畢業(yè)論文---國內外短波通信網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展研究

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文</b></p><p>　　題目：國內外短波通信網(wǎng)現(xiàn)狀與發(fā)展研究</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1、短波通信在現(xiàn)代通信網(wǎng)中的地位及重要性2</p><p>　　2、短波的歷史發(fā)展4</p><p

2、>　　3、第三代短波通信技術在軍事領域的應用4</p><p>　　4、實現(xiàn)短波自適應通信的全自動頻率管理6</p><p><b>　　結束語6</b></p><p>　　摘 要：短波通信作為現(xiàn)代通信最基本的手段之一，具有不可替代的作用和不可輕視的價值，具有設備簡單、成本低廉、建設周期短、容易隱蔽等優(yōu)點。但是，短波通信由于是靠

3、大氣電離層來傳播通信信息，同時也受天氣和氣候影響較重，信道不穩(wěn)定。另外，衛(wèi)星技術的不斷發(fā)展，使得短波通信中頻段窄、通信量小、受大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾，嚴重的缺陷也逐步凸顯出來。因此，目前國內外的短波通信的發(fā)展也在圍繞這幾個弱點進行的研發(fā)，尤其是短波網(wǎng)絡自適應技術、短波抗干擾技術和組網(wǎng)策略等關鍵技術的研發(fā)。本文就短波通信未來的發(fā)展趨勢也做了進一步的分析和研究。</p><p>　　關鍵詞：短波通信；自適應技術；抗

4、干擾；組網(wǎng)技術</p><p>　　近年來，在軍事技術和人類科學技術進步的推動下，在作戰(zhàn)理論革新的領導下。軍隊的組織結構和編制體制正在發(fā)生重大變化，基本是趨于精干、高效、機動、靈活和一體化、信息化和多功能化方向發(fā)展。用數(shù)字化的設備打贏一場信息化條件下的戰(zhàn)爭。使軍隊由工業(yè)時代的武裝力量向信息時代的武裝力量轉變?，F(xiàn)今的中國前沿城市已然跨入信息化社會的大門，像可視電話、“3G通信”等依賴衛(wèi)星的技術已成為一種主流。有人不

5、禁會問：建設信息化的軍隊，像短波這樣古老的通信手段就應該淘汰了？其實不然！我認為恰恰相反，短波通信技術在現(xiàn)代通信中具有不可替代的作用和不可輕視的價值?！?·12汶川大地震”以及伊拉克戰(zhàn)爭中，短波通信和衛(wèi)星通信在應急通信中是霸主地位，不可動搖！在戰(zhàn)爭和災害面前，大量的歷史事實也是在反復地證明這一觀點。</p><p>　　短波通信設備使用方便、組網(wǎng)靈活、價格低廉和抗腐性強等固有優(yōu)點，一直是世界各國遠程通信

6、的主要手段，被廣泛應用于軍事、政府、外交、氣象、商業(yè)等部門，再加上在戰(zhàn)爭時期短波設備具有抗毀性，使得它與衛(wèi)星通信在軍事領域占有獨特的地位。但短波通信也存在一些明顯缺點，如：</p><p>　?。?）頻段窄、通信容量?。唬?）天波信道是變參信道，信號傳輸穩(wěn)定性差；（3）受大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾嚴重。</p><p>　　另外，在短波波段內，電臺非常擁擠，相互干擾嚴重；受天電干擾，工業(yè)干擾

7、的影響都較大等等。本文介紹的國內外一些關鍵技術，主要就是為了克服干擾，保障通信質量。</p><p>　　1、短波通信在現(xiàn)代通信網(wǎng)中的地位及重要性</p><p>　　1.1、短波通信在現(xiàn)代通信中的作用和特點。</p><p>　　短波按照國際無線電咨詢委員會（CCIR，現(xiàn)在的ITU-R）的劃分是指波長長100m—10m，頻率為3MHZ—30MHZ的電磁波。利用短波

