浅析短波通信不畅的问题原因

浅析短波通信不畅的问题原因

齐进雄

中国人民警察部队海警总队，广东广州  510000

摘要：科学技术的发展，我国的短波通信技术有了很大进展。为了确保信息的安全、准确和实时传输，研究和应用抗干扰技术变得尤为重要。尤其在短波通信中，由于其特殊的传播机制，它特别容易受到各种干扰。本文就短波通信不畅的问题及措施进行研究，以供参考。

关键词：短波通信；通信不可靠；盲区

引言

在无线通信系统中，短波通信属于重要组成部分，具备成本可控、灵活性高、结构简单的优势，故被广泛应用至现代通信领域中。为保障短波通信可靠性、稳定性及有效性，需灵活运用信道编码技术，而在整个信道编码技术中，最为常用的为LDPC编码技术，即低密度奇偶校验码，而多进制低密度奇偶校验码因性能优异而备受业界关注，故本次围绕短波通信的多进制LDPC编码技术展开研究是极具现实意义的。

1短波通信系统结构分析

短波通信多借助电离层反射原理实现通信传输，其波长范围为10～100m，在具体通信传输期间，电波与地面、电离层反复反射，在反射过程中完成电波传输。在该短波通信结构下，需结合通信需求合理确定短波频率，在较小发射功率应用下完成信息通信，将信息传输至指定远距离节点。但结合实际通信传输效果来看，短波通信受到电离层易受大气因素影响而出现传输不稳现象，具有时变特征，导致信息传输期间出现大量噪声，严重影响信息传输效果。对数字短波通信系统结构进行总结，其结构框架如下：信源→信源编码→信道编码→数字调制→发射机→信道→接收机→数字解调→信道译码→信源译码→信宿，短波通信传输期间难以规避噪声问题，而一旦产生噪声则会大幅降低短波通信传输稳定性，导致通信发射端原始信息无法精准无误地被传输至接收端，由此形成误码，因此对于通信行业而言，短波通信噪声控制及技术稳定性始终属于热点问题，需通过提升信号传输可靠性而保障传输效率。以往研究中对短波通信传输具有错误认知，认为信号传输可靠性与传播速率之间存在对立关系，信号传输速率与误码率之间成正比，即信号传输速率越高则误码率越高，在该错误认知下片面性认为短波通信无法实现无误码率。克劳德·香农经长期研究后提出了香农-哈特莱定理，明确了有扰信道性质，并指出可依托于信道编码消除信号传播速率与可靠性之间的对立关系。该信道编码定理中指出，若信道容量大小在离散无记忆信道中超出信号传输速率，当码长度足够时则可于符号集合中找到相对应的译码，此为香农第二定理。在此基础上，罗伯特·加拉格进一步提出低密度奇偶校验码（LDPC码）及其编码、译码方式。在短波通信实践中，低密度奇偶校验码（LDPC码）表现出优异编码性能，成为短波通信系统常用编码技术。

2目前通信问题

①质量不稳定、通信效果差。短波通信主要依靠电离层反射来实现远距离通信，但由于电离层的不稳定性，导致短波通信链路的信道质量也不稳定，容易出现通信效果时好时差的情况。②可通率低、通信效率低。短波通信前需要提前进行频率规划选出适合的可通频率，并约定好双方的初始工作频率、工作模式后再开始通信。在设备良好的情况下，可通率严重依赖于选频的合理性，而目前选频主要依靠人工经验，选频质量难以保证，若首次通信未建立则需要等到下一个约定时间更换频率、工作模式后再尝试连接，或借助其他通信手段联络同步更换频率和工作模式后再进行通信，通信效率低下，引发了短波使用感受差的普遍评价。③噪声较大、易被干扰。随着通信的迅猛发展和各种电子设备的广泛运用，大量短波电台、广播台的滥用，以及各种电气设备和电力网所产生的干扰和噪声，给短波频段带来了较多大噪声和强干扰，导致短波对小信号接收困难，同时大噪声对使用者听力和心理造成负面压力，造成了短波使用体验感较差的尴尬境地。

3改善短波天波传输时信号质量与稳定性的方法

3.1短波天线选择

短波通信质量的好坏与所选用天线及天线架设方式有很大关系。选用天线的尺寸一般为所发射频率波长的二分之一，短波所使用的频段范围较低，波长较长，因此所使用的天线尺寸较大。在进行天波传输时要选用相对应的天波天线。在进行远距离通信时，不仅要考虑天线架设高度，天线架设的角度也尤为重要，通过改变天线的角度，调整天线仰角，以实现远距离通信。在定向通信时，要考虑天线架设的方位，应与通信方向一致，确保发挥最大效能。除此之外，架设天线时还需要考虑周边的地形以及有无较大物体遮挡，一般选在视野开阔场地进行架设。

3.2短波通信装备的高性能、轻量化、集成化、数字化

无论是各类武器平台上的机动短波电台还是固定部署的短波台站，均实现了软件无线电和传输速率提升近15倍的宽带短波通信，能够有效承载话音和数据业务。轻量化设计、新的加密算法、优秀的续航能力、良好的互操作性和兼容性都大幅提升了短波通信保障的可靠性。此外，现代化的全球短波通信骨干网能够为美军在世界任何地域实现远程接入保障，有效满足其战略、战术通信等需求。

3.3考虑精细化背景下的频率规划

通过不断提高电离层参数分析精度，实现短波通信精细化工作频率选择。区域电离层预测相比全球电离层预测得到的结果更好，与观测结果更吻合。未来选频优化方向将由全局粗粒度模型向细粒度区域模型发展。下一代模型建立过程中将考虑更多的环境影响，包括太阳活动变化、昼夜周期变化、通信双方地理位置所在经纬度等，建立更细粒度的模型，以获得更准确的通信频率预测结果。这些改进将为在特定区域应用更好的频率规划提供技术基础。

3.4分集技术

分集技术是一种提高无线通信信号质量的方法，通过在多个独立或部分独立的通信路径上同时发送和/或接收信号来实现。其核心思想是即使某些路径受到干扰或衰减，其他路径上的信号仍然可以维持通信。通过合并来自不同路径的信号，系统可以显著提高信号的质量和可靠性。分集技术可以按照其实现方式分类，主要包括以下几种：一是空间分集，这是最常见的分集技术，利用多个天线在不同的空间位置发送和接收信号。由于每个天线的位置不同，它们经历的信号衰减和干扰也可能有所不同。通过合并这些信号，可以获得更好的信号质量；二是频率分集，通过在多个频率带上发送相同的信息，来实现分集。因为不同的频率可能受到不同程度的干扰和衰减，所以这种方法可以增强信号的可靠性；三是时间分集，在不同的时间间隔内重复发送相同的信号。这种方法适用于那些受到时变性干扰的通信系统；四是极化分集，使用不同的电磁波极化（例如，垂直和水平）来发送和接收信号。对于短波通信，分集技术具有特殊的意义。由于短波的传播路径多样（如天波、地波和散射），分集技术可以有效地减少由于这些复杂传播路径引起的多径干扰和信号衰减。

结语

伴随作战任务的多元化，在区域拒止、反介入作战环境等强敌对抗场景下，短波通信作为保底通信手段，扮演着极其重要的角色。因此，我军必须加强对短波通信技术的研发力度，更新技术标准，将大数据、人工智能、认知无线电与短波通信有机结合，大力发展融合通信。多管齐下，多措并举，取其优势，改其不足，以满足现代军事通信需求。

参考文献

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