短波和超短波通信系统共48页文档

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现代短波多功能通信与设备九十年代是短波应用技术发展最快的时期。

西方发达国家争相投入大量资金和力量，使短波跳出原始的群呼通信和莫尔斯电报方式，进入现代高技术的崭新阶段。

当代短波通信有一些新的发展热点，其中高速数据通信、多用途组网技术、运动中通信等更令人关注。

一、大容量数字化选呼棗短波组网的基础技术澳大利亚的短波电台采用的国际互联CCIR493数字选呼信令。

这一选呼信令自70年代初至今经历近30年的应用实践，被国际短波界公认为最可靠最合理的信令方式，已成为应用普及的海陆短波组网的技术标准。

例如澳大利亚邮电系统管理的全国公众短波网和全球海上遇险安全系统（GMDSS）都是使用CCIR493信令。

这种信令有以下突出优点：1、传输可靠性最高。

这体现在a. 误码率为零；b. 呼通率高。

在嘈杂的短波信道上，甚至当话音都难以辨识时，选呼仍可成功。

2、用户容量大，组网方式灵活，以目前开始推广的6位选呼码格式为例，其最大用户容量为10万台，呼号重叠概率极低。

网内的用户可以个别选呼，也可以一台对多台组呼，组呼数从10台、100台、1000台等灵活选择。

这为各短波组网单位提供了很大的选择空间。

无论多么庞大的短波网，都可以利用这个选呼系统组成多级和内部相互呼应的独立系统。

3、兼容互通性好。

使用这种选呼格式的不同网电台在执行同一任务时可以相互沟通，统一编组。

以CCIR493信令为基础，澳大利亚很多电台发展出一系列更高级的应用技术，例如：GPS（全球卫星定位）定位监控系统：利用电台主动或被动传送GPS数据，在中心基站的电脑上处理这些数据并在电子地图背景上显示移动目标的位置，供指挥人员直观调度。

短波网对城市市话网的双向自动拨号：通过具有全功能基站电台与有无线转接器组成中继网，使短波移动台和市话用户实现双向自动拨号，正象目前市内电话联系各种无线电话用户一样。

短信息发送和存储接收系统：值机员把准备发送给对方台站（一台或一组）的由短数码和英文文字组成的信息输入电台，并随之直接发送给接收台，接收台自动存储信息以备查询。

短波通信系统介绍

一、短波通信概述 (2)二、短波通信的优势 (2)三、短波通信的一般原理 (3)3.1.无线电波传播 (3)3.2 电离层的作用 (4)3.3 短波频率范围 (4)3.4 短波传播途径 (5)四、单边带概念 (5)4.1 单边带的定义 (6)4.2 单边带的优点 (6)五、优化短波通信的方法 (6)5.1 正确选用工作频率 (6)5.2计算机测频 (7)5.3 正确选择和架设天线地线 (7)六、短波电台天线知识 (8)6.1了解天线的基本工作原理 (8)6.2正确选择电台天线 (8)6.3正确处理天线价格与质量的关系 (9)6.4常用的天线 (9)6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线 (9)6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线 (9)七、工程施工要点 (10)7.1正确架设天线和连接馈线 (10)7.2电台和天线的匹配 (11)7.3正确埋设接地体和连接地线 (11)7.4选用先进优质的电台和电源 (12)八、短波电台的应用 (13)9.1 近距离盲区及解决方法 (14)小知识： (15)一、衡量天线性能因素 (15)二、几种常用的短波天线 (15)一、短波通信概述短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。

但是由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。

目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。

由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。

该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于电话、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。

短波和超短波通信系统

（二）短波高速数据传输
（2）抗衰落性良好的调制键控技术，时频调制技术就是其中的一种。
（3）分集接收技术，在给定信号形式的条件下，接收端通过接收信号的某些处理来提高系统的抗衰落和抗干扰能力的一种技术。
（二）短波高速数据传输
（4）差错控制技术，在短波数据传输系统中加入某种类型的差错控制技术，使接收端具有检测和纠正信息错误的能力。差错控制技术与前面提到的各种技术不同，不论是由多径、衰落还是干扰造成的数据错误接收，在一定条件下，绝大部分错误都能通过差错控制系统予以纠正，从而提高了系统的通信质量。
1．主机
（3）逻辑控制电路现代通信设备中的逻辑控制电路一般采用单片机控制技术或嵌入式系统技术。逻辑控制电路通常包括微处理器系统（包括CPU、程序存储器、数据存储器等）、输入与输出电路、键盘控制电路、数字显示电路及扩展电路的接口等。逻辑控制电路将控制整个设备的工作状态，协调与扩展电路的联系，扩展能力的强弱是体现设备先进的重要标志。
（二）短波高速数据传输
采用分集接收技术应研究两个基本问题：一是信号的分散传输问题。即将同一信号分散传输，以求在接收端获得多个独立衰落的信号样品，实践证明，在空间、频率、时间、角度和极化等方面分离得足够远的无线电信道，衰落可以认为是相互独立的，所以利用信号分散传输，在接收端获得独立衰落的样品是完全可能的。必须指出，在接收端能获得多个独立衰落的信号样品，是分集接收克服快衰落，达到可靠通信的依 (t) i 1
（二）短波高速数据传输
（3）合并方式
3）最大比值合并方式，各路信号合并时，加权系数按各路的信噪比而自适应地调整，以求合并后获得最大信噪比输出。
m
f (t) ai fi (t) i 1

