探究模块化短波电台的设计与实现

朱洪嘉

（国家广播电视总局七六一台，福建永安，366000）

1 短波电台简述

短波电台，即10m—100m工作波长、3-30兆赫频率无线电的通信装置，内含终端装置、电源、天线、收信机、发信机等，以移频报、等幅报、传送话音等工程为主。电话信号传送期间，以单边带的调制与振幅调制为主，主要特点是轻重量、小体积等。在一定程度上，雷达、卫星、无线电通信及无线电广播等，均需经无线电波传播才可实现。对于短波电台的通信原理，主要是借助天波与地波这两种不同的传输形式，近距离实施通信期间实现地波形式传输，远距离通信期间实现天波流经电离层的反射传输，并不需要建设中继站即可完成远距离通信，而且电离层具备不可摧毁性，属于短波通信技术手段。而模块化的短波电台，是以传统电台为基础，将模块化的设计理念引入其中，依照着电台各项功能，把它合理拆分为若干独立模块，单个模块仅负责局部系统功能，再经总线实现协同进化控制，短波通信过程即可实现，有着极大灵活性[1]。

2 设计实现

2.1 硬件设计

2.1.1 设计通信仿真系统模块

短波电台的通信系统模块，内含子模块有五个，即通信监听系统模块、受限通信系统模块、网内广播的通信模块、组网通信系统模块、点对点式通信模块。通信监听系统模块，模拟监听语言系统通信功能，破译对方通信密码之后，处于短波通信范围实施通话监听，将各方指令记录下来；受限通信系统模块，模拟短波通信双方距离实际超出视距期间时序间隔，将通信链路阶段，通信条件满足情况下动恢复系统通话功能；网内广播的通信模块，模拟网内广播的通信模块系统功， 通报实际模拟情况及辅助管理功能突出，能自动收听其余广播成员传播信息数据；组网通信系统模块，它可模拟多部短波电台，实现组网通信，在组网后，同属子网内任意一部电台均可实现通话，组内其余电台均可听到；点对点式通信模块，它可模拟两部短波电台点对点式通信[2]。

2.1.2 接收和激励模块

短波电台硬件系统接收和激励模块设计，以虚拟化业务整合服务、音频模块、电源模块、射频数字模块为主，如图1所示，为短波电台硬件系统接收和激励模块基本原理。

图1 短波电台硬件系统接收和激励模块基本原理示意图

（1）音频模块

音频模块以实现放大处理收发音频的信号功能为主，音频模块原理图详见图2。借助放大器，收音通道把短波电台虚拟化业务整合服务送来单端的音频信号放大，放大音频功放的电路，实施差分平衡电路有效转换成耳机实际所需求差分的平衡信号，并予以有效输出后，发通道把话筒所采集发音频差分信号部分景观1:1音频的变压装置合理转换成单端的音频信号，再送至虚拟化业务整合服务模块当中；收自检模块实施1KHz单音自检，经侧音的信号口及时送入收通道实施电路处理检测，经检测后输送到自检处理的电路，将告警信号输出[3]。

图2 音频模块原理图

（2）电源模块

电源模块，基于电源模，从DC+28V有效转换到12V/+5V，可满足音频模块、虚拟化业务整合服务模块、射频数字化模块等实际供电需求。电源模块，能够对模块内所有电源实施上电后的顺序化管理及电路复位处理，在加电后维持模块正常运行状态，能够实施输入过压、短路及欠压保护，电源模块原理图详见图3。

图3 电源模块原理图

（3）射频数字模块

射频数字模块，即为短波电台来提供射频的数字化系统平台，可实现信道的射频数字及总线的接口控制，实现定频的模拟话及常规通信，自适应的选频及跳频通信方面功能较强，且该系统模块具备自检功能，可自主实施状态自检及信息查询，独立完成音频信号的模拟处理。

