短波应急通信

短波应急通信（共9篇）

短波应急通信 篇1

短波通信多年来被广泛地应用, 用以传送话音、文字、图像、数据等信息。短波通信依然快速发展的原因主要有三点:a.短波是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段, 一旦发生战争或严重灾害, 无论哪种通信方式, 其抗毁能力和自主通信能力都无法与短波相比;b.短波适应性很强, 在山区、戈壁、海洋等超短波覆盖不到的地区, 主要依靠短波通信;c.短波通信投资省、建台快、维护方便, 与卫星通信相比, 短波通信不用支付话费且运行成本很低。

1 短波通信简介

1.1 原理。

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100000m到0.75mm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, 其中短波的波长为100m到10m, 频率为1.6~30MHz。短波的基本传播途径有地波和天波两种。

1.1.1 地波沿地球表面传播, 其传播距离取决于地表介质特性。

陆地表面介质电导特性差, 对电波衰耗大, 而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样 (潮湿土壤地面衰耗小, 干燥沙石地面衰耗大) , 短波信号沿地面最多只能传播几十千米。地波传播不需要经常改变工作频率, 但要考虑障碍物的阻挡。

1.1.2 短波通信中最主要的传播途径是天波。

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。电离层是指从距地面大约60~2000km处于电离状态的高空大气层, 只对短波波段的电磁波产生反射作用。电离层分为D, E, F1和F2四层。D层高60~90km, 白天可反射2~9MHz的频率;E层高85~150km, 这一层对短波的反射作用较小;F层对短波的反射作用最大, 分为F1和F2两层, Fl层高150~200km, 只在日间起作用, F2层的高度大于200km, 是F层的主体, 日间、夜间都支持短波传播。

因此, 天波传播主要用于短波远距离通信, 而且不受地面障碍物阻挡。但利用天波传播不是很稳定, 因为在天波传播的过程中, 路径衰耗、时间延时、大气噪声、多径效应、电离层衰落等各方面因素, 都会造成信号的弱化和畸变, 从而影响到短波通信的效果和质量, 这也是过去不在电力系统中采用短波通信的主要原因之一。

1.2 特点。

与卫星通信、地面微波等通信方式相比, 无线电短波通信有着许多显著的优点:短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信, 建设和维护费用低且运行成本低;设备简单, 可以使用固定基站进行定点通信, 也可便携背负或装入车辆实现移动通信;电路调度容易, 临时组网方便快捷, 灵活性强;抗毁能力强, 体积小, 适应各种环境条件。

上述优点是短波通信被长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。“同时, 短波通信也存在着一些明显的缺点:可供使用的频段窄, 通信容量小, 只适合语音、低速数据及图片的传输;短波的天波信道是变参信道, 信号传输稳定性差, 电台的操作需要一定的经验与技巧;大气和工业无线电噪声干扰严重。”

2 电力应急通信

电力系统是由发电、输变电、配用电等环节组成的一个庞大的能源输送网络。由多种电力设施构成的电网遍布城乡各地, 具有分布的广阔性。电力通信专网是电网安全稳定运行的支撑网络, 与电网设施一样, 大部分的电力通信电路分布在户外, 在电力生产运行过程中难免发生一些突发事故。“因此, 必须构建电力生产的应急保障系统, 以应对各种突发事故和灾害的影响, 提高电力生产、运行的安全。”

电力应急通信是指当电力系统发生事故或出现灾害等紧急情况时, 能为各级电力生产运行管理机构提供事故现场话音、数据和图像服务的通信保障, 保证抢修现场与应急指挥中心之间联络的通信系统。构建电力应急通信系统, 可在电力系统出现突发事件而导致电力通信中断或需要临时快速通信时, 在最短的时间里获得现场的相关数据信息, 制定切实可行的应急预案, 并通知所有需要召集的应急人员, 用快捷方便的通信手段和通信工具帮助指挥人员进行快速有效的部署和指令传达, 通知应急处理部门协同调度指挥, 从而最大限度地减少事故造成的影响及损失。

电力应急通信方式的选用应具有以下特点:受地理环境和气候条件影响最小且没有传输距离的限制;自成体系, 具有很强的独立性、机动性;实用性、可靠性强, 操作方便;考虑在现场没有电力通信专网和公网情况下, 能够快速地建立临时通信服务;能够传输语音、数据、视频业务。

3 应用探讨

一个基本的短波通信站由电台、天线及电源组成, 两部及以上电台就可以构建一个短波通信系统。根据国际协议, 短波通信使用单边带调幅方式, 窄带传输, 带宽一般为3k Hz, 短波电台的使用只需在当地无线电管理委员会申请持台证即可。根据通信的距离和使用的场合, 短波通信在电力应急通信中的应用可以有以下几种方案。

3.1 远距离通信。短波通信站的选配有三种:固定基站-固定基站;固定基站-移动车载;移动车载-移动车载。

3.2 区域内通信。

短波通信站的选配有两种:固定基站-移动车载;移动车载-移动车载。固定基站与车载台的选配与方案一相同。此方案适用于区域内中心站与现场的移动车载台之间远距离通信, 覆盖范围几百千米, 满足省内或地区内的中、短程通信需求。

3.3 现场通信。短波通信站的选配有两种:移动车载-便携电台;便携电台-便携电台。

近年来, 短波通信技术在世界范围内获得了长足进步, 出现了很多新电台、新装备和新技术。短波单边带电台的体积越来越小, 功能越来越多。现已推出了多款新型基站天线和车载天线。短波通信在频率选择方面又推出了短波全频段实时自适应选频系统, 进一步提高了短波通信的稳定性和可靠性。

结束语

近几年, 国家对应急体系的建设极为重视, 各级政府及很多行业加大了应急通信系统的建设目前, 在政府、公安、民防、地震、气象、交通、林业、石油等部门都将短波通信作为一种重要的应急通信手段。计算机、移动通信和微电子技术的迅速发展促进了短波通信技术的更新换代。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, 满足了新时代应急通信的需要。

短波应急通信 篇2

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。为了提高信息的有效传输速率, 也必须增加频率和信道带宽。也就是说高速、宽带已成为短波通信增加抗干扰能力的焦点。如美国近年来研制的短波跳频电台跳速已达5000 跳/s 以上(跳频带宽为2MHz、信息传输速率为19.2Kbit/s)。

三、短波终端技术向自适应调制解调技术发展

现代短波通信终端技术, 主要是针对短波通信存在着严重的电磁干扰的特点, 为了满足人们对数据业务、特别是高速数据业务的需求, 围绕着提高数据传输的可靠性和数据传输速率而发展起来的。主要包括语音编码技术、数字调制技术、短波调制解调技术,差错控制技术等。

传统的短波通信工作方式主要是“话”和“低速报”, 无法满足数据通信的需要。在短波信道上传输数据话音和其他数据信号必须要有短波Modom, 调制解调器就成为实现短波数据通信的关键部件。由于短波信道是一个典型的时变信道, 多种反射模式并存,不仅存在衰落而且存在多径时散, 绝大多数多径时延在2ms—5ms 范围内。同时, 由于信号时代严重的电磁干扰, 为了保证网络传输信息的可靠性, 调制解调方式必须具有抗干扰、抗多径和抗衰落的能力, 保证快速准确地传递信息。因此, 短波自适应抗多径调制解调技术成为现代短波通信研究的重要方面。

