第2章 现代短波通信
短波通信系统和超短波通
航空通信
超短波通信系统适用于航空领域，为 飞机提供地空通信服务。
移动通信
超短波通信系统支持移动终端之间的 通信，可应用于移动电话、无线局域 网等领域。
04 短波通信系统与超短波通 信系统的比较
工作频段
短波通信系统
工作频段通常在1.5MHz-30MHz之间， 也称为高频（HF）频段。
超短波通信系统
02 短波通信系统
短波通信系统的原理
01
02
03
电磁波பைடு நூலகம்播
短波通信系统利用地球表 面和电离层反射的电磁波 进行信息传输。
频率范围
短波通信系统的频率范围 通常在1.5MHz至30MHz 之间。
无需基础设施
短波通信系统不需要复杂 的基础设施，只需在发送 和接收端设置适当的天线 即可。
短波通信系统的特点
06 结论
短波通信和超短波通信的重要性和意义
短波通信和超短波通信在现代通信中占据重要地位，尤其在远程通信、广播和军事 领域具有不可替代的作用。
短波通信系统利用电离层反射信号实现远距离通信，具有设备简单、可靠性高、抗 干扰能力强等优点。
超短波通信系统利用视距传播实现信号传输，具有传输速度快、稳定性好、容量大 等优点，广泛应用于电视广播、移动通信等领域。
频谱资源优化
随着频谱资源的日益紧张，未来短波和超短波通信系统将更加注重频谱 资源的优化利用，如采用频谱共享、认知无线电等技术，提高频谱利用 率。
多元化应用
短波和超短波通信系统将进一步拓展应用领域，不仅局限于军事和应急 通信领域，还将广泛应用于智能交通、物联网、智能家居等领域。
未来面临的挑战和机遇
挑战
对未来研究和发展的建议
进一步研究短波通信和超短波通信的 传输机制和性能优化，提高通信质量 和可靠性。
短波通信
无线电通信技术
01 简介
03 的原理 05 的特点
目录
02 的重要性 04 系统
短波通信是波长在100米～10米之间，频率范围3兆赫～30兆赫的一种无线电通信技术。
简介
短波通信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。但是，随着技 术进步，特别是自适应技术、猝发传输技术、数字信号处理技术、差错控制技术、扩频技术，超大规模集成电路 技术和微处理器的出现和应用，使短波通信进入了一个崭新的发展阶段，在1988年短波通信设备的销售额达到了 其历史最高水平。同时短波通信设备使用方便，组灵活，价格低廉，抗毁性强等固有优点，仍然是支撑短波通信 战略地位的重要因素 。
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的特点
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 。
其次，在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波。
另外，与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。
的原理
由于短波频率在3~30兆赫之间，所以它主要利用电离层反射传播，传播距离环绕地球 。
收信机、收信天线和各种终端设备组成。发信机前级和收信机现已全固 态化、小型化。发信天线多采用宽带的同相水平，菱形或对数周期天线，收信天线还可使用鱼骨形和可调的环形 天线阵。终端设备的主要作用是使收发支路的四线系统与常用的二线系统衔接时，增加回声损耗防止振鸣，并提 供压扩功能。
短波通信系统课件
发射机输出的电信号通过馈线传输到天线，然后由天线辐射到空间中。
接收机
接收机是短波通信系统中的另 一重要组成部分，负责接收空 间中的电信号并将其还原为原 始信息。
它通常包括天线、高频放大器、 混频器、解调器和音频放大器 等部分，用于接收和处理电信号。
接收机将天线接收到的电信号 处理后输出，供用户使用。
应急通信是短波通信系统的另一个重 要应用领域。在发生自然灾害、事故 灾难等紧急情况时，由于通信设施可 能受到破坏，因此需要依靠短波通信 系统进行应急通信。
短波通信系统在应急通信中主要用于 各部门之间的协调和信息传递，如消 防、公安、医疗等部门之间的信息传 递和调度，对于保障应急救援工作的 顺利实施具有重要作用。
天线
天线是短波通信系统中用于辐射和接 收电信号的重要设备。
天线的性能对短波通信系统的通信质 量和可靠性有着重要影响。
它通常由金属导线或金属面构成，能 够将电信号转换为电磁波并辐射到空 间中，或者接收空间中的电磁波并将 其转换为电信号。
终端设备
终端设备是短波通信系统中的用 户设备，用于输入和输出信息。
通信距离
通信距离
短波通信系统的通信距离受到多种因素的影 响，如发射功率、天线高度、工作频率、大 气条件等。在理想条件下，短波通信可以达 到数百公里甚至数千公里的距离。
通信质量
通信距离的远近与通信质量有关。在长距离 通信中，信号可能会受到噪声、干扰和多径 效应的影响，导致通信质量下降。为了提高 通信质量，可以采取适当的信号处理和编码 技术。
航海通信