8、進行的無線電通信稱為短波通信，又稱高頻（HF）通信。實際上，為了充分利用短波近距離通信的優(yōu)點，短波通信實際使用的頻率范圍為1.5MHZ—30MHZ。由于成本低廉、設備簡單、建立通信迅速、機動靈活。所以，長期以來一直是軍事指揮的重要通信手段</p><p>　　短波通信有不同的傳播形式。如類似中長波的地波傳播，造電離層反射的天波傳播。對于地波傳播，不可避免的引入較大的地表誤差和較強的本地干擾，通常用于幾十公里以內的

9、通信。天波傳播距離較遠，但受電離層的影響較大，造成信道的變化也越劇烈。電離層的變化多徑、干擾、傳播損失、噪聲、衰落、頻偏等許多因素都會引起短波通信的變化。但這些問題目前隨著技術的發(fā)展，都是可以克服的困難。</p><p>　　與衛(wèi)星通信、地面微波、同軸電纜、光纜等通信手段相比，短波通信也有著許多顯著的優(yōu)點：</p><p>　?。?）短波通信不需要建立中斷站即可實現(xiàn)遠距離通信，因而建設和維

10、護費用低、建設周期短。</p><p>　　（2）設備簡單，可以根據(jù)使用要求固定設置，進行定點固定通信。也可以背負或裝入車輛、艦船、飛行器中進行移動通信。</p><p>　?。?）電路容易調度，臨時組網(wǎng)方便、迅速，具有很大的使有靈活性。</p><p>　?。?）對自然災害或戰(zhàn)爭的抗毀能力強。通信設備體積小，容易隱蔽，便于改變工作頻率以躲避敵人的干擾和竊聽，破壞后

11、容易恢復。</p><p>　　這些也是短波通信被長期保留，至今仍然被廣泛使用的主要原因。短波通信也存在著一些明顯的缺點：</p><p>　?。?）可供使用的頻段窄，通信容量小。按照國際規(guī)定，每個短波電臺占用3.7KHZ的頻率寬度，而整個短波頻段可利用的頻率范圍只有28.5MHZ，為了避免相互間的干擾，便于只能容納7700多個可通信道，通信空間十分擁護。并且3KHZ通信頻帶寬度，在很大程

12、度上限制了通信的容量和傳輸?shù)乃俣取?lt;/p><p>　?。?）短波的天波信道是變參信道，信號傳輸穩(wěn)定性差。短波無線電通信主要是依賴電離層進行遠距離傳播的，電離層作為信號反射媒質的弱點是參量的可變性很大。它的特點是路徑損耗、延時、噪聲和干擾，都隨晝夜、頻率、地點而不斷變化著。一方面電離層的變化使信號產(chǎn)生衰落，衰落的幅度和頻次不斷變化。另一方面天波信道存在嚴重的多么效應，造成頻率選擇性衰落和多徑、延時。選擇性衰落使信

13、號失真，多徑延時使接收信號在時間上擴散，成為短波鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕拗啤?lt;/p><p>　?。?）大氣和工業(yè)無線電噪聲干擾嚴重。隨著工業(yè)電器化的發(fā)展，短波頻段工業(yè)電器輻射的無線電噪聲干擾平均強度很高，加上大氣無線電噪聲和無線電臺間的干擾，在過去，幾瓦、十幾瓦發(fā)射工率就能實現(xiàn)的無距離短波無線電通信，而在今天，10倍、幾十倍于這樣的功率也不一定能夠保證可靠的通信。大氣和工業(yè)無線電噪聲主要集中在無線電頻譜的低端，隨著

14、頻率的升高，強度逐漸低。雖然，在短波頻段這類噪聲干擾比中長波段低，但強度仍很高，影響著短波通信的可靠性，尤其是脈沖型突發(fā)噪聲，經(jīng)常會使數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)突發(fā)錯誤，嚴重影響通信質量。</p><p>　　這些問題的存在，不僅限制了短波通信的發(fā)展，而且也不能很好地適應人們日益增長的數(shù)據(jù)通信，特別是對調整數(shù)據(jù)通信業(yè)務的需求。隨著世紀六十年代末衛(wèi)星技術的興起，使某些重要的短波通信業(yè)務被衛(wèi)星取代。不少人對短波通信的存在和發(fā)展提出