四、短波通信系统由数字化向软件化发展

短波通信数字化主要包括两个方面的内容: 一是语音数字化通信;二是数据通信业务, 特别是高速数据业务。因此, 在短波信道条件下高速率的可靠数字信号传输, 低误码率的语音编码, 以及数字信号处理等技术, 是实现短波数字化的关键技术。微电子技术的发展, 促进了大规模集成电路以及微处理机在短波通信设备中的广泛应用, 短波通信设备集成化、小型化、通用化程度大大加强, 技术性能显著提高。目前主要在自适应技术、电子对抗技术、计算机组网技术等三个主流方 向发展。但是, 传统的设备在结构上存在很大的限制, 实现不同的业务需要, 接入不同类型的终端。另外, 上述三个技术在现有系统中实现面临着很大困难, 从而迫使人们寻找一种有效的解决方案。软件无线电是近年来国际兴起的一项新技术, 被称为是自模拟通信过渡到数字通信之后, 无线领域的又一场革命, 代表了当今通信技术的重要发展方向和未来通信产业的增长点, 已成为第三代移动通信系统的技术基础和解决协同通信难题的主要技术手段, 具有广阔的军用和民用前景。软件无线电技术的兴起不仅为新一代短波通信设备提供了最佳的解决方案, 并且为通信体制的突破发展提供了有力的研究基础。

五、新型短波天线向自适应、智能化方向发展

无线电系统都需要天线, 它是实现电路电磁能量正反变换的器件。在变换过程中, 有三个功能和性能: 获得或送出更多的功率———阻抗匹配;高效率变换———效率及衰减;聚集的发射或选择接收———方向性。在这些性能中, 方向性更受人重视。传统的方法多为给定权集, 选定阵列形状和尺寸, 基于此, 人们发明成百上千种天线, 很难选择。自适应天线技术是高频自适应技术中的一种,它是在天线技术、信号处理技术、自动控制理论等多学科基础上综合发展而成的一门技术。自适应天线阵能够自动适应环境变化,增强系统对有用信号的检测能力, 优化天线的方向图, 并能有效跟踪有用信号, 抑制和消除干扰及噪声而保持系统对某种准则而言是最佳的。它通常有天线阵列组成, 故又称为自适应阵列天线。由于自适应天线能自适应地调整阵列单元的幅度和相位, 使该阵列特性(如方向图、极化特性和阻抗特性 等)处于某种最佳状态, 因而它是一种目前十分引人注目的天线类型。特别是它能自适应地调整波瓣图的零点位置使之对准干扰源方向, 改变方向特性, 而且能提高信号增益, 降低电波互相交叉引起的干扰, 从而大大提高抗干扰能力。

六、短波通信系统网络向第三代全自适应网络方向发展 通信数字化、通信系统网络化、通信业务综合化是短波通信发展的必须趋势, 系统兼容、网络互通, 以及高可靠性、有效性、强抗毁性, 成了通信系统建设的基本要求。传统的短波通信业务(话、报、点对点数据)已不能适应数字化战场的应用需求，当前的短波网络需要支持更多的应用，并希望成为Internet的一部分，短波通信正同其他通信一样，已稳步迈人了网络化时代。第三代短波通信网络开始发展，它是建立在美军标MIL．STD．188．141B的基础上，在自动链路建立(Auto Link Establishment，ALE)、信道效率、网络管理、路由协议及与Internet互连等方面的性能都较第二代网络有很大进展。但是由于短波信道的特殊性，全网各电台如何实时选频以及频率复用等问题都有待进一步解决。

短波通信网在应急通信领域的应用 篇3

随着现阶段诸如地震、火灾、冰雪、洪灾和恐怖事件等灾害事件的频发, 政府及其相应的职能机构的工作能力、办事效率不断地经受着考验, 灾害事件给国家经济和地方经济造成了重大损失。因此一旦有灾害发生, 就必须以极快的速度采取补救措施, 补救是否及时、决策是否得当, 重要原因都取决于在灾害发生前后通信措施是否及时, 分析是否准确合理等, 这些因素与人民群众所承受的生命和财产损失情况密切相关。为此, 国内外都在为预防灾害, 以及灾害发生时的实时通信传输而努力。

1 短波通信特点

短波通信不依赖其他有线和无线通信手段都必须具备的网络、传输线路、中继体和建筑等基础运行条件, 属于独立自主通信, 抗毁能力最强。短波通信是实现中、远程无线联络的基本手段。短波一方面通过地波传播实现近距离通信, 另一方面通过电离层反射的天波传播, 实现远距离通信。从点对点直通距离看, 短波是所有无线通信方式中距离最远的一种无线通信手段。

另外, 短波通信系统建设和维护成本低, 无通信费, 建设周期短; 设备简单, 可以根据使用要求进行固定设置, 也可以个人背负或车载安装进行移动通信; 组网灵活; 实时性好; 除了话音之外, 还可以通过配接附属设备实现传送电报、有/无线电话转接、计算机通信和G3 传真等业务。

基于上述优势, 短波通信在国内外历次突发事件中都发挥了不可替代的重要作用, 特别是在救灾初期常常是主要依赖的通信工具, 因此被广泛用于军队、武警、政府各系统、公安安全, 以及地震、林业、 矿业、电信、水利、电力、交通和安监等专业领域。

2 组网建设目标与网络拓朴结构

2. 1 组网建设目标

针对应急通信领域的应用特点, 短波电台网应满足多点交互通信功能, 对上可以及时汇报灾情以及日常运营情况, 对下及时指挥下级单位, 平级单位可以联合作业。最终形成一套完整的通信指挥网络, 满足处置突发事件时可以上传下达, 平时可以进行相关情况通报。

下面以省级应急通信为例, 介绍省级应急通信领域的网络构成。

2. 2 网络拓扑结构

所谓网络拓扑设计是指依据所给定的信息流特性———通信业务量和终端节点的位置, 确定中间节点的位置和网络节点之间连接的方式。最佳的网络拓扑设计是网络经济性的可靠保证, 同时网络拓扑设计也将影响到网络的可靠性、链路的容量及分配、 流量控制及网络延时等主要指标。

针对应急通信领域垂直管理的工作特点, 适合采用树形网络拓扑结构。在这种拓扑结构中, 每个结点与其子结点有连接, 并根据实际需要确定是否与同级其他子结点进行有限连接, 在指挥调度过程中, 通常每个机构听命于一个上级部门, 涉及到同级子节点联合行动时, 一般都由共同的上级单位负责协调, 所以同级子节点直接通信的情况并不是很多, 但是为了提高整个通信网络的抗毁能力, 可以考虑将几个重点子节点进行同级有限连接。树形结构是天然的分级结构, 与其他拓扑网络相比通信线路总长度短, 成本较低, 节点扩充灵活, 寻径方便, 便于管理。