航海通信是短波通信系统的又一个重要应用领域。在航海领域中，由于船舶经常 处于海洋之中，远离陆地，因此需要依靠短波通信系统进行海上通信。
短波通信系统在航海通信中主要用于船舶与岸上控制中心之间的通信，如航行调 度、气象信息传输、紧急情况报告等，对于保障航海安全和航行顺利具有重要意 义。
第2章现代短波通信
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第
2.4 短波数据通信技术
页
➢短波通信原来主要用于话音通信，但各类数据信息 包括数字传真、慢扫描图像和计算机等各类数据终 端的数据，也希望能在短波信道上传输。
➢在短波数据传输中，要解决的最大问题就是短波信 道对数据传输的影响。主要是： (1)多径衰落引起的短波数据通信中的突发错误； (2)多径效应造成码元的时间扩展引起的码间干扰； (3)电离层的快速运动和变化引起多普勒频移，使发 射信号的频率结构发生变化造成数据信号的错误接 收。
2.5 短波自适应选频技术
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2.5.4 自适应控制技术
➢在短波自适应通信系统中，自适应控制器是系统的 指挥中心，是系统成败的关键。 ➢自适应控制系统是一种特殊的非线性控制系统，系 统本身的特性(结构和参数)、环境及干扰特性存在某 种不确定性。在系统运行期间，系统本身只能在线 地积累有关信息，进行系统结构有关参数的修正和 控制，使系统处于所要求的最佳状态。
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第
2.4 短波数据通信技术
页
2.4.2 时频组合调制
➢时频调制的主要优点是它能够抗瑞利衰落。 ➢由于它的一个二进制符号就发送两个不同频率的高 频脉冲，只要选用的频率f1、f2之间有足够大的频差 (＞500Hz)，这两个频率就具有几乎不相关的衰落特 性，可以达到频率分集的效果。 ➢时频调制可以克服分集接收的一些不足之处，如可 能造成的功率分散、设备复杂度增加等。 ➢另外，如果采用比较好的编码方式，时频调制不仅 可以在抗衰落方面达到分集接收的效果，而且还可 以起到抗码间串扰的作用。
页
2.6.2 短波跳频扩频通信技术
1、跳频通信的优点 (1)抗干扰性强 (2)有较强的抗截获能力 (3)可实现码分多址通信，可以组网工作 (4)抗多径衰落的效果好 (5)便于和定频电台兼容
现代短波通信技术
现代短波通信技术现代短波通信技术现代短波通信技术摘要：本文介绍了无线电短波通信的基本特点，研究了无线电短波通信的发展现状，探讨了无线电短波通信的发展方向。
关键词：短波通信短波技术短波是指波长在100m～10m，频率为3MHz～30MIIz的电磁波，利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称为高频通信。
短波通信是世界各国中、远程通信的主要手段，被广泛应用于军事、外交、气象、商业等部门，用以传送电报、电话、图像、语音广播等信息。
尽管卫星通信出现以后某些短波通信业务被其取代，但是由于无线短波通信设备的抗毁性，无线短波通信在战争期间特别是在中远程军事通信中，仍占有极其重要的地位，所以无线短波通信将与卫星通信长期并存发展。
一、短波通信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。
天波是靠电离层的反射来传播的，由此决定了短波通信存在以下特点：(1)不需要建立中继站即可实现远距离通信。
电离层对短波吸收少，靠天波传播可以达到很远距离，即使是中小功率的电台，电波也能靠天波传播到很远的地方。
(2)短波通信设备简单、易隐蔽、建设和维护费用低，破坏后容易恢复。
(3)可使用的频段窄，通信容量小。
按照国际规定，每个短波电台占用3.7MHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。
(4)短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差，衰落现象比较严重。
衰落现象是由于利用天波传播时，接收点收到了由两个或两个以上的途径传来的电波，而反射这些电波的电离层又在不断变化造成的。
尤其是在黄昏和拂晓，电离层正处在急剧变动过程中，衰落现象更为严重。
二、短波通信的现状(一)现代短波信道技术现代短波信道技术主要分为两大类：一类是针对短波变参信道的特点，为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响，提高短波通信，特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的，称之为信道自适应技术。
这一类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体，使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳工作频率，以适应电离层的种种变化同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。