短波通信系统和超短波通信系统

高频谱利用率不仅可以提高通信系统的容量和传输速率，还可以减少对其他通信系统的干扰，提高整个通信系统的性能和稳定性。
智能化发展
随着人工智能和大数据技术的应用，短波通信系统和超短波通信系统的智能化发展成为未来的重要趋势。通过引入智能化技术，可以实现自适应调制解调、自适应天线调整、自适应信道选择等功能，进一步提高通信系统的性能和可靠性。
智能化发展还可以实现通信系统的自主管理和维护，减少人工干预和故障率，提高整个通信系统的稳定性和可用性。同时，智能化技术还可以帮助通信系统更好地适应各种复杂环境和应用场景，满足各种不同的通信需求。
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短波通信系统和超短波通信系统
目录
• 引言 • 短波通信系统 • 超短波通信系统 • 短波通信系统与超短波通信系统的比较 • 未来发展趋势
01 引言
通信系统的定义与分类
通信系统定义
通信系统是实现信息传输和交换的设备、设施和网络的组合，主要用于传递信息，满足人们通信交流的需求。
通信系统分类
根据传输媒介和工作频段，通信系统可分为短波通信系统、超短波通信系统、微波通信系统、卫星通信系统等。
超短波通信系统
传输质量相对较稳定，信号不易受到干扰和衰落，适用于高质量的语音和数据传输。
覆盖范围
短波通信系统
覆盖范围较广，可以实现全球范围内的通信。
超短波通信系统
覆盖范围相对较小，通常只能实现较近距离的通信，适用于局域网或城域网的应用。
05 未来发展趋势
融合发展
短波通信系统与超短波通信系统的融合，可以充分利用两者的优势，提高通信的可靠性和稳定性。例如，在复杂环境中，超短波通信系统可以提供稳定的通信链路，而在远程通信中，短波通信系统则具有更好的穿透能力和覆盖范围。

短波和超短波解读

CDMA2000：这也是3G通信标准之一，在几年前中国发放3G牌照的时候，将这个牌照发放给了中国电信，但因为中国目前所运营的3种3G模式都互不兼容，所以我们平常市场上支持该模式的手机也比较少。
总的来说，现在市场上的中高端手机普遍都支持两种模式，它们的组合模式是：中国移动：GSM、TD-SCDMA 中国联通：GSM、WCDMA 中国电信：CDMA、CDMA2000
这种传播方式是利用对流层及电离层的不均匀性对电波的散射作用而实现的超视距传播。主要用于超短波和微波的远距离通信。
射线
(a) 电离层
(b)
对流层
(c)
(d)
图无线电波的主要传播方式（a）直射传播; （b）地波传播; （c）天波传播; （d）散射传播
二、短波通信系统
主要依靠天波和地波两种传播方式。
短波通信系统和超短波通信系统
一、无线电通信
二、短波通信系统
三、超短波通信系统
一、无线电通信
定义：无线电通信是指利用无线电波传播信息的通信方式
优点：与有线通信方式相比，无线电通信具有通信建立迅速、通信距离远、机动灵活和组网容易等优点缺点：衰落严重，易受天电等外界干扰，容易被截获和窃听等应用：主要用于电报、电话、传真、广播和电视等各种信息
1 01 0 1 01 1 1 01 2
气温随高度变化曲线温度
长波可在 D 层反
射下来，在夜晚由于 D 层消失，长波将在 E 层反射；中波将在 E 层反射，但在白天 D 层对电波的吸收较大，故中波仅能在夜间由 E 层反射；短波将在 F 层反射；而超短波k m
E层 D层中波长波短波
1 00 km 6 0 km～7 0 k m