省级应急通信领域短波通信网由省级应急通信部门、市级应急通信部门和县级应急通信部门3 层网络构成。

整个短波通信网能够实现对全省地域的全部覆盖, 必要时还能够与其他职能部门, 以及周边省份的救援单位跨区联络, 实现应急救援指挥无线通信逐级或越级的实时指挥调度。县区台、市台和省台之间在结构层次上形成短波树形拓扑结构通信网络。 根据业务处理的需要, 在同层次上还可组成网形拓扑结构, 这样每个结构节点之间有多条路径可供选择, 具有较高的可靠性, 其网络拓扑结构示意图如图1所示。

3 设备选型情况分析

针对短波通信系统网络的层次构成, 在设备选型上, 从实际需要出发, 以设备功能先进性、稳定性为重, 同时权衡设备的性价比, 在满足系统功能需求的基础上, 达到系统功能先进, 运行稳定、易于操作、 升级维护方便、兼容性好, 性价比高。

3. 1 电台种类选型

短波电台按用途和使用条件, 分为固定式、车载式和便携式电台。固定式电台主要用于战略通信, 通常组成发信集中台和收信集中台, 其功率为数百瓦至数千瓦, 甚至到数十千瓦, 一般使用性能较好的大型天线; 车载式电台用于组成指挥所通信枢纽或作移动通信使用, 其功率为数十瓦至数千瓦, 一般使用鞭形天线和双极天线; 便携式电台主要用于保障战术分队的通信联络, 具有体积小和重量轻等特点, 一般采用鞭形天线, 利用地波进行近距离通信, 功率通常为数瓦至数十瓦。

针对应急通信领域不同级别的特点和功能, 建议采用如下方式配备短波电台设备: 省级应急通信部门建议由125 W或者400 W固定基地站台、125 W动中通车载台以及背负电台组成; 在市级应急通信部门配备125 W固定基地站台和背负台, 实现全市范围的远距离报、话通信能力; 在县应急通信部门配备背负台, 能够实现对全县的覆盖, 必要时可以装到通信车或者指挥车上进行通信。

3. 2 天线种类选型

固定台建议采用全向三线基地宽带天线, 可实现1 500 ~ 2 000 km半径内的语音、报文传输, 对全省的地级市和县实现无缝隙覆盖。全向三线基地宽带天线采用宽带匹配网络和加载技术, 天线具有工作频带宽、电压驻波比小、辐射效率高、免天调等技术特点。全向三线基地宽带天线采用三线偶极结构, 具有性能稳定、抗风能力强、不易损坏等特点。 全向三线基地宽带天线根据不同的应用场景可以采用平拉方式架设或者倒V方式架设, 平拉方式架设适用于固定台的远距离通信, 倒V方式架设适用于固定台的中、近距离全向通信。

固定台除了全向三线基地宽带天线外, 也可使用高增益, 低仰角对数周期天线 ( LP) , 但天线价格昂贵。通信距离较长, 在实践中100 W短波自适应电台配这种天线, 可基本实现北京至昆明, 乌鲁木齐甚至拉萨全天候通信。如果通信质量要求不是太高, 也可使用价格相对便宜的天线如八木天线, 长线天线, 但长线天线需用天调。距离在600 km以内时采用水平双极天线可取得较好效果, 但水平双极天线占地较大, 中心站电台较多不适合布天线阵。

车载式和背负式短波电台根据电台的不同功能配备不同的电台天线, 通常配置为车载鞭天线和便携天线杆等。

3. 3 其他考虑因素

车载式和背负式短波电台建议选用具有双天线插口、能够实现一机多用 ( 可用于基地、车载、背负等多种方式) 的数字化背负电台, 便于系统改造升级和节约以后的建设经费。在日常情况下配备双极或三线天线作为基地电台使用, 与上级单位保持畅通; 在紧急情况下可去掉基地天线接头, 移至应急车或者通信车上配合车载天线作为车载电台赶赴现场并在行进中与上级单位保持畅通; 当车载鞭状天线处于短波近距离通信盲区无法与指挥中心通信时, 可利用电台的双天线插口临时架设简易固定天线实现无盲区通信; 当道路中断, 车辆无法继续前进, 取下车载电台转作背负电台徒步到达救灾现场, 即可在徒步行进中与上级单位保持畅通, 也可在到达现场后临时架设简易天线作为现场通信中心 ( 作为现场指挥部的现场通信保障手段) 与上级单位保持畅通, 将前端实时情况传回指挥中心, 指挥中心给予相应的指挥调度, 最大限度地保证人民生命财产安全。

4 多网系融合设备的配备

为了解决短波通信网与其他通信的融合问题, 同时提高整个短波通信网络的可靠性, 必要时可以配备多网系融合设备, 通过该设备可以将短波无线通信和有线通信、卫星通信及超短波通信等通信手段进行融合, 通过其他制式的承载网络, 实现对短波系统的延伸和扩展, 从而可以大幅度提高通信效率。 多网系融合系统通信示意图如图2 所示。

5 网络遥控设备的配备

由于短波电台发射时有较强的辐射, 严重时会对周围的人员和设备形成伤害, 为了避免该情况的发生, 必要时可配备网络遥控设备, 如图3 所示。通过该设备可以实现将短波电台及天线架设在远离指挥中心的地方, 网络遥控转换设备与短波电台相连, 同时通过通信传输光缆将控制信号和音频信号传输到指挥中心, 操作人员可以在指挥中心对短波电台进行遥控操作, 从而可以增加人员的安全性。

6 短波通信网人员配备

针对目前应急通信部门工作人员的现状, 需要配备短波通信网系统日常维护和操作人员, 短波通信由于需要较高的操作和维护经验, 只有专门从事该领域的工程师, 才能够对系统较了解, 鉴于这种情况, 需要对整个通信网进行定期的维护和定期演习, 使得操作人员对系统更加熟悉, 经过长期的经验积累, 才能够掌握短波通信领域的相关知识。

7 结束语

本文重点以省级应急通信部门为例, 介绍了短波通信的网络结构和构成要素, 这些方面同样适合于国家级、市级、县级的短波通信网的建设, 目前短波通信设备种类很多, 技术成熟, 价格相对经济、安装方便、反应迅速等特点, 是应急通信的必备设备。

应急通信部门作为突发事件的主要指挥和协调单位, 如何在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后管理过程中, 保障通信链路的畅通, 已经是一个迫切需要解决的问题。

短波通信网的组建, 作为应急突发事件的最后通信手段, 可以有效地提高突发事件的处置效率, 为尽量减少人民群众的生命和财产损失提供技术保证。

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短波通信盲区及解决方法 篇4

卫星、网络通讯快速发展的今天，短波通信不仅没有被淘汰，还在快速发展。

其原因是：短波通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低。

短波通信技术发展状况

近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步，出现了很多新电台、新装备和新技术。其主要特点是：

1、短波电台

短波单边带电台体积越来越小，功能越来越多，性能越来越好，兼容性越来越强。数字化是短波电台的必然发展趋势。

2、短波天线

短波天线主要是向宽带、全向、无“盲区”、高增益方向发展。体积越来越小，效率越来越高。现推出了多款新型基站天线和车载天线。

3、频率选择

在频率选择方面，除已广泛使用的ASAPS测频系统和ALE自适应选频方法外，又推出了短波全频段实时自适应选频系统和频率管理系统。

4、噪声消除

在抗噪声方面推出了多种静噪、消噪方式，尤其是美国SGC公司最近推出的ADSP2单端消噪器，可以串接在任何无线电台的收信音频放大电路中或做成消噪扬声器，消除信道中的背境噪声，使短波电台的收听质量，达到或接近超短波电台的收听水平。

