超短波通信新型组网技术研究.docx

超短波通信新型组网技术研究 彭延超摘要：超短波以其优越的传输性能，在民用通信领域发挥着重要作用，更是军事通信的主要模式手段之一。信息技术的蓬勃发展，推动着通信领域产生翻天覆地的变化，致使超短波通信的发展日新月异。超短波通信新型组网技术能够解决军事中的很多问题，鉴于此，本文对其进行了相关研究。关键词：超短波通信；新型组网技术前言从20世纪80年代初， 短波、超短波通信进入了复兴和发展的新时期。许多国家加速了对短波、超短波通信技术的研究与开发，推出了许多性能优良的设备和系统。短波、超短波通信再次占领一定的地位， 随着技术的进步， 对于通信的一些缺点， 不少已找到克服和改进的办法。短波、超短波通信的可靠性、稳定性、通信质量和通信速率都已提高了一个新水平。1.超短波通信组网的特点和难点超短波通信是一种受地形影响小、无需中继、抗毁性强的中远距离通信手段，在军事和民用通信方面都得到了广泛应用，随着高速数字信号处理技术、软件无线电等技术的发展，现代短波组网通信发展迅速。现代通信电子战不是设备与设备之间的对抗，而是网络与网络，体系与体系之间的对抗。点对点通信是难以在现代电磁威胁环境中生存的，从应急通信、协同通信的需要出发，特定区域横向信息流迅速增加，必须考虑短波通信的网络建设。加强网络建设也是提高短波系统通信能力的有效途径，短波组网还是克服短波信道衰落、提高抗干扰能力的有效手段，当某条电路受到干扰时，可以改变路由使对抗方难以侦查，从而使其干扰失效。2.超短波通信新型组网方式超短波网的各种组网方式也在不断融合，快速发展中。具体包括以下几种：（1）固定频率通信网只在固定频率上进行组网通信的简单通信网。通过事先约定、长期预报最佳或可用频率的方法建立的固定频率通信网，适应性、灵活性差，基本上是传统意义上、单一中心节点的广播型通信网。受时变信道影响，可通率低。（2）频率自适应通信网频率自适应技术是进行可通频率的探测和选择、确保点对点、或点对网通信频率可用。频率自适应通信网具有成熟的通信链路标准协议、组网和系统设备，可以通过网内自适应电台，在预先设置频率点组中，进行线路质量分析，选择最好的频率，自动选择呼叫及预置信道扫描，从而建立起短波通信。这种组网方式可以保证信道的质量，受到人们的广泛喜爱，在世界各国都有所应用。2GALE是一个异步系统，一个呼叫站并不知道这时它要呼叫的站是在扫描什么频率范围，而3GALE频率自适应通信网具有成熟的通信链路、组网和系统设备。可以通过网内自适应电台，在预先设置频率点中，进行线路质量分析，选择最好的频率，自动选择呼叫及进行预置信道扫描，从而建立起短波通信。（3）短波跳频通信网短波跳频通信网是短波通信网络的重要组成部分。它是使通信信号的频率在一定带宽内快速随机跳变，使敌方侦察和干扰跟不上这种变化，无法施放干扰而达到抗干扰的目的。高速短波跳频数据系统有非常强的抗干扰能力，而且跳频频率驻留时间短，可以克服短波严重的多径效应和严重衰落的影响，使数据传输速率得到较大的提高。跳频电台的组网方法，根据跳频图案分为正交和非正交两种。如果多个网所用的跳频图案在时域上不重叠（形成正交），则组成的网络称为正交跳频网。如果多个网所用的跳频图案在时域上发生重叠，则称为非正交跳频网。此外根据跳频网的同步方式，跳频电台的组网又分同步网和异步网。正交跳频一般采用同步组网。所有的网都使用同一张频率表，但每个网的频率顺序不同；各网在统一的时钟下实施同步跳频，其它支网在统一的时钟下进行跳频，虽然各网频率集相同，但顺序不同。这样在任一瞬间，均不会发生频率碰撞。正交跳频的优点：建链快，频率利用率高。非正交跳频网常采用异步组网方式。