搜索
短波通信系统综述报告一、短波通信系统的起源与发展.............................................................3短波通信的定义........................................................................................................................................3短波通信起源与发展.................................................................................................................................3二、短波通信系统的国内外发展现状.........................................................4HF．90H超小型跳频短波电台..................................................................................................................5CHESS系统.................................................................................................................................................6三、短波通信系统的关键技术与难点.........................................................7关键技术....................................................................................................................................................7自适应选频技术....................................................................................................................................7高速调制解调技术................................................................................................................................8电子对抗技术（抗干扰技术）.............................................................................................................8与计算机组网技术................................................................................................................................9短波通信的难点........................................................................................................................................9四、短波通信系统的军事应用情况..........................................................10五、短波通信系统的优缺点................................................................11优点.........................................................................................................................................................11缺点.........................................................................................................................................................11一、短波通信系统的起源与发展短波通信的定义定义：利用波长为100～10ｍ(频率为3～30MHz)的电磁波进行的无线电通信。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。传播方式主要有天波和地波两种。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。目前，它在电报、电话、低速传真通信和广播等方面都有广泛应用。尽管当前新型的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，不仅没有被淘汰，反而还在快速发展。短波通信起源与发展短波通信的兴起，起源于业余无线电爱好者的一次偶然发现。1921年，一次大火灾发生在意大利罗马市郊，一台只有几十瓦功率的业余短波无线电台发出救火求援信号，本是想是让附近的消防人员在收到信号后前往救援。