15、了置疑，認為短波是一種極其古老而又過時的通訊手段。其實不然，衛(wèi)星傳輸固然有很多優(yōu)勢，但在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中也極易被敵方天基武器摧毀。這時短波通信設備抗毀性強、組網(wǎng)靈活、性價比高的優(yōu)點就無可爭議地凸顯出來了。</p><p><b>　　2、短波的歷史發(fā)展</b></p><p>　　在無線電通信發(fā)展的歷史中，短波通信是其中最重要的，20世紀初，意大利人首先發(fā)現(xiàn)短波無線電波可以

16、通過電離層進行遠距離的通信開始，短波的發(fā)展已經(jīng)歷了整整一個世紀。第一條短波線路于1924年在德國的瑙恩和阿根廷的布宜諾斯艾利斯之間建立。1927年，我國生產(chǎn)了短波電臺，并在中國國民革命軍中建立了短波通信。1931年，中國工農(nóng)紅軍開始建立短波通信。在歷次革命戰(zhàn)爭中，短波通信對保障作戰(zhàn)指揮發(fā)揮了重要的作用。二次世界大戰(zhàn)過去，短波通信由曾經(jīng)的主要用于軍事領域，轉變?yōu)橹饕糜诿裼妙I域，如各種電臺廣播、收發(fā)電報等等。但進入20世紀60年代，隨著衛(wèi)

17、星技術的興起，很多短波業(yè)務被衛(wèi)星業(yè)務所取代，短波的歷史發(fā)展似乎也陷入了瓶頸。但自從20世紀80年代初，短波通信進入了復興和發(fā)展的新時期，許多國家加速了對短波通信技術的研究與開發(fā)，推出了許多性通優(yōu)良的設備和系統(tǒng)。短波通信再次找回了失去的價值，隨著技術的進步，對于短波通信的缺點，不少已找到克服和改進的辦法。如自適應信道均衡及辨識技術、自適應編碼技術、自適應凋零天線技術。而傳統(tǒng)意義上的自適應技術主要是指頻率自適應，以事實信道為基礎，采用自動鏈

18、路建立和鏈路質量分析技術，</p><p>　　3、第三代短波通信技術在軍事領域的應用</p><p>　　3.1第三短波通信技術是在1999年美軍公布了一系列第三代短波通信協(xié)議的基礎上發(fā)展起來的，目前已經(jīng)有許多成熟的技術正在應用。自動改變系統(tǒng)結構和參數(shù)，使系統(tǒng)能自行適應環(huán)境的變化和抵御人為干擾，通常所說的短波自適應技術一般是指頻率自適應技術。頻率自適應技術一般是指在通信過程中不斷監(jiān)控短波

19、通信的傳輸質量，實時地選擇量佳工作頻率，使短波通信鏈路總是保持在傳輸條件較好的信道上。它的主要作用是通過不斷選擇最佳的工作頻率來適應電離層的不斷變化，能有效減少信道衰減的影響，減少傳輸損耗，提高通信質量，同時還可以提高短波通信的抗干擾能力。當然這里得說一下頻率自適應技術的兩大類，即自適應頻率管理和頻率自適應系統(tǒng)，它們的主要區(qū)別是能否自動完成信道建立，有各自的優(yōu)缺點。</p><p>　　3.1.1自適應頻率管理能

20、在很短的時間內對短波全頻段進行快速掃描和探測，不斷預報各頻率可用情況，供使用者參考。它速度快，能給出最佳頻率，但不能自動完成信道建立。該類頻率管理技術最大的缺點就是通信和檢測是分別進行的，實時的檢測時最佳頻率不一定是通信時的最佳頻率，并沒有做到真正的“實時”選項。</p><p>　　3.1.2頻率自適應系統(tǒng)所用的技術包括通信雙方的線路質量、分析技術、自動鏈路建立技術等。其優(yōu)點是可以進行自動建鏈。但系統(tǒng)局限性在于