5、组网通信

在组网通信方面，除自适应（ALE）功能中的选呼组网方式外，国外己推出了CCIR493数字选呼系，该系使每一部电台分得一个不重复的ID码（4~6位），通过它可组成万台级的大网，现在澳大利亚生产的短波电台，欧、美生产的部份短波电台，己作为常规功能，固化于整机中。CCIR493数字选呼系统可实现单呼、组呼、群呼，收发短信息，传送GPS定位信号，传送警报信号，实现短波/市话网双向自动拨号等功能。

短波通信盲区及解决方法

一、短波传播方式

无线电广播、无线电通信、电视、雷达等都要靠无线电波的传播来实现。

电波在各种媒介质及媒介质分界面上传播的过程，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（表面波）传播，直射波（视距）传播，天波传播，散射传播。

超短波适用直射波传播方式进通信。短波的基本传播途径有两种：

A、地波（表面波）传播。

B、天波传播。天波传播是短波通信的主要传输方式。

1、地波传播

沿大地与空气的分界面传播的电波，叫地面波或表面波，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，由于部份能量被大地吸收，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。通常，超长波、长波、中波无线电通信，利用地波传播。

2、天波传播

天波是指由天线向高空辐射的电磁波受到天空电离层反射或折射后返回地面的无线电波。传播途径如图1-2所示。

天波是短波的主要传播途径。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以多次反射，因而传播距离很远（可上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波传播的最大弱点是信号很不稳定的，处理不好会影响通信效果。随着无线电通信新技术的不断涌现，天波传播弱点对短波通信的影响，正在逐步被克服。

3、通信盲区

上面已介绍了地波和天波两种传播方式。一般来说，地波的传播距离可达20~30公里，而天波从电离层第一次反射落地（第一跳）的最短距离约为80~100公里，可见20至100公里之间这一段，地波和天波都够不到，形成了短波通信的“寂静区”，也称为盲区，盲区内的通信大多是比较困难的。车载台由于天线的限制，均存在通信盲区问题。

二、解决通信盲区的方法

1、常用方法：

一是加大电台功率以延长地波传播距离；二是常用的有效方法就是选用高仰角天线，也称“高射天线”或“喷泉天线”，缩短天波第一跳落地的距离。仰角是指天线辐射波瓣与地面之间的夹角。仰角越高，电波第一跳落地的距离越短，盲区越少，当仰角接近90°时，盲区基本上就不存在了。

在新式天线未出现之前，我们常用低架双极天线来解决近距离通信盲区问题，效果也不错。

2、三线式天线是目前效果较好的短波基站无盲区天线

短波应急通信 篇5

一、短波通信的定义及特点

1.1短波通信的定义

短波通信是波长在100米~10米之间,频率范围3兆赫~30兆赫的一种无线电通信技术。

1.2短波通信的特点

(1)短波通信发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备,通信距离较远,是远程通信的主要手段。

(2)由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响,所以短波通信的稳定性较差,噪声较大。但是,随着技术进步,特别是自适应技术、猝发传输技术、数字信号处理技术、差错控制技术、扩频技术,超大规模集成电路技术和微处理器的出现和应用,使短波通信进入了一个崭新的发展阶段。

(3)短波通信设备使用方便,组网灵活,价格低廉,抗毁性强等固有优点,是支撑短波通信战略地位的重要因素。

二、消防部队短波通信的特点

广义上讲,短波通信可以分为业务通信和应急通信两大类。业务通信的特点是台站相对固定或分布有规律,因此在频率使用和通信功能等方面有固定规范。消防部队的工作任务决定了消防短波通信属于应急短波通信,主要有以下特点:

1时间、地点、地域范围不固定,需要针对这种不固定性,合理选用频率,合理使用天线。

2、由于车辆可能行动受阻,单兵台的重要性更为突出。

3、操作人员岗位流动性大,对装备使用和管理增加了难度。

三、做好消防短波应急通信工作的几点实践

3.1小功率单兵台是短波通信网内的“短板”

在工作实践中,我们经常看到单兵台的通信效果不够理想。主要表现为:车载台和固定台收听单兵台信号不好,但单兵台收听车载台和固定台效果较好。造成这一现象的原因,主要是单兵台的发射功率太小,无论是国产或是进口电台,其功率大都在20W至30W之间,而固定台和车载台的功率是125W或者更大,再加上临时架设的单兵天线,性能也比不上固定台和车载台的天线,致使小功率单兵台成为整个短波通信网的“短板”。针对此问题,我们在工作中选择了双模单兵台,该类型电台同时具备30W常规单兵台和125W野外基站两种工作模式,当需要远距离通信时切换到12W野外基站模式,效果不错。

3.2加大基站电台功率

固定台和车载电台的发射功率大道士125W,通信距离足够满足多数情况下通信需求。但是像内蒙、新疆、西藏等省区,距离跨度大,某些地域可能125W电台不足以保证高质量通信,建议将短波基站功率提高到500W或1000W。

3.3在应急通信现场正确使用短波天线

消防部队的应急现场指挥所,通常是帐篷或大型通信车辆,常配备使用AB230S应急三线天线或AB330S应急双极天线,有时也可以使用车载动中通鞭天线或高能半环天线。

应急三线天线和应急双极天线技术类型相同,都属于偶极天线类,但各有特点。三线天线辐射效能高一些,但体积比双极天线大一些,也重一些,通常随车携带,供指挥所使用,单兵台一般不用。双极天线通信效果略差于三线天线,但优点是非常轻巧,是单兵台的主用天线,也可以用于车载台或野外临时基站。

四、影响短波通信的因素及解决对策

4.1丛林影响

密林及高大树冠等对短波信号造成严重的吸收衰减,可以参考以下方法加以改善:一是设台地点尽量选择林间空地、道路等树冠稀疏处;二是为了实现田波辐射及太高辐射仰角,天线应高架;三是频率越高,树木的吸收越强,因此林中通信频率宜低一些;四是电台应尽量用高功率发射,弥补天线在丛林中的衰减。

4.2地形地物影响

短波的传播途径主要是天波,因此平原或平缓丘陵不影响短波的正常通信。但是在峡谷中,峭壁大量吸收电磁波,造成短波信号明显衰减,可采取选择开阔地架设天线、采用高架方式、加大发射功率、选择潮湿地面架设提高辐射效率等方法。当遇到富含金属成分的地域,信号吸收衰减很大,遇此情况则只好转移场地。