现代短波通信技术及其应用
现代短波通信简明讲义新维电信有限公司作者何滨黎杰概述尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一传统的通信方式仍然受到全世界的普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。
其原因主要有二：一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一旦发生战争或灾害，各种通信网络都可能瘫痪，只有短波通信设备不可能被大面积摧毁，无论哪种通信方式，抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；二、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，只能依靠短波或卫星，而卫星通信话费昂贵，短波通信则不用支付话费。
短波重要性的实证很多。
战时通信自不待言，平时通信方面，近些年的抗灾过程就很说明问题：1996年云南丽江地震，是短波电台报出灾情并成为抗灾初期的主要通信工具；2008年汶川地震时虽然多了卫星电话，但由于灾区拥积的卫星电话过多，造成卫星资源紧张，加上天气因素和山区丛林障碍，电话很难打出去。
因此，据了解当时国家调集了上万部短波电台到灾区。
汶川救灾非常明确地说明了：远距离的应急通信工具只有短波电台和卫星电话，并且二者互补方能有效和可靠。
综上，短波的应用意义可以概括为：设备体积和信号质量不如其它通信工具，但在特定地区，以及面对灾难和战争时，却不得不备，不得不用。
近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。
这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。
用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，特别是应急通信网，使之更加可靠和有效，无疑是非常重要和紧迫的。
鉴于市面上短波资料较少，十多年前我们应很多用户之需编写了一本简明讲义，后来经过不断修订成为现在这本讲义。
本讲义简要介绍短波通信的基本概念，优化短波通信的常用方法，设备选型和使用，新的应用技术，日常维护知识等，供短波管理人员和技术人员参考，难免有错误之处，欢迎阅正。
第一章短波通信的基本概念1.1 短波通信原理1.1.1 无线电波无线电广播、通信、雷达等，都要依靠无线电波来传播。
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
现代短波通信技术及其应用
现代短波通信简明讲义新维电信有限公司作者何滨黎杰概述尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一传统的通信方式仍然受到全世界的普遍重视，不仅没有被淘汰，还在快速发展。
其原因主要有二：一、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一旦发生战争或灾害，各种通信网络都可能瘫痪，只有短波通信设备不可能被大面积摧毁，无论哪种通信方式，抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；二、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，只能依靠短波或卫星，而卫星通信话费昂贵，短波通信则不用支付话费。
短波重要性的实证很多。
战时通信自不待言，平时通信方面，近些年的抗灾过程就很说明问题：1996年云南丽江地震，是短波电台报出灾情并成为抗灾初期的主要通信工具；2008年汶川地震时虽然多了卫星电话，但由于灾区拥积的卫星电话过多，造成卫星资源紧张，加上天气因素和山区丛林障碍，电话很难打出去。
因此，据了解当时国家调集了上万部短波电台到灾区。
汶川救灾非常明确地说明了：远距离的应急通信工具只有短波电台和卫星电话，并且二者互补方能有效和可靠。
综上，短波的应用意义可以概括为：设备体积和信号质量不如其它通信工具，但在特定地区，以及面对灾难和战争时，却不得不备，不得不用。
近年来，短波通信技术在世界范围内获得了长足进步。
这些技术成果理应被中国这样的短波通信大国所用。
用现代化的短波设备改造和充实我国各个重要领域的无线通信网，特别是应急通信网，使之更加可靠和有效，无疑是非常重要和紧迫的。
鉴于市面上短波资料较少，十多年前我们应很多用户之需编写了一本简明讲义，后来经过不断修订成为现在这本讲义。
本讲义简要介绍短波通信的基本概念，优化短波通信的常用方法，设备选型和使用，新的应用技术，日常维护知识等，供短波管理人员和技术人员参考，难免有错误之处，欢迎阅正。
第一章短波通信的基本概念1.1 短波通信原理1.1.1 无线电波无线电广播、通信、雷达等，都要依靠无线电波来传播。
