空军短波全球通信系统的卫星通信能力探讨

谭禹 李丹

摘  要：短波是指频率范围在3MHz到30MHz的电磁波，短波通信就是利用电离层对无线电波的反射或者地面对无线电波的反射，实现通信的过程。短波通信可以相隔数千公里，且不需要中继就可实现远距离通信，因而应用短波通信这一技术，建立短波全球通信系统，对空军具有重要意义。本文简单介绍了空军短波全球通信系统及其技术特点，并分析应用该系统可以实现的卫星通信能力。

关键词：空军;短波全球通信系统;卫星通信能力

一、空军短波全球通信系统

（一）空军短波全球通信系统的简介

空军短波全球通信系统（HFGCS）最早作为美国空军、国防、太空司令部等部门的军事设备于2003年投入使用。近些年来，这一系统引起了我国学者、专家的注意。相对于以往的无线电通信、光线通信等通信方法，采用短波进行通信，不易受到环境状况影响，即使受到外界人为干扰，也容易及时修复。应用该技术打造的自动化的空军短波全球通信系统，可以提供作战飞机空中指挥、数据广播、加密指控命令、对空语音、数据通信等多种功能。

这一系统由地面多个短波台站连接，每个短波台站的语音通信范围可达3200千米，数据通信范围大约可以达到4000千米，可形成全球短波网络，覆盖了全球大部分的国家和地区。该系统由指挥中心，即中心台站进行控制，但随着科技的发展，这一系统正在往分布式工作模式发展，即短波通信将不用通过中心网络，也可以实现其功能。

（二）空军短波全球通信系统所应用的现代技术

IP网络技术。该技术将全球多个短波台站连接起来，也将中心台站和短波台站连接起来，中心台站可以利用该IP网络，对其他地面短波台站实施远程控制。

短波台站自动定位技术。短波台站可以实现语言的检测、有线电话转接等自动功能，一旦收到探测信号，短波台站可以发挥自动定位技术，自行实现频率与最佳台站的匹配。

AoIP传输技术。采用短波全球通信系统的音频信息均由该技术进行传输，这是一项使用RTP协议传输音频及控制数据的技术标准。

短波无线IP协议。空军短波全球通信系统覆盖范围广泛但信息仍可被迅速捕捉到，原因在于每一个短波台站被划分为若干个IP子网，其中每个台站和机动设备拥有自己的IP地址及路由，成为一个个独立的IP网络节点。应用短波无线IP协议，就可以实现这些独立台站和机动设备的管理。

二、空军短波全球通信系统的卫星通信能力

（一）信息传输能力

空军短波全球通信系统利用短波收发台、短波控制器，对短波IP化传输的处理方式，可以将短波信号标准化，并利用IP网络技术搭建起来的短波台站网络，实现有效的信息传输。比如，当机动设备发送信息时，短波收发台和控制器会将短波信号标准化。根据对不同信道的数据比较，最终选择最佳短波台站与最佳频率进行匹配，即双方根据信道的传输质量适应选择最好的传输速度。此时，以短波无线IP协议构建的地面支撑网络，就能够发挥其自动功能，在卫星通信的过程中，实现双方进行通信，完成信息的传递。

（二）信息承载能力

根据上文介绍的空军短波全球通信系统应用的技术，短波无线IP协议的应用可以将网络分为若干子网络，形成分块化的控制方式。短波信息经过短波调制调节器和短波无线IP协议，整合空军短波全球通信系统中的所有数据和方式，建立起分块化的通信子网络。这种利用短波无线IP协议管理信息并分类路由链接的方式，可以大大提高该系统在卫星通信方面的信息承载能力。在这一过程中，短波的特征，比如波长、延迟状态、宽窄程度等等，在某种程度上可以被控制和改变。标准化应用层数据将短波数据链路层与应用层数据紧密结合，采用标准化方式，实现应用层数据标准化，从而让载荷扩充。控制器对通信网络的控制，可以间接的优化载荷数量，也能实现动态的信道配备，从而对不同短波台站交叉组合。

（三）信息分发能力

上文在介绍技术中已经提到，空军短波全球通信系统采用IP网络技术，是一个全部IP化的网络系统，中心台站、短波台站、支撑网络、机动设备均靠IP网络技术相互联系，从而实现了数据的传输。由此可见，该系统在卫星通信方面具有信息分发的能力。该网络除了无线网络之外，还有一部分的有线网络。以目前的技术来看，无线短波网络虽然有诸多优势，也能实现地空通信，但因其需要依靠电离层和地面对短波进行反射，容易受到各种因素的影响，导致这种无线短波通信技术应用情况有限，而且无线网络的带宽不如有线带宽长，信道资源也受到了极大的限制，因而有线网络更为稳定。综合运用两种不同的网络方式，发挥两者的长处，极大的提升信息分發的速度和质量，实现更为稳定的短波通信。

在信息分发过程中，还存在信道资源分配的问题。因而对于不同的信息源，系统将按照其重要性进行分类，对极为重要且对实时性要求高的信息率先使用数据传输速度更高的信道资源，之后按照相关排序，依次运用该系统进行传输。比如，对于那些远距离的数据通信与实时的语音通话相比，后者就应当使用数据传输速度更快的信道资源，但前者可以使用更可靠的数据传输方式，以比较低的速度完成数据通信。

（四）信息保密能力

据调查，随着技术日新月异，空军短波全球通信系统将增加信息保密能力，目前该技术在紧张的研发之中。短波通信加密会使用多种加密方式，复杂的加密算法配合密码体制，将让短波通信中传输的数据成为“秘密”。这一能力对于卫星通讯来说十分重要，尤其是在战争中，如果应用空军短波全球通信系统传输的信息被公开，将成为严重的安全隐患。因此，必须要加紧开发信息保密功能，防范系统中的泄密风险。

三、结语

空军短波全球通信系统虽然是美军率先应用于军事之中，但对我军也有具有十分重要的作用。国内诸多专家学者正在研究该系统，不断提升点对点、点对多点和点对面的效率和利用率。本文在阐述了空军短波全球通信系统的内涵及其应用技术的基础上，围绕其卫星通信能力进行了探讨。鉴于该系统目前仍在发展之中，希望能够通过对世界先进技术的研究学习，逐步完善该系统，实现技术迭代，大幅度提升短波通信的性能。

参考文献

[1]  唐艳. 短波通信组网技术研究[J]. 中国无线电，2015（12）：49-51.

[2]  孙显卓. 短波地空通信相关技术研究及软件实现[D].西安电子科技大学，2016.

[3]  李青峰，时瑞，李铁生. 航空短波通信组网研究[J]. 黑龙江科技信息，2015（11）：177-178.