对于通信的一些缺点, 不少已找到克服和改进的办法。短波通信的可靠性、稳定性、通信质量和通信速率都已提高了一个新水平。 一、由单一自适应技术向全自适应技术方向发展 短波通信存在着短波信道的时变色散特性和高电平干扰的弱点。因此, 为了提高短波通信的质量, 最根本的途径是“实时地避开干扰找出具有良好传播条件的无噪声信道”。完成这一任务的关键是采用自适应技术。所谓自适应, 就是能够连续测量信号和系统变化, 自动改变系统结构和参数, 使系统能自适应环境的变化和抵御人为干扰。因此短波自适应的含义很广。现已发展的自适应技术有自适应选频与信道建立技术、功率自适应技术、传输速率自适应技术、自适应调制解调技术、自适应分集技术、自

适应信道均衡及辨识技术、自适应编码技术、自适应调零天线技术。 传统意义上的自适应主要是指频率自适应, 是以事实信道估值为基础, 采用自动链路建立和链路质量分析技术, 因此也称为实时选频技术。在未来信息时代, 网络数据通信将成为主要的通信方式, 但是单一的频率自适应还无法满足网络数据通信的要求, 由于短波通信中各种新技术的出现, 特别是分组交换和各种自适应短波通信技术的发展, 为短波数据网的发展打下了基础, 频率自适应技术可与其他自适应功能综合构成全自适应短波通信系统。未来通信的需求促进了短波自适应通信系统正向全自适应技术的方向发展。 二、由窄带低速数据通信向宽带高速数据通信发展 针对短波通信存在的保密(或隐蔽)性不强、抗干扰能力差的弱点以及电磁环境的特点和规律, 为了提高短波通信干扰能力,发展起来了短波通信电子防御技术。这类技术以短波扩频通信技术为主体, 包括短波自适应跳频技术、短波直接序列扩频技术等。传统的绝大多数短波跳频电台都是传输模拟话音的模拟跳频电台, 此类短波跳频电台在技术上存在话音质量差、通信距离短、跳数低(通常为几十跳)等问题, 而且几乎都是窄带跳频。为提高抗干扰能力, 一方面必须提高跳频速率, 另一方面可以增加信号带宽, 使信号淹没于噪声之中。通常采取纠错、交织、加密等措施, 但与此同时, 又会使信息的有效传输速率降低。

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