4.3天气影响

短波应急通信 篇6

鄱阳湖是中国第1大淡水湖,是吞吐型、季节性淡水湖泊,高水湖相,低水河相,具有“高水是湖,低水似河”、“洪水一片,枯水一线”的独特形态。新中国成立以来至2005年,鄱阳湖湖区发生超警戒水位(吴淞基面19 m)的洪水33年次,水位超过20 m较大洪水有19年次,水位超过21 m的大洪水年份有1954,1983,1995,1996,1998,1999年。环鄱阳湖区历年来均为江西省防汛工作的重中之重[1]。

防汛指挥部门在汛期需及时、准确掌握辖区信息。在遇重大洪水或其它灾情时,信息传递量增大,通信时段集中,辖区内通信网络仍需稳定、可靠运行。超短波通信具有通信可靠、信息传递速度快捷、覆盖区域广阔、便于移动、设台灵活、抗自然灾害能力强等诸多优点,是保障国防、公安以及各部门、各行业特殊作业场所和紧急情况下语言信息传输的主要通信手段,同时也是防汛通信的重要组成部分之一。

为使鄱阳湖地区覆盖区内,终端设备(车载台、基地台、手持台)可以使用同一频道相互对讲,并可直接与指挥中心通话,实现全网同播,水利部门结合江西省实际建设了防汛抗旱专有应急同频同播通信系统。

1 系统建设

1.1 目标和任务

鄱阳湖区超短波应急通信网络建设项目旨在建设1套安全可靠、稳定实用、便于控制、管理和维护,具有较好扩展性,覆盖整个鄱阳湖地区的无线通讯同频同播系统,以满足湖区防汛指挥调度工作的需要。

建成后网络覆盖目标:1)鄱阳湖地区(3万km2)国道、省道等交通道路、3 333 hm2以上圩堤、蓄滞洪区内,固定台、车载台覆盖率达100%,手持台覆盖率达95%;2)各基站间交界区不存在同频干扰问题,通信质量良好(话音质量4级以上)。

建成后网络使用目标:1)鄱阳湖地区覆盖区内,终端设备(车载台、基地台、手持台)可以使用同一频道相互对讲,并可直接与指挥中心通话,实现全网同播;2)单个基站覆盖区内可实现局部区域同频道相互对讲。

1.2 组网规划

1.2.1  网络选型

网络选型时需考虑如下技术问题:

1)多站接收时的信号判选。系统工作时,多个接收机经常收到同一对讲机音频信号,如果任由这些信号全部转发出去,会出现多个音频叠加现象,会导致对讲机收到的音频背景噪音大、失真大。所以系统应具备接收选判技术。

2)重叠区域3个音频参数的调整。由于从判选器输出的音频传送到各基站的距离不同或者链路形式不同,到达重叠覆盖区的音频参数:延时、相位、幅度会出现不一致。3个参数控制不好,会出现语音错误、语音变调、音频失真等现象,所以必需严格控制3个音频参数,理想状态是使得到达重叠覆盖区的波形基本重叠。系统应具备时延自动测试技术和话音等幅调制技术。

3)重叠区各发射机载频稳定与同步。各个基站发射机的载频稳定性要高于1 Hz,普通的发射机都做不到这一点。如果发射机到达重叠覆盖区的载频信号不稳定,对讲机收到信号会出现下面几种可能噪音、拍频现象,严重时会出现语音时断时续现象。所以系统必需采用载频同步控制技术。

根据系统建设目标要求,我们采用HYT公司开发的TS-2601同频同播系统来建设鄱阳湖区超短波应急通信网络。

1.2.2  组网方案

一般的常规通信模式是采用1个转信台作为基站设备,终端采用收发异频的模式通过转信台进行彼此的沟通,每个转信台有独立的覆盖区域。这种模式并不适合于较大范围的覆盖需求[3]。根据鄱阳湖区地形特点,采用同频同播系统组网,组网图如图1所示。

该网络通过分级在2个层面分别实现同频同播,通过建设1级同频同播骨干网和2级本地转发网分别实现鄱阳湖区内、各地区本地层面防汛抗旱通信。

第1级同频同播骨干网络的架构由1个链路基站、3个同播基站和1个系统监控台组成。3个同播基站分设在鄱阳湖周边地区范围内的一些高点上,负责相应区域的覆盖;链路基站通过无线方式将各个同播基站连接起来,形成大网覆盖;根据湖区的电测情况,站点分别设置于南昌市梅岭、九江市庐山、上饶市三县岭。监控台安装在江西省防汛指挥部,实现整个同播网络的管理、控制和调度;中心链路基站通过无线的方式(选用220 M频段)连接到各同播基站,整个链路使用1对频点完成数据通信;该设置方式结构简单,效果可靠,同时有很强的扩容能力。每个基站分别配置1个同播信道机,工作在相同的频点。

根据超短波电波传播的物理特性和网区地形情况,南昌市梅岭、九江市庐山、上饶市三县岭分别设立全双工无人值守中继台,组成以地区为中心,覆盖南昌区(含宜春市)、九江区、上饶区(含景德镇和鹰潭市)的自动中继无线通信网络。组成满足各地区本地通话需求的2级网络。

2级网络中的第2级本地转发网络的中继台设置双频点,1组为本地转发,另1组为1级同频同播骨干网络的频点,当1级同频同播骨干网络转信台出现故障时,可即刻替换,保障1级同频同播骨干网络的畅通。

2级设置的方式具有如下优点:为1级同频同播骨干网络的主设备提供备份,保障网络畅通;按照实际工作,满足日常通讯需求,平时互不干扰;合理分散了话务量,避免日常通讯诸塞。

2 系统实能

2008年汛期,网络建成投入运行,省防指作为通信指挥中心,九江市、上饶市为区域中心,实现网内互联。

2.1 通讯功能

1)大网通讯。网络覆盖了南昌、九江、景德镇、上饶、鹰潭、宜春5设区市18个县内的45条3 333 hm2圩堤、8座蓄滞洪区、7座重要中型水库。网内的终端设备(固定台、车载台、对讲机),置入相应的同播频点和本地频点,移动终端自动漫游,根据需求选择通话级别,灵活运用。

2)区域通讯。各基站可独立工作于不同的频点,可以在有需要的情况下,将同播基站分群,组成不同的同播子网,提供本地的无线通讯。

2.2 网管功能

1)监控台可以实时监控基站(信道机)工作状态,随时掌握各同播基站的运行状态;

2)监控台可以调整各基站信道机的发射功率和转信台的收发频点;

3)监控台可以监测同播基站信道机的工作温度、VCO电压、前向功率、反向功率等;

3 系统优劣分析

同频同播系统虽然克服了单基站覆盖范围有限的缺点,节省频率资源。但需要解决各基站信号重叠区产生的同频干扰问题。

TS-2601常规同频同播系统引入了GPS卫星时钟同步技术,可以有效避免同频干扰对话音质量的影响[2]。

1)话音相位延时同步技术。系统具备话音相位延时同步技术,可以保证了中心站到各在基站的延时时间调整精确到微秒级,保证了重叠覆盖区内各基站信号相位差有效控制,从而大大提高了重叠区的话音质量。