短波和超短波通信系统卷积编码PPT课件

g2 g3
输出序列 111，001，100，110
三、卷积码的编码过程
+
+
g1
输入序列
11
g2
…… 01101
g3
+
卷积码（3，1，3）编码器生成函数
输出序列
g1=an
111，001，100，110，010 ……
g2=an+ an-2
g3=an+ an-1+ an-2 卷积码（3，1，3）编码器
常用的纠错编码
三、卷积码的编码过程
+ +
输入序列
… … ，an+2 an+1， an
an-1 an-2 +
g2 g3
卷积码（3，1，3）编码器生成函数
g1=an
g2=an+ an-2 g3=an+ an-1+ an-2
卷积码（3，1，3）编码器
三、卷积码的编码过程
例1：一个卷积编码器如图所示，试写出这
个编码器各函数发生器的矢量？
特点：纠错能力随着N的增加而增加。适合用于前向纠错。
译码复杂。
常用的纠错编码
一、卷积码的概念二、卷积码编码器的一般形式三、卷积码的编码过程四、卷积码的图解描述五、卷积码的译码六、交织编码和去交织编码
二、卷积码编码器的一般形式
卷积码表示形式：（n， k， N） k: k个信息位 n: n位输出
输入序列
… … ，an+2 an+1， an
+ an-1 an-2
+
g1 =101 g2 =111
g1 g2
输出序列
三、卷积码的编码过程

短波与超短波

一、短波通信短波通信(Short-wave Comunication)是无线电通信的一种。

波长在10 米～100 米之间，频率范围 3 兆赫～30 兆赫。

发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。

目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。

尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。

1. 短波传播途径短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。

如前所述，地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。

海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000 公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。

短波信号沿地面最多只能传播几十公里。

地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。

短波的主要传播途径是天波。

短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。

但天波是很不稳定的。

在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。

2. 电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用。

电离层是指从距地面大约60 公里到2000 公里处于电离状态的高空大气层。

上疏下密的高空大气层，在太阳紫外线、太阳日冕的软X 射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，大气气体分子或原子中的电子分裂出来，形成离子和自由电子，这个过程叫电离。

产生电离的大气层称为电离层。

电离层分为D、E、F1、F2 四层。

D 层高度60~90 公里，白天可反射2~9MHz 的频率。

短波与超短波

短波与超短波短波与超短波一、短波通信短波通信(Short-wave Comunication)是无线电通信的一种。

波长在10 米～100 米之间，频率范围 3 兆赫～30 兆赫。

发射电波要经电离层的反射才能到达接收设备，通信距离较远，是远程通信的主要手段。

由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。

目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。

尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。

1. 短波传播途径短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。

如前所述，地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。

海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000 公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。

短波信号沿地面最多只能传播几十公里。

地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。

短波的主要传播途径是天波。

短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。

但天波是很不稳定的。

在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。

2. 电离层的作用电离层对短波通信起着主要作用。

电离层是指从距地面大约60 公里到2000 公里处于电离状态的高空大气层。

上疏下密的高空大气层，在太阳紫外线、太阳日冕的软X 射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，大气气体分子或原子中的电子分裂出来，形成离子和自由电子，这个过程叫电离。

产生电离的大气层称为电离层。

电离层分为D、E、F1、F2 四层。

短波和超短波课件

04
短波和超短波的比较
工作频段
短波
通常指频率在1.5MHz-30MHz之间的无线电波。
超短波
通常指频率在30MHz-300MHz之间以覆盖较广的区域，甚至全球范围。
超短波
主要依靠地面反射传播，传播距离较短，通常用于本地或区域通信。
应用场景
性。
扩频技术
利用扩频码对信号进行调制，实现信号的频带展宽，从而提高抗干扰能力和安全性。
跳频技术
通过不断改变工作频率来避开干扰，提高通信的可靠性和保密性。
超短波通信的优缺点
优点
传输速度快、抗干扰能力强、覆盖范围广、可移动通信等。
缺点
易受地形、建筑物等环境因素影响，信号传输过程中衰减较大，需要中继站支持，同时存在电磁辐射可能对人体健康产生影响。
短波
主要用于广播、无线电导航、远程数据传输等领域，适用于应急通信和远程通信。
VS
超短波
主要用于电视广播、移动通信（如手机）、无线麦克风等，适用于近距离通信和固定设施通信。
05
短波和超短波的发展趋势
短波和超短波技术的创新与突破
高效能发射机
随着科技的进步，短波和超短波发射机在效率和稳定性方面取得了显著提升，能够提供更强大、
更稳定的信号覆盖。
数字调制技术
数字调制技术如QPSK、QAM等在短波和超短波中得到广泛应用，提高了信号传输的可靠性和抗
干扰能力。
高速数据处理
高速数字信号处理技术的发展，使得短波和超短波信号的处理速度大幅提升，为实时通信和大数
据传输提供了可能。
短波和超短波在未来的应用前景
应急通信
在自然灾害或紧急情况下，短波和超短波因其覆盖范围广、传输不受复杂地形限制等优点，成为重要的应急通信手段。

