胡志忠 胡 峰
(中海油信息科技有限公司 天津分公司，中国 天津300452)
1 什幺叫短波通讯
短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR，现在的ITU-R)，的划分是指波长在l00m～l0m，频率为3MHz～30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频(HF)通信。实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz～30MHz。
2 短波通讯的特点
短波通信可以利用地波传播，但主要是利用天波传播。地波传播的衰耗随工作频率的升高而递增，在同样的地面条件下，频率越高，衰耗越大。利用地波只适用于近距离通信，其工作频率一般选在5MHz以下。地波传播受天气影响小，比较稳定，信道参数基本不随时间变化，故地波传播信道可视为恒参信道。天波是无线电波经电离层反射回地面的部分，倾斜投射的电磁波经电离层反射后，可以传到几千千米外的地面。天波的传播损耗比地波小得多，经地面与电离层之间多次反射(多跳传播)之后，可以达到极远的地方，因此，利用天波可以进行环球通信。天波传播因受电离层变化和多径传播的严重影响极不稳定，其信道参数随时间而急剧变化，因此称为变参信道。天波不仅可以用于远距离通信，而且还可以用于近距离通信。在地形复杂，短波地波或视距微波受阻挡而无法到达的地区，利用高仰角投射的天波可以实现通信。
3 短波通讯的优缺点
优点：
与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信也有着许多显着的优点：
1）短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短；
2）设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信；
3）电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性；
4）对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。
缺点：
1）可供使用的频段窄，通信容量小。按照国际规定，每个短波电台占用3.7kHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰，全球只能容纳7700多个可通信道，通信空间十分拥挤。并且3kHz通信频带宽度，在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。
2）短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差。短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的，电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰，都随昼夜、频率、地点而不断变化着。一方面，电离层的变化使信号产生衰落，衰落的幅度和频次不断变化。另一方面，天波信道存在着严重的多径效应，造成频率选择性衰落和多径延时。选择性衰落使信号失真，多径延时使接收信号在时间上扩散，成为短波链路数据传输的主要限制。
3）大气和工业无线电噪声干扰严重。随着工业电器化的发展，短波频段工业电器辐射的无线电噪声干扰平均强度很高，加上大气无线电噪声和无线电台间干扰，在过去，几瓦、十几瓦发射功率就能实现的远距离短波无线电通信，而在今天，10倍、几十倍于这样的功率也不一定能够保证可靠的通信。大气和工业无线电噪声主要集中在无线电频谱的低端，随着频率的升高，强度逐渐降低。虽然，在短波频段这类噪声干扰比中长波段低，但强度仍很高，影响着短波通信的可靠性，尤其是脉冲型突发噪声，经常会使数据传输出现突发错误，严重影响通信质量。
4 短波通信的现状
由于以上缺点的存在，不仅限制了短波通信的发展，而且也不能很好地适应人们日益增长的对数据通信，特别是对高速数据通信业务的需求。当20世纪60年代卫星通信兴起时，由于卫星通信与短波通信相比具有信道稳定、可靠性高、通信质量好、通信容量大等优点，短波通信受到严重挑战。许多原属短波通信的一些重要业务，被卫星通信所取代；对短波通信的投入急剧减少，短波通信的地位大为降低。至70年代后期，有人甚至怀疑短波通信存在的价值。
5 短波的发展方向
近年来，为了克服现有短波通信存在的缺点，现代的短波通信系统中采用了许多新的技术，以求在发射功率不大的情况下，使系统性能达到高质量水平。
1）自适应技术
自适应技术是指实时或频繁地利用各种探测技术，根据探测结果自动调整设备参数，达到最佳通信效果。短波自适应通信的核心是自动选择最佳的工作频率，自动选用无线电信道和自适应数据传输。运用自适应选频、收发、调制解调、编码、均衡以及天线等多种自适应技术，在严重干扰条件下，短波通信自动改变工作频率、数传速率、调制方式、编码和纠错编码方式、最大限度地降低误码率。自适应技术克服了多种时变所带来的复杂影响，提高了现代短波通信中数据传输的质量。
2）调频技术
跳频（FH）是指载频按照数字码系统规定的时频图形，使频率相应跳变的一种扩频技术，可以对抗多径干扰、邻近信道干扰、人为瞄准式干扰，可提高短波通信的保密性和可靠性，传统的短波慢跳频跳速为10H/S～100H/S。自适应技术与跳频技术相结合，实现自适应跳频，能在质量良好的信道上进行跳频，跳频信道驻留时间可随意变动。
现代短波跳频有两种自适应方式：一是频率自适应跳频，它基于对信道参数的探测，并适应信道质量的变化，自动在最佳频率集上进行。二是干扰自适应跳频，它基于对信道中干扰信号参数的估计，采用干扰自适应抑制和自动躲避干扰的跳频。
完整的自适应跳频短波通信系统，包括频率自适应和功率自适应控制，自适应跳频控制器完成跳频序列产生、被干扰频点的检测与自动更换、跳频同步及跟踪、信令协议及执行；自适应功率控制根据信道误码测量结果，自动调整输出功率，实现以最小的发射功率获得正常通信效果。
3）差分纠错技术
短波信道中，随机噪声会导致随机差错，衰落、脉冲干扰会导致突发差错，严重影响数据通信。
现代短波通信常用两种差错控制技术：一是自动请求重发（ARQ）技术，即收端进行检错并通知发端重发错误信息，因而也称反馈纠错，它对随机差错和突发差错都有良好的效果，但频繁重发，信号时延增大。二是正向纠错（FEC）技术，它利用纠错码在收端进行自动纠错。
6 结束语
随着科学技术的迅速发展，短波通信技术有了新的突破性进展。新技术使短波通信很好地弥补了它的缺点，还使短波通信的设备更加小型化、更加灵活方便，进一步发挥了短波通信设备简单、造价低廉、机动灵活等固有的优点。短波通信必将在应急通信、抗灾通信、特别是在军事通信中发挥更重要性、更广泛的作用。
［1］徐淑正，张晖，杨华忠，等.信息时代的短波通信[J].电子技术应用，2005.
［2］胡中豫，等.现代短波通讯[M].北京：国防工业出版社，2003.
［3］陈浩.短波通讯新技术与新体制[J].通讯世界，2000，12.