2)场强测量的话音优选(接收选判)技术。在覆盖区内的多个基站,同时收到移动台的信号,基站控制器根据的接收信号质量自动进行优化判别。再通过链路送到各基站发射机发射。保证另一方移动台收到的话音是清晰的。

系统利用动态场强检测技术,将最场强信号作为话音源进行同播转发,保证整个同播系统内始终可以接收到最好质量的话音信号。

虽然该系统具有综上所述优势,但也有如下问题与不足:1)频点干扰问题,系统所采用频点为民用频点,时常所到其它部门或个人频点干扰。出现串音现象。给防汛通讯带来影响。2)功能单一问题,系统仅能提供语音通信,功能单一。不能满足现时防汛通信发展的要求。随着公网无线通信范围扩大化,设备轻便化、价格平民化、功能多样化,湖区常态防汛通信基本采用公网通信,同频同播网络仅作为备用手段和应急时专用通信手段。3)运行保障任务重,系统作为水利专网组建,运行保障任务较重。而目前专业的运行维护人员和维护经费不中,也制约了系统进一步发挥作用。

4 结语

通过鄱阳湖区超短波应急通信网络的建设,极大丰富了浙江省防汛通信手段、提高了防汛调度网络的健壮性。以一区带动全省,从先期建设覆盖鄱阳湖地区的同频同播无线网络到最终建设覆盖全省有防汛通讯需求的同播无线网络,实现统一调度,指令畅通。

摘要：江西省已建防汛抗旱计算机广域网,实现各级指挥部和重点水利工程管理单位点对点干线通信,但防汛调度还是依靠公网有线或无线进行通信。公网通信抗灾稳定性不足,灾害发生时网络可能中断或出现拥塞,为丰富省防汛通信手段,提高防汛调度网络的健壮性,结合实际建设水利部门专有应急通信网络——鄱阳湖区超短波应急通信网络。该网络使用同频同播技术建设1级同频同播骨干网和2级本地转发网,分别实现鄱阳湖区内、各地区本地层面防汛抗旱通信。

关键词：防汛抗旱,同频同播系统,超短波,应急通信

参考文献

[1]江西省水利厅.江西河湖大典[M].武汉:长江出版社,2009:45-47.

[2]马满仓,杨杰.短波通信中的正交频分复用技术分析及应用[J].军民两用技术与产品,2006(10):36-41.

短波通信组网研究 篇7

短波通信应用的范围非常广, 通常应用在山区、戈壁、海洋等超短波覆盖不到的区域。短波通信与卫星通信相比来说, 运行成本相对较低, 同时也是唯一不受网络枢纽和有源中继体制约的远程通信手段。但是短波通信组网具有很大局限性, 其通信数据传输效率比较低, 由于短波网络的移动点较多, 这样就会造成网络相当不稳定, 如网络节点丢失、跑包等。文章通过对短波通信组网的结构、传播方式、常用的调制技术等方面展开探讨研究。并经过数据对比, 加强在短波网络设计中结构的可靠性、稳定性以及保证通信质量等。希望通过文章的介绍, 能够促进相关人员深入了解短波通信组网, 为短波通信组网的研究提供理论依据和指导意见。

1 短波通信的概述

短波通信发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备, 通信距离较远, 是远程通信的一种主要手段。因电离层的高度和密度不一, 所以容易受昼夜、季节、气候等因素的影响, 因此短波通信的稳定性较差, 噪声较大。但随着技术进步, 特别是自适应技术、猝发传输技术、数字信号处理技术、差错控制技术、扩频技术, 超大规模集成电路技术和微处理器的出现和应用, 使短波通信进入了一个崭新的发展阶段, 同时由于短波通信设备具备使用方便, 组网灵活, 价格低廉, 抗毁性强等固有优点, 仍然是支撑短波通信战略地位的重要因素。

普通通信组网结构也就是指网络拓扑设计的结构, 主要是通过通信业务量和终端节点的位置, 达到确定中间某个节点的位置与网络节点之间连接的方式。而短波通信虽然也是网络拓扑设计的结构, 与普通的不相同, 从短波通信方式来讲, 是不需要实物来作为媒介达到连接的目的, 其通信量较小。从短波在军事用途上来看, 拓扑结构的性能比较差, 在传播中容遭到破坏, 其稳定性较差, 可靠性较小, 因此容易中断带来很大的不便。

2 短波自适应组网通信技术的应用前景

短波通信的可通率与短波自适应组网通信技术有密切的关系, 为了提升短波通信的可通率, 近年来, 有关短波自适应组网通信技术的研究越来越多。短波自适应组网通信技术是依靠频率自适应通信技术实现的, 所以, 对短波自适应组网通信技术的研究可以归结为对频率自适应通信技术的研究, 频率自适应通信技术的应用前景间接的反映了短波自适应组网通信技术的应用前景。频率自适应通信组网开始实施3G-ALE的同时加快了短波通信技术的发展, 短波通信系统的运行更加稳定。在信道技术领域, 频率自适应组网的发展更为迅猛, 调频和扩频技术的在频率自适应网组中的应用越来越成熟, 目前, 跳速已经超过了4500H/s。在终端技术领域, 通过OFDM技术的应用, 加快了短波通信系统的传输速率。随着无线电技术的不断成熟, 应用范围越来越广, 将无线电技术应用到短波通信领域, 促进短波通信系统操作和应用更加灵活, 扩大受众群体。短波通信已经成为人们日常生活和工作不可缺少的通信网络。短波自适应通信技术的应用范围非常广泛, 应用的前景也非常可观。短波通信积极地融入其它技术, 加快了短波通信的终端和信道的发展, 短波通信网络的传播速度较以往有了很大的提升, 并且抗干扰性能强, 短波通信网络已经成为数字化、网络化模式。目前的短波通信不再是几种简单技术的拼接, 而是融合了多种先进复杂的技术, 其智能化和自动化优势更加明显。

3 短波通信组网的通信类别

3.1 固定频率通信网

固定频率通信网的使用范围是非常小的, 通常只有军队采用。固定频率通信网的发展比较早, 应用也比较早, 但是, 受到相关技术条件的限制, 这种通信网络并没有发展起来。固定频率通信网容易受到外界因素的影响, 稳定性较差, 目前, 固定频率的使用范围已经越来越小。

3.2 频率自适应通信网

短波自适应组网明显提升了短波通信的可通率, 频率自适应通信网的技术相对成熟。频率自适应通信网包括通信链路、组网和系统设备。在频率自适应通信网中能够建立自适应电台。通过对频率点组进行提前设定, 频率自适应通信网即可完成线路质量分析, 确定合适的频率, 建立短波通信。频率自适应通信网的建立短波信道简单快捷, 且建立的短波信道稳定、可靠, 具备比较强的抗外界因素干扰的能力。频率自适应通信网鉴于其优良的性能, 应用范围比较广泛。

3.3 短波跳频通信网

短波跳频通信网的应用范围是比较小的, 但却是通信网络中必不可少的一部分。短波跳频通信网的作用就是为了保护通信信号, 通信信号的频率不固定, 可以在一定范围内不规则的变动。短波跳频主要应用在要求保护通信信号的领域, 例如, 军事领域, 利用通信信号的频率不固定使得敌方追踪信号困难, 或者追踪的速度跟不上通信信号变化的速度, 从而保护信号, 避免通信信号受到破坏和干扰。