21、通信的效率不高，鏈路建立速度慢，可選的頻率有限。</p><p>　　綜上所述，短波的自適應技術，乃至整個短波通信的信息化技術是不斷辨證發(fā)展的。短波通信正由單一自適應技術向多方面自適應技術方向發(fā)展，即實現(xiàn)全方位的短波自適應數(shù)字通信技術，使短波通信的各方面技術都得到有效的發(fā)展和提升。</p><p>　　3.2由于短波通信的信道是開放性的，要實現(xiàn)組網(wǎng)十分困難。所以這也是目前在軍事領域運用不全

22、面的主要原因。第三代短波通信網(wǎng)絡的發(fā)展建立在美軍標準MIL—STD—188—141B的基礎上的，在自動鏈路建立、信道效率、網(wǎng)絡管理、路由協(xié)議及與互聯(lián)網(wǎng)等方面較第二代網(wǎng)絡有很大進展。因此，短波通信的網(wǎng)絡化將是下一步的發(fā)展方面，同時，網(wǎng)絡化也在向自適應方面發(fā)展。如：車用電臺，能同時與其中的4種電臺進行通信。這種多頻多模塊電臺除了完成一般通信電臺的功能外，還可以用作無線網(wǎng)關，即在兩個不同制式的電臺之間起到制式轉換的作用。在Speake asy

23、的基礎上，美軍提出了聯(lián)合戰(zhàn)術無線電系統(tǒng)，它具有即插即用通信性，模塊化硬件可現(xiàn)場配置，波形軟件可現(xiàn)場編程等功能，還具有很強的網(wǎng)絡功效和信息安全處理能力。國內目前也在積極將軟件無線電理論應用到短波通信中，生產(chǎn)的各種自適應通信系統(tǒng)及各種短波終端設備已較好實現(xiàn)了“三軍通”、“擾中通”的功能。相對于第二代短波通信，第三代短波通信能更快速、更精確，并且全方位傳達通訊信息，使海、陸、空三軍通用多頻段、多模塊、多功能無線電臺兼容成信息化戰(zhàn)斗力。<

24、/p><p>　　短波通信是戰(zhàn)時狀態(tài)下指揮唯一可靠的途徑，隨著干擾手段向著寬領域、多樣式、多層次的方向發(fā)展，抗干擾措施也會趨于綜合化、智能化以及多體制并存，具體的發(fā)展方向力自動跳頻信號處理技術，通過可靠的通信鏈路質量分析，確定被干擾的頻點，給出可以使用的跳頻頻率集，并把該頻率集通過反饋信道傳送給對方，使雙方自動適應信道變化情況，同時刪除被干擾的全部頻率，然后在無干擾或干擾很小的頻點進行可靠通信。</p>

25、<p>　　4、實現(xiàn)短波自適應通信的全自動頻率管理</p><p>　　短波自適應通信系統(tǒng)是在有限個通信信道上進行LQA的，倘若所預制的全部停產(chǎn)均不能使用（質量不合格），則該系統(tǒng)就不能工作。因此，在選頻性能上，它不如頻率管理系統(tǒng)。但頻率管理系統(tǒng)又存在探測和通信分離的問題。為解決這一問題，有人提出一種實現(xiàn)全自動頻率管理的方法。這種方法的基礎是：連續(xù)不斷地測量，連續(xù)不斷地預測，連續(xù)不斷地分配頻率和連續(xù)不斷

26、的控制。測量、預測、分配、控制的整個過程是在不停地進行著，24小時的頻率規(guī)劃也在不斷地更新和完善，從而能使網(wǎng)內各條通信線路自適應地跟蹤傳播媒質的變化。</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　由于短波通信在軍事通信領域占有特殊性，即使是移動通信和互聯(lián)網(wǎng)如此發(fā)達的今天，世界發(fā)達國家，如歐美、日本都沒有停止對短波通信技術的研究，在短波通信技術領域仍

27、不斷取得重大突破，推動短波通信技術的發(fā)展。如今短波通信已經(jīng)伴隨著我們進入了信息化時代，隨著技術的進步和人們研究的深入，曾一度被認為落后的短波通信會以全新的面貌跨入國際通信領域和先進行列。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　?。?）趙志法、魯?shù)篮！⑷铰】?，現(xiàn)代戰(zhàn)術通信系統(tǒng)概念[M]，北京：國際工業(yè)出版社，1998年</p>

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