第二章短波和超短波通信系统2-7

三、短波自适应通信
根据是否发射探测信号分为：主动式选频系统和根据是否发射探测信号分为：主动式选频系统和被动式选频系统。前者要发射探测信号，来完成自适应选频；式选频系统。前者要发射探测信号，来完成自适应选频；后者无需发射探测信号，者无需发射探测信号，而是通过某种计算方法计算出电路的可通频段，在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。可通频段，在该可通频段内测量出安静频率作为通信频率。
三、短波自适应通信
由以上定义可以引出以下几个重要概念。由以上定义可以引出以下几个重要概念。
采用RTCE RTCE的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输 3 ）采用 RTCE 的短波自适应系统和给定的通信线路与所要传输的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化，的通信业务密切相关。它并不考虑电离层结构和电离层的具体变化，而从特定线路出发，发送某种形式的探测信号，接收端在规定的彝而从特定线路出发，发送某种形式的探测信号，族信道上测量被选定的参数，通过实时处理所得数据，族信道上测量被选定的参数，通过实时处理所得数据，即可定量地区分被测信道的优劣，从而为通信线路提供实时的频率资源信息。区分被测信道的优劣，从而为通信线路提供实时的频率资源信息。 RTCE最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务 4 ） RTCE 最终目的是要能描述在一组信道上传输某种通信业务的能力。在RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务的能力。 RTCE中反映这种能力最好是和线路上传输某种通信业务的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率，的质量指标联系起来。通常传输数据采用误码率，传输语音时用清晰度较为适宜。晰度较为适宜。
三、短波自适应通信
5．有效拓展了短波通信业务范围．短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信，短波自适应通信系统不仅可以进行传统的报话通信，而在外接数字调制解调器和相应的终端设备，如计算机、且，在外接数字调制解调器和相应的终端设备，如计算机、传真机等，可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。传真机等，可以进行数据、传真和静态图像等非话业务通信。

第二章短波和超短波通信系统2-2

3．多经传播
（3）多径时延随时间发生变化
多径时延随时间变化的原因是电离层的电子密度随时间变化，从而使MUF随时间变化。电子密度变化越急剧，多径时延的变化越严重。
3．多经传播
多径时延严重影响短波数据通信的质量，所以在线路设计中，通常为了保证传输质量，要限制传输速率。目前在印字电报通信中，为了减少多径传输的影响，通报速率限制在200波特以下。在短波线路传输高速数据时，通常需要采用多路并发的方法。
1．最高可用频率（MUF）
如果电波是以φ>00的入射角斜射电离层，频率为fv的电波不会穿出该层，而当为更高的某一频率fob时才穿出该层。 fob被称为入射角为φ时的最高可用频率，它可表示为：
f sec ob v 显然， f ≥ f 。 f
ob v
1．最高可用频率（MUF）
在给定通信距离和反射点高度的情况下，fob 与 fv关系式可表示为式2-1：式中fv为电波垂直入射时的最高反射频率，也称临界频率；φ为电波斜射至电离层的入射角；d为通信线路的长度；h’为电波反射点处电离层的虚高。
1．最高可用频率（MUF）
从图中可以看出，这两条曲线存在有许多交点，所有的这些交点表示在给定的斜射频率上，可能存在的传播路径。
E
1．最高可用频率（MUF）
例如：fob为14MHz，对F2来讲存在两条传播路径，它们的反射点分别标为1和1’。
E
1．最高可用频率（MUF）
反射点1的高度为380km，反射点1’的高度为680km。
Es层
E层
T
R
（二）短波在电离层中的传播特性
2．传输模式
理论上讲，要严格设计这种多跳远距离通信线路，就必须分别研究线路中每一地段对应于工作频率的传播特性和所需要的辐射仰角。但一般来讲这种严格的计算是不必要的，实际上，在设计中只考虑线路两个终端的电波传播情况，就足以确定短波线路对设备的具体要求。