3.4 短波直接序列扩频通信网

短波直接序列扩频通信网的具备其它通信网无法比拟的优良性能, 特别表现在抗外界因素干扰方面和抗敌方截获方面。但是, 目前短波直接序列扩频通信网并没有大范围的使用, 原因是相关技术还不够成熟。短波直接序列扩频通信网的工作原理是解扩, 首先把正常集中在信息带宽内的能量分散, 也就是说在传输过程中, 能量是分散的, 当能量到达通信接收端时, 利用通信接收端将能量集中起来, 保证了正常的通信。

4 结束语

目前, 短波通信的应用范围正在不断的扩大, 短波通信已经开始对人们的生活、工作和学习带来了不可忽视的影响。近年来, 针对短波通信组网的研究越来越多, 国家和相关科研机构对短波通信组网的投入越来越多。文章首先对短波通信进行了概述, 介绍了短波通信的特点, 组网灵活, 价格低廉, 抗毁性强。而短波通信虽然也是网络拓扑设计的结构, 但是它不需要实物来作为媒介达到连接的目的。然后介绍了短波自适应组网通信技术的应用前景, 目前的短波通信不再是几种简单技术的拼接, 而是融合了多种先进复杂的技术, 其智能化和自动化优势更加明显。最后介绍了短波通信组网的通信类别, 包括固定频率通信网、频率自适应通信网、短波跳频通信网和短波直接序列扩频通信网, 其中, 频率自适应通信网是应用范围最为广泛的通信网。希望通过文章的介绍, 能够加快短波通信组网相关技术的研究进程。

参考文献

[1]王川, 赵喜英, 赵文芳.短波组网拓扑结构的分析与研究[J].通信技术, 2013 (3) :1119-1123.

[2]胡宗玉, 陈雪婷, 方喜飞.短波通信组网存在的问题和发展趋势[J].中国国防工业出版社, 2014 (12) :1321-1323.

[3]刘佳美, 陈家瑛.区组设计在短波组网中的应用[J].通信技术, 2015 (11) :569-577.

[4]赵志江, 王百川, 刘晓冉.现代战术通信系统概论[M].北京:国防工业出版社, 2012.

[5]石海泉, 靳然然, 赵文方.短波组网拓扑结构研究[J].中国现代通信, 2011 (10) :49-51.

短波应急通信 篇8

一、等效基带信号系统

通信系统中, 信源输出的图像信号、语音信号都是低通信号, 它的特点是直流分量低通频谱, 而它最高频率最低值大于1, 并且, 在频谱地段分布的能量较大, 所以称之为基带信号。它可以通过电缆、架空明线等有线信道直接传输, 不过不可以在无线信道传输。另外, 即便能够在有线信道传输, 但是一对只能传输一路, 对其的利用很不理想。为了能够让基带信号像无线信道哪样传输, 同样也为了让有线信道一起传输很多基带信号, 就要用到解调和调制的技术。调制指从发送端内搬移给定信通道基带信号的过程。解调是指接收端把搬到定信内的频谱还原成基带信号。

二、虚拟短波天波信道模型参数的确定

电离层拥有随四季、昼夜而变的物理特性。它的逼真效果主要在接受的语音信号体现出来的因为时间而变化的影响。这种影响通过参数的改变去实现。所以, 它的逼真度的关键所在是因时间地点而变化的环境参数去确定模型参数。

不过短波模型的参数和环境参数间没有确定的关系, 因此由于环境参数直接计算的模型参数不是轻而易举的。

三、最高可用频率

最高可用频率是指通信距离下, 电波传出电离层和返回地面的临界值, 假如频率比这个临界值高的话, 那么电波穿过电离层, 就不会反馈到地面。最高可用频率也和反射层的电离密度有着关系, 所以, 只要是影响到电离密度的因素, 都会利用最高可用频率的数值。如果通信线路选择最高可用频率作为工作频率的时候, 因为只有一条路径, 所以通常情况下, 可能会获得最好的接收。因此, 可用工作频率选择短波通信电路, 是非常重要的。

四、虚拟信道模型参数数据库的建立

按照虚拟短波/超短波信道模型参数的研讨, 得出的模型参数的选择和环境参数有着很大的关系, 其中的环境参数指时间、日期及地理位置等。这种关系一般不能用确定的函数表达出来, 只可以用一些图描述出来。在环境参数确定出模型参数的时候, 不可能进行人工查图表, 所以应该把这些图表中的数据以数据库的方式存到计算机里面, 就可以自动计算出模型参数。

五、虚拟短波/超短波通信系统平台的构建

实现所有虚拟通信系统, 电台的语音数据都要在虚拟信道处理。通信部队的训练都是以很多电台对通信的集中训练为主要目的。要是多电台对通信, 首先不知道双方都是谁, 但是串口通信必须要提前布线;而且虚拟信道的数据处理工作量很大, 所以以串行通信显然不能保证它的实时性和逼真性。因此找到一个可靠、迅捷、稳定的平台去实现虚拟通信系统, 是虚拟短波/超短波通信系统平台的关键技术之一。

六、虚拟短波/超短波通信系统平台的功能

服务器主要有三大功能:1.网络管理。负责系统的数据传输及网络管理。2.数据管理。对所有的虚拟信道模型参数进行储存兵对其进行数据管理和查询。3.用户管理。主要设置及组织虚拟干扰机和虚拟电台, 就是指挥虚拟电台去进行通信, 分配虚拟干扰机去进行干扰;数据库管理功能的查询到的信道参数以及每个电台送来的各个参数去进行相应的处理和配置;按照信道参数以及每个电台送到的虚拟干扰机的数据和语音数据去进行处理。

参考文献

[1]秦春木.手持式超短波通信平台硬件设计与实现[D].电子科技大学2012

[2]吕争.安卓嵌入式平台中的超短波通信软件设计与实现[D].电子科技大学2012

[3]张忠连.超短波通信系统射频前端电磁防护技术研究[D].电子科技大学2010

[4]李照帅.超短波通信静噪关键技术研究与验证[D].电子科技大学2012

航空短波通信组网研究 篇9

由于短波网络中有大量的可移动站点, 造成网络情况不停变化, 如节点的移动、甚至丢失等, 再加上信道因素, 因此短波网络具有网络拓扑图案的迅速变化和网络节点间链路的不确定性特征。与有线网络相比, 短波网络的带宽较窄, 可利用资源有限, 在短波网络的组网设计中必须考虑这些特征。同时, 也要考虑网络的可靠性和抗毁性, 在较强的干扰和攻击的条件下保证网络的可用性。

1国内外短波通信组网发展现状

早期, 国内外短波电台均作为单一设备使用, 其原因主要是技术和需求的限制, 进入20世纪90年代后, ALE技术、数据链、数据通信、抗干扰通信以及互联网技术成熟应用, 使得短波电台组网有了一定技术基础, 与此同时, 现代战争对信息交换、信息流量的要求也空前膨胀, 信息化、网络化建设成为军队现代化建设的主题。在此期间, 外军短波电台组网应用得到了长足发展, 涌现出了多种典型应用网络[5,6,7]。

