短波电台通信性能的优化改善分析

王仕龙 崔晓梦 李左多

（1.中国人民解放军空军预警学院 武汉 430014）（2.浙江省军区数据信息室 杭州 310000）

1 引言

在当前社会中，我们通常会将短波通信称为高频（HF）通信。根据短波的传输方式，可以将其分为天波和地波。在进行短距离通信时，通常采用地波，而在远距离传输时，天波是主要使用的通信方式［2］。短波电台在通信时波长最大可以达到10km，其频率在3MHz～30MHz 之间［3］，是当前保障军事联络通信的有效手段和重要方法，可以可靠稳定地进行数据、消息、信息的有效传递。短波通信具备很好的特点以及优势，除了在战时以及日常的军事演练过程当中作为备份通信手段，还由于短波通信本身的抗干扰性相对较强，在日常的很多方面也可以有效的使用。

2 短波电台通信技术的特点

短波电台是进行通信的一种重要的系统方式，可以使音频和数据进行轨道的分离，同时又能够促进两者的相邻关系［4］。在进行短波电台通讯的时候，可以确保音频和数据有效地传输，还能维持两者的相近，保持各自的属性不发生改变，从而有效地将传输性能进行提升，促进整个系统的灵活性和可调节性。

当前短波通信技术已经发展到第三代，其中短波电台是其主导技术和主要的应用方式。第三代短波通信和同步方式进行比较，能够有效地缩短数据的传输时间。随着当前科技水平的逐步发展，短波电台通信技术成为通信领域的主要研究对象，因为其本身的一些特殊性质，需要对短波电台通信进行有效的发展和技术的提升，可以使其在我们的日常生活中进行有效的使用。因为短波电台通信方式本身抗干扰能力相对较强，在各行各业应用过程当中具备非常广泛的优势。在许多艰苦的条件下，和其他的通讯方式相比，可以发挥自身的通讯长处和特点。

3 短波电台通信性能的改善方法

3.1 自适应选频技术

在短波电台应用的过程中，对其造成干扰的因素众多，无论是多径时延还是幅度衰落都会造成信道通畅性和稳定性降低，气候环境波动也会对通信效果造成影响。为使短波电台通信性能得到发挥［5］，可以采用自适应选频技术，通过这种自适应选频实现对短波电台参数的变化以及结构的调整。这种技术是通过调节频率对缺陷进行补偿，其自适应是指在短波信号在传输时，对其通信质量进行持续性测试（即信道质量分析LQA），并从中选取适用性最强、通信效果最佳的频率，并实现自动链路建立（ALE），通过这种方式，弥补短波通信信道固有的不足，维持短波通信链路的良好传输状态。

在实际的电台中多使用的是第二代和第三代自动链路建立技术是以短波信道实时探测得到的优选频率信息为基础，但是在相对固定的工作频率组内实时选频，但问题在于：信道实时探测系统和实际通信系统相互独立，交互信息不及时；在特定条件下甚至无法进行信息交互，导致在实际使用时，选出的频率并非是最优频率，但在新一代短波通信系统中，我们使用基于频谱感知的信道实时探测与ALE紧密结合，其选频策略如下。

1）基于地理信息的频率中长期预报；

2）基于频谱感知的本地噪声分析；

3）单向频率侦听分析；

4）双向的频率探测；

5）基于记忆的用频信息处理。

这种实时选频和ALE 相结合，其频率现选现用，可以最大限度发挥实时选频的优势。结合这种最新的建链技术，可以将自适应选频的效能进一步提升，最大程度保证短波通信的通信质量。

3.2 猝发传输技术

猝发通信，通常也被称为“瞬间通信”。其工作原理是先将速率正常的信息进行封装，然后将这个信息以正常情况10 倍～100 倍的速率瞬间发出，再在接收机端通过一定的操作将信息恢复至正常速率，进而得到原始信息。在短波电台的军事应用中，如果长时间保持通信，被干扰、拦截的可能很大，但猝发技术具有短暂性和随机性，由于其对信号的使用时间较短［6］，因此可以有效地避免监听和干扰，是目前使用较多的一种抗干扰方式。

猝发传输技术在军事场景的运用中有极为关键的作用，尤其是对于抗干扰，随着当前技术发展，干扰样式越来越多变，监听手段越来越丰富，因此抗干扰技术的需求也愈发迫切，猝发传输技术可以很好地解决这一问题，因此我们可以利用在普通跳频通信的技术上，将链路质量分析（LQA）与其进行结合，并通过使用服务质量分析（QoS）技术，研判得出哪些频段收到干扰，再通过总结和学习被干扰的跳频频率集，将最符合频率集的信号通过反馈信号发送至发射机，进而使接收机和发射机能够自动适应信道变化，同时将被干扰的频率删除，选在无干扰或者干扰很小的频点进行通信，进而提升通信的可靠性，提升短波电台通信的抗干扰能力［7］。

3.3 数字信号处理技术

数字信号处理技术通俗的讲就是将我们生活中的图片、音视频等事物进行数字化的一项技术，通过这项技术可以消除大部分的干扰，进而可以迅速地完成对所需数据信息的提取，并通过这项技术转化过滤后的信息，将最原始的信息转化为电脑可以识别出的数字信息。上一代的数字信号处理技术通常是使用模拟的方式，使用模拟的方式在后期修改时相对复杂，不能快速完成模拟环境分析等操作。但新一代数字信号处理技术对这些弊端进行了完善和修改，使其满足现代应用的需求。

数字信号处理技术在短波通信领域中的运用主要体现在以下这两点：第一，DRM（Digital Rights Management）技术，即数字版权加密保护技术，这项技术在短波通信中被广泛运用，数字版权加密保护技术通常被运用于30MHz 及以下的频率，我们通常通过使用这项技术来实现短波通信覆盖频率范围的扩大，且使用DRM 技术，其功率会低于传统发电机，可以使整个电台的经济效益得到提高。当前最前沿的数字版权加密保护技术所采用传输方式是正交频分复用，最高速率可达37kb∕s～186kb∕s，能更好地满足短波数字通信的应用需求。第二、数字语言编码的应用。因为在短波通信中传输带宽度有限，因此在数字化的过程中通常会对语言编码进行压缩，由于其是开源的，因此我们除了可以使用编译好的SO 库，也可以根据应用场景自行编译SO库然后使用［8］。短波电台通过对Opus编码的使用，可以在速率上形成10kbps 以上的速度优势，并且可以让短波电台有效的避免使用其他编码常出现接收到的频率不连续的现象，并且Opus 编码编码相对其他编码还有一个巨大优势就是经济优势，由于Opus 编码是完全免费的，科研人员可以随时对Opus 编码进行改进，短波电台使用Opus 编码可以提高经济效益，以综合提升短波通信的通信效能。

4 结语

结合本文以上提出的几点改进措施，短波电台的通信效能可以得到有效的提升［9］，这几项措施综合性能的提升，对于整个通信行业的提升和进步都有着十分重要的意义。短波通信当前的研究现状与其各种场景的应用决定了其未来的发展趋势，即实现安全、快速、准确的通信。当前，短波通信技术仍然具有十分广泛的应用前景［10］，尤其是在军事斗争准备领域，是战时通信不可或缺的备份手段。因此，需要我们进一步加强对短波通信性能提升措施的研究，尽可能地发挥短波通信所具有的技术优势［11］，对其存在的问题加以改善，进而提高通信的可靠性和准确性［12］，使其在各个领域都发挥出更好的效果。