出人意料的是，这个求援信号竟被1500千米之外的丹麦首都哥本哈根的一些接收机收到了。这一发现使得许多业余的无线电爱好者进行类似的试验。其结果表明，短波比长波更合适远距离通，于是，一些国家开始建立短波通信线路。1924年，在德国的瑙恩与阿根廷的布宜诺斯艾利斯之间，第一条短波通信线路诞生。1926年，英国著名物理学家阿普尔顿发现了阿普尔顿电离层(即F电离层)。由于他的这一突出贡献，他荣获1947年的诺贝尔物理学奖。而短波天波正是在F电离层中传播的。1930年，英国物理学家沃森·瓦特正式用“电离层”这个称谓命名存在于高空大气层中的带电粒子层。1938年，前苏联建成了当时世界上最大功率为120千瓦的短波无线电广播电台。实施上，自1912年美国化学家兰茂尔的高真空电子管研制出来后，电子管便立即进入了实用阶段，加上美国无线电公司于1921年成立，它把原本属于“马可尼”、“贝尔电话”、“通用电气”等公司电子管及无线电元器件的所有有关专利集中起来，让上述产品的制造生产实现了大的规模和工业化，电子工业开始成为当时一门独立的新兴产业。这些在推动了无线电广播和通信事业迅速发展的同时，还给无线电业余爱好者的活动带来了巨大的兴趣和活力，因此，由业余的无线电爱好者发现短波通信，也存在着某种必然性。二、短波通信系统的国内外发展现状鉴于短波通信在军事通信中不可取代的重要地位，上世纪80年代以来短波通信再一次受到重视。随着技术的应用与创新，信道自适应技术、差分跳频技术、宽带直接序列扩频技术、信道编码技术、信道均衡技术、短波组网技术得以应用，通信中存在的许多问题得到了解决；同时在信息化的带动下，通过微处理器、数字信号，通信质量和速率得到了不断提高，极大发展了短波通信装备，一些著名的性能优良的设备和系统相继由许多公司推出，如美国的短波通信电台现代化、澳大利亚的HF．90H、瑞典的KV90L3J、美国的CHESS、美国HARRIS公司的RF．5800系统、柯林斯公司的SELSCAN系统等。以HF．90H超小型跳频短波电台和CHESS系统为例，下面做简要说明：HF．90H超小型跳频短波电台HF-90H由澳大利亚Q．MAC公司推出。如图所示，其最突出的特点是采用了智能边带跳频技术。世界各电台生产厂目前提供的都是数字话音。跳频频谱不够隐蔽是数字话音跳频的一大缺点，易被识别、破译和跟踪。而HF．90H所采用的智能边带跳频模式是利用SSB(SingleSidebandSigna1)调制方式传送话音信号，瞬时频谱很象噪声，跳频频谱中由于跳频码隐含在话音的起伏中，使跳频频率的设置无法确定。短波信道常掺杂着强烈的噪声和干扰信号，例如在夜晚，短波信道被广播电台或固定电台的强信号阻塞或杂波串扰，再加上衰落和多径效应造成的不稳定，使短波环境非常恶劣。HF．90H采用智能跳频技术可以克服这些困难，智能跳频则是一种具有极强的频带适应性的技术，通过周期性地自动测评跳频段内每个信道的信号强度，并指令网内成员自动弃用拥塞信道，将整个通信网自动调整到干净的信道区，通过不断地“过滤”频率，使通信背景明显净化，提高通信质量。CHESS系统CHESS系统由美国LockheedSanders公司1995推出的HF增强型相关跳频电台，CHESS系统以先进的数字信号处理技术和高速DSP(DataSignalProcessor)芯片为基础，跳频带宽为2．56MHz，跳频速率高达5000Hops／s，信道探测每秒开销200个频率，无纠错时数据传输率最高可达19．2kbit／s，当以4.8kbit/s速率发射时，电台误码率为。CHESS系统最突出的特点为采用了差分跳频(DifferentialFrequencyHopping，DFH)技术，保障了系统的低截获和检测概率及高抗干扰能力。差分跳频实质上是一种将频率调制和编码相结合的技术，通过对频率编码，增加频率域的冗余度，使得跳频频率间具有了特定的相关性，接收端利用了这种相关性来进行频率序列译码，纠正一定比例频率误判，起到了以频带换取信噪比或信干比的作用，以提高系统的性能。近年来，总的来说短波通信在向着自适应技术、高速调制解调技术、电子对抗技术、计算机组网技术等方向的发展较为迅速。目前世界各国研制的项目可能集中在以下一些研发领域：1)多功能短波通信设备的研制。2)提高自适应技术，进一步提高系统的自适应能力方面的研究。3)综合的抗干扰技术，进一步提高设备的抗干扰能力方面的研究。4)提高眺额速率的方案，克服短波跳频通信技术难点方面的研究，经济实用的短波快速跳频电台的研制，垒数字化跳频电台方面的研究。5)与高频自适应技术相匹配的性能优良的调制解调器，提高短波数传性能方面的研究。6)新的数字式频率合成器，提高频率稳定度和精确度方面的研究。7)新的差错技术，降低误码率方面的研究。8)密码方案，同步方案，提高保密性方面的研究。9)猝发传输技术，提高猝发传输速率方面的研究。10)进一步科用微机，提高设备的自动化程度方面的研究。11)超大规模、超高速集成电路器件，减少元件数目，提高工艺质量，减少故障率方面的研究。12）充分运用新元件、新技术，使得设备体积减小。提高其机动灵活性能，耐用性，同时降低制作生产成本。三、短波通信系统的关键技术与难点关键技术短波通信的关键技术主要有自适应选频技术、高速调制解调技术、电子对抗技术、与计算机组网技术等。自适应选频技术短波通信中的无线电波主要是靠电离层的反射来实现传播的。而电离层有是一个时刻变化的信道，即它的信道参数和特性随时间的推移而不断地变化着。想要有拥有良好的短波通信质量，就必需对短波通信系统做实时的调控，以契合电离层的变化。由此可见，短波通信中的频率选择的重要性。现在的自适应选聘技术通过线路质量分析、自动线路建立和自动转换信道三个方面来实现无线电台在最佳信道上自动建立通信的。自适应选频技术有以下三种：1）实时信道估值（RealTimeChannelEvaluation,RTCE）就是实时地获取一组信道参数，通过获取的参数来定量描述信道的状态和对传输某种通行业务的能力。主要参数有：接收信号功率的强弱、