1.1 LONGFISH长鱼系统。LONGFISH长鱼系统是澳大利亚国家开发的海军HF高频网络, LONGFISH长鱼系统优点主要包括网络结构简单、易实现、具有最佳接入基站和选频能力、呼叫成功率和通信质量均有保障等。但也暴露出频繁发送导航音导致的基站隐蔽性不强、不能频繁更换基站仅适应于低速移动用户、业务模式以点对点为主造成的组/群通信支持性不强等缺点。

1.2 COTHEN系统。美国的COTHEN系统于1985年提出, 主要为商用/军用用户提供无线接入服务, 系统最多可为235个用户提供服务, 用户包括飞机、舰艇、指挥部以及许多美国联邦机构。COTHEN系统充分利用了原短波基础设施, 费用低;具有最佳通信频率选择和最佳接入基站选择能力, 通信质量有保障;分散布局, 抗摧毁能力强;不发送入网引导信号, 隐蔽性强。但由于采用异步ALE呼叫导致建链时间较长, 地面找飞机较困难。

1.3 HFGCS系统。HFGCS短波全球通信网络是美国国防部专为解决空军全球语音通信和数据传输而建设的项目。网络结构是在全球建设13个大型短波基站, 每个基站大约有10~30部大功率 (4k W) 短波电台, 基站通过有线接入军用专网, 无线链路和地面有线共同构成全球短波通信控制网, 网络中心设在美国的安德鲁斯空军基地。HFGCS能够进行最佳接入基站和通信频率选择, 通信质量有保证;能够处理多路呼叫同时接入 (每个基站有多部短波接收机) ;不发送入网引导信号, 隐蔽性强。但由于仍然采用了和COTHEN系统相同的异步ALE呼叫、探测方式, 因而建链时间较长。

1.4民航HFDL系统。HFDL短波数据链是国际民航组织实施航空电信网的主要数据链之一。HFDL采用TDMA方式, 各地面台以UTC时间为基准, 从0时刻起将24小时分为2700个32秒的时帧, 每时帧13个时隙, 各地面台在发送上行广播数据分组, 飞机依靠接收上行数据分组完成地面接入台站的选择、时间同步及注册本机的发送时隙。HFDL采用TDMA适合于数据业务的有效传输, 并具有选择通信频率和最佳接入基站能力, 呼叫成功率和通信质量有保障。但HFDL系统对话音业务不适应, 发送入网引导信号, 容易暴露, 频繁更换频率或基站, 存在寻找基站时间开销, 突发业务很难支持;

2短波通信组网需求分析与方案设计

2.1短波通信组网需求分析。地空短波通信网要求在国土面积及周边3000Km内, 为机载和地面用户提供可靠的话音、数据信息的远距离传输和交换服务, 要求如下:

a.远距离、高可靠、无盲区、全天候短波通信;b.具有很强的抗干扰、抗摧毁能力;c.灵活指挥、快速反应能力;d.支持机载用户、地面用户的话音、数据报及格式化消息服务;e.实现跨区可靠指挥, 可与其它网络进行信息交换和共享;f.支持接入地面军用固定电话、IP网络等多类用户的能力。

2.2短波通信组网设计方案。为了满足对短波通信网的要求, 航空短波通信网建设时, 须对现有装备和系统进行集成改造, 结合已建的地空短波通信系统、航空地面有线网络等进行综合集成[8]。

地空短波通信网由网络中心、基站、场站、通信基础网和机载短波电台组成, 网络架构如图1所示, 通过这五项基础设施的建设和互联, 可以为机载移动用户、场站用户、地面用户提供满足上述要求的功能。网络中心负责频率资源、设备资源、地址资源的规划和管理, 网络运行、最佳接入基站选择和寻呼功能。基站由大功 ( (转转下下页页) ) 率发信机、多信道接收机和基站控制器组成, 主要实现机载用户最佳通信频率估计、快速链路建立、通信中继和远程遥控场站电台等功能。场站电台作为地空通信的主体电台, 用于直接与机载用户建立无线连接。通信基础网采用空军地面有线专用网络, 负责短波话音、数据及信令的有线地面路由和传输。

基站通过通信基础网接入地空短波通信网, 实现与网络中心的连接以及基站之间的互联, 场站电台通过各种有线传输介质接入附近的基站。网络中心可以对全网基站进行收发控制, 基站可以所属场站电台进行控制。基站属于网络资源, 原则上合法短波用户都可以使用基站资源, 场站电台属场站资源, 原则上只有场站用户可以使用。

场站用户可以通过场站电台和所属基站实现对本区域内飞机的通信指挥, 也可以通过其它非所属基站实现对飞机的远程通信指挥。固定用户一般情况只允许使用基站资源建立链路, 级别高的用户可以直接远程遥控场站电台建立链路。

2.3短波通信网改造后运行方式。地空短波通信网运行于异步模式, 基站、场站、机载电台在无业务需求时, 全部处于静默状态, 不发送引导信号或周期性探测信号, 提高系统的隐蔽性和抗干扰能力。基站采用多信道接收机, 提高链路建立速度及同时接入的用户数。场站电台的通信频率可由基站遥控, 平时处于分配的固定频率, 用于兼容现有使用模式。

网络频率规划为呼叫频率和业务频率两类, 呼叫频率又分上行呼叫频率和下行呼叫频率, 一般上行呼叫频率分配3个, 下行呼叫频率分配5个。上行呼叫频率组与下行呼叫频率组传播特性相近, 避免上行呼叫对下行呼叫的碰撞, 确保上行呼叫信号的可靠。全网规划20个业务频率, 在每个下行呼叫频率附近展开4个, 用于同时接入更多的用户。

机载短波电台平时工作在上行呼叫频率组扫描状态, 等待地面用户的业务通知。基站多信道接收机的数量至少保障能够同时监听所有下行呼叫频率, 所有基站短波电台工作在相同的下行呼叫频率组上, 以实现全网地理分集和频率分集接收综合处理的目的。

3结论

短波通信组网设计改进方案采用场站电台与基站结合的建网思路, 兼容原有使用模式, 不对现役作战训练使用方式进行大的调整, 整个系统不需要时间同步, 不依赖其它系统信息支持, 降低了组网难度, 易于实现, 而且抗摧毁顽存能力强, 同时地面网络建设具有开发式架构, 局部场站或基站的失效不影响整个网络的运行, 而且后期建设具有完全的继承性, 不需要对原有设施进行修改调整, 因而具有较好的可实现性。

摘要：针对航空短波通信系统存在的网络间连通性差、信道带宽小、无线传输质量低、远程大容量通信手段匮乏、组网程度低、抗干扰手段少、管理手段落后等不足, 介绍了国内外短波通信组网的先进技术及其特点, 分析了短波通信组网的需求, 提出了一种航空短波通信组网设计方案, 并给出了方案实施方法及其运行方式。

关键词：短波通信,组网,抗干扰

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