异步组网时，系统中没有统一的时钟，通过精心选择跳频图案和采用异步组网方式，各网选择不同的频率表，使之互不重叠。不同的网络采用不同的跳速或不同的频段。设置不同的密钥号或不同的时钟进行组网。异步组网的特点：组网简便，不需要全网的定时同步，抗干扰能力强、保密性能好。跳频电台组网必须严格区分主台与属台。主属台的划分体现在发起呼叫的权限上，主台可以修改属台的时钟，但属台不可以修改主台的时钟，为保证一个跳频网内只有一个时间标准，网内只有一个主台。（4）基于区域中心站和移动中心站的短波IP通信网基于区域中心站和移动中心站的短波IP通信网是按特定网絡协议组建的，网络协议层基于特定网络协议、IP接人协议设计。网络设计动态的区域中心站或移动中心站，采用一定的寻址、选频技术，设计同步、接入、安全、路由准则而建立的区域短波通信网。通过设立短波中心站、基站及网管平台，完成网络管理、路由控制。设置网关实现接人其他异构网的短波通信网。由于短波信道的窄带、低速特性，因而在蜂窝移动通信、有线网、其他频段上的无线网的网络结构及技术不能简单照搬到短波网络。所以需要通过构建结构清晰、界限分明的短波IP路由器模型以及与IP协议的接口，设计IP数据报传输的短波IP网络建立短波IP通信网。3.超短波组网的拓扑设计对短波通信来说， 由于为无线传送， 不需要实际的物理连接，同时其信道容量小， 一般不采用总线形拓扑结构。从短波通信的军事用途角度来看， 环形拓扑结构的抗毁性较差， 容易被破坏导致通信中断。3.1星形网络结构星形网传送平均延时小， 结构简单， 建网容易，传统的定频无线电台的组网， 通常按指挥关系组成集中式的星形网。在一个频率上， 采用“按键讲话”的单工方式， 也就是各个设备经常处在“接收”状态，而用本机的转换开关来启动发射机。网内每部电台都能与其它任何一部电台直接通信， 也可以经过一个适当配置的转信台转接。由于星形网络可靠性差， 中心节点易成为系统的“瓶颈”，且一旦发生故障会导致整个网络瘫痪， 因此采用星形拓扑结构时， 不能将其作为唯一的结构。3.2树形网络结构树形网络结构符合军队建制， 可以通过增加链路的数量来提高其抗毁性， 是短波通信在军事上应用的一种常用拓扑结构。在这种拓扑结构中， 每个结点与其子结点有连接， 其所有子结点之间采用全连通形拓扑结构， 并根据需要与同级其它子结点进行有限连接， 从而提高整个通信网络的抗毁性能。军事上一般不允许一个作战单元同时听命于两个指挥部， 故每个子结点只拥有一个父结点。3.3网形网络结构短波通信干线网中的各节点， 都是各种作战、管理信息的汇集、发出、中转、储存中枢， 信息流向多、流量大， 是战时作战指挥的中心，。短波通信干线网若其节点不是很多时应采用全互联形网形结构。对于网形结构， 一般采用某种特殊方法进行设计， 寻找经济性和可靠性之间的最佳， 这是通常采用的拓扑结构之一。研究表明，区组设计型（ DBBD） 网络拓扑结构是比较符合网络设计要求的网络拓扑结构。4.小结随着通信技术迅猛发展，人们越来越重视对短波通信技术的研究。短波组网通信技术是已得到应用并在不断发展。我们要根据短波电离层的传播特点，结合现代的网络通信技术、软件无线电和认知无线电技术，加强对组网协议、快速探测和建链、寻址与时统方式、时隙划分、组网信道类别的研究，采取正确的组网技术，从而确保组网技术在短波通信领域发挥更大的作用。参考文献：1石泉，靳蕃，赵文方.短波组网拓扑结构研究J.通信技术，2000（3）：911.2胡宗玉，陈雪婷，方喜飞.短波通信组网存在的问题和发展趋势J.中国国防工业出版社，2014（12）：1321-1323.3刘佳美，陈家瑛.区组设计在短波组网中的应用J.通信技术，2015（11）：569-577. -全文完-