2.2 软件设计

2.2.1 设计天调模块

天调模块以矢量调谐科学技术为基础，内设接口控制、检测、网络等子模块。天调和短波电台终端相连接构建通信系统，在接收系统命令后，处理装置CPU控制的矢量阻抗相应测量电路会ID测量天线阻抗，切换继电装置为射频网络及矢量阻抗所测定电路接口位置处于接通状态；阻抗值在经过A/D 转换之后，会送回至处理装置CPU实施计算分析，或者天线阻抗处于匹配状态实际需要射频网络量值，系统所控制的射频网络状态改变后，能够和阻抗相互匹配，射频网络与检测模块会处于正常接通状态。

2.2.2 设计业务服务

一是，先做好业务服务整合规划。业务服务，它属于该系统较为重要的一部分设计内容，在这一节点上针对用户现有的访问控制相应策略为基础，结合短波电台虚拟化的整合业务服务模块所具备控制功能，将系统用户角色及其权限等予以合理设定好。系统的操作者，最高权限使用者，也就是系统用户，可实时监管该系统模块运行状态，有效监管Cluster当中的服务装置、License、存储及其网络等所有的组件。虚拟主机的系统用户，凭借着已分配到用户的名称及其密码VI Client及时登录到CloudCenter系统当中，用户便设计其余系统登录者使用权限，Snapsho、虚拟化主机的系统硬件相应资源操作权限排除在外[4]；二是，注重可用环境的均衡设计。为提高该短波电台虚拟化业务服务整合模块所处环境的可用性，磁盘阵列务必设定好，以SAN网络为基础，搭建其存储及高效共享集群化的一个网络运行环境。存储和网络层以内置的CloudView SVM的多种路径存储还有网络冗余为基础，促使高效化地控制使用得以实现。服务装置高度可用性，系统务必内置好vMotion、HA，发挥其各项功能优势，把本地站点所在虚拟装置实施计划的意外停机各种问题妥善处理好。HA，它可提供着高效可用且易用的虚拟装置运营环境。物理机制产生了故障问题后，集群便可探测到它其余的物理节点，自动备用的物理装置或其余的空闲资源物理装置启动故障相应重要节点，在线虚拟装置可维持可靠运行状态，启动模式以手/自动为主。虚拟装置操作系统若有运行故障，HA则可予以有效探测到，重启该虚拟装置，便可最大程度低确保虚拟机自身可用性。物理运行条件之下，虚拟装置倘若有升级维护需求，以VMotion技术为基础，物理装置运行至其余物理所在主机虚拟装置网在线式的络转移，保证转移全程不会影响到该虚拟机实际使用。转移后，它和客户端的会话连接并不会产生中断现象。千兆网络，实时转移的虚拟主机可用是4个，万兆网络可为8个。故建议在该虚拟化系统架构内综合运用HA、vMotion这两项技术，以保证短波电台虚拟化业务整合服务系统模块运行得到高效化环境保护，便于将短波电台整体的虚拟化通信传输及运行效率有效提升；三是，建设好通信数据的信息中心。CloudView SVM，以CloudCenter套件为基础，提供图形相同界面所在通信中心数据管理的系统软件，系统的控制台能同步支持及监管若干物理主机还有虚拟装置等。故把CloudCenter的控制台有效布设好，短波电台所在各级的终端通信信息数据中心虚拟装置日常的系统管理得以高效落实，包含故障问题的诊断分析、在线实施维护处理、权限管理、性能综合分析、日志有效采集、网络系统及存储管理，还有CPU内存及通信数据的信息中心各项管控；四是，安全规划需做好。短波电台虚拟化业务服务整合模块内部CloudView SVM的网络安全层面规划，需积极引入服务装置Cloud Visor自身所具备的Nic Teaming关键性技术，配置物理2块网卡为冗余模式，对其外部链接好围2台太网交换装置，以免网络交换装置故障问题和物理网卡等会对业务服务整合模块正常功能发挥产生影响。业务服务运行原理示意图，详见图4所示。

3 结语

从总体上来说，本文基于模块化的设计理念所设计短波电台综合系统经运行测试后并无异常现象产生，总体运行效率及稳定性相对较高，全面投放运行可行性及有效性较为突出。