《短波通信系统》PPT课件 (2)
4 衰落
• 在短波通信的接收端，信号振幅总是呈现忽 大忽小的随机变化，这种现象称为“衰落” 。在短波传播中，衰落有快衰落和慢衰落之 分。
• 连续出现持续时间仅几分之一秒的信号起伏 称为快衰落，持续时间比较长的衰落（可能 达1小时或者更长）称为慢衰落。
衰落的种类（依衰落原因划分）
（1）干涉衰落：由于多径传播，到达接收端的 若干个信号的时间不同而造成的衰落。
制FM
常用调制技术
二 数据传输的相关技术
• 1 短波信道对数据传输的影响
（1）多径效应引起的衰落。它使传输的数据信号幅度 减小，甚至完全消失，是造成短波数据通信中出现突 发错误的主要原因。
（2）多径效应引起的波形展宽。它使传输的数据 码元间互相串扰，是限制数据速率的主要原因。
（3）电离层快速运动和反射层高度变化引起的多 普勒频移。它使发射信号的频率结构发生变化，相位 起伏不定，造成数据信号的错误接收。
短波通信系统
本章介绍 短波传输的特性与特点 短波通信技术 系统及发展
本章主要内容：
（1）短波通信的特点； （2）短波通信的常用调制方式；
单边带通信和调频通信的概念、基本原理、系统组成； （3）数据信号在短波信道上的传输问题； （4）重点介绍高频自适应和扩展频谱通信的原理及其在现代通信设备中的应用。
3）实现频率自适应的方法 利 用 RTCE 技 术 测 量 和 分 析 各 种 环
境参数，根据综合分析和计算的结果建立一条工 作在最佳频率上的通信线路。
四 扩展频谱技术
• 1 扩展频谱通信的基本概念和理论基础
（1）定义： 扩频通信的信号所占有的频带 宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的展宽通 过编码及调制的方法实现，与所传信息数据无关；在 接收端用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所 传信息数据。所采用的扩频码序列与所传信息数据是 无关的，丝毫不影响信息传输的透明性。扩频码序列 仅仅起扩展信号频谱的作用。
短波和超短波通信系统28
五、超短波通信系统
（一）超短波通信系统的组成及工作原理
超短波电台一般用于近距离通信，其形式主要是车载、机载、背 负、手持等，一般要求其体积小、重量轻、功能多、抗干扰能力 强。超短波电台经历多年的发展，其电路形式变化不大。但就具 体电路而言，新技术、新器件大量地应用于超短波电台，使超短 波电台的性能和功能得到明显的提高和改善，特别是扩频通信技 术在超短波电台中的应用，使得电台的抗干扰能力、组网能力都 有了质的变化。
五、超短波通信系统
1．在移动通信中的应用 超短波波长较短，因而收发天线尺寸可以较小。在短距离通信时，只 需要配备很小的通信设备，因此广泛应用于移动通信方式。20世纪 80年代以来，与电话交换技术结合，移动电台可以通过电话交换机以 拨号方式与其它移动电台构成双向通信电路，称作无线电话（或移动 电话），并可与市话网互通，形成方便灵活的通信网。最小型的移动 电台为手持式，重量不足1000克。记者随身携带进入现场采访，在 几千米范围内随时可与编辑部保持联系。如果带有文字传真、图像传 真或用便携式计算机编写稿件的设备，则可将采访到的稿件或照片当 场发回编辑部。
五、超短波通信系统
2．在县级防汛调度网和水库网中的应用 超短波网作用距离有限，但音质好，干扰小，机型小巧携带
方便，移动方式通信，机动性好，最适合县级防汛调度网和水 库网。 3．在水文遥测中的应用 无线通信方式最适合在水文遥测中的应用，现阶段主要有超短 波（VHF）、微波及卫星通信三种方式。其中超短波通信是水 文自动测报系统应用最广泛、最成功的一种通信方式。
五、超短波通信系统
（2）超短波接收机 一般采用典型的调频式超外差接收机。主要由高频放大、本地震
荡、变频（一次或二次）、中频放大、限幅、鉴频及基带放大等 部件组成。超短波段外来干扰较多，需在接收机输入端加螺旋式 滤波器，在中放级加输入带通滤波器以抑制干扰。中放后的调频 信号，通过限幅器，可消去混杂近来的脉冲干扰或寄生调幅波， 以改善信噪比。然后用鉴频器把原来的基带信号恢复出来，加以 放大，再由载波终端机分路输出相应用户。
现代通信系统第2章微波中继通信系统
现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
➢微波中继通信主要用来传送长途电话信 号、宽频带信号（如电视信号）、数据 信号、移动通信系统基地站与移动业务 交换中心之间的信号等，还可用于通向 孤岛等特殊地形的通信线路以及内河船 舶电话系统等移动通信的入网线路。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
微波通信自第二次世界大战后期开始应 用，历经由模拟到数字，使用频段由低频 段向高频段的发展，其频谱利用率也不断 由于技术的进步而得到不断的提高，应用 领域也由长途电信、彩色电视传输，拓展 到一点多址、无线接入、无线局域网等领 域，微波通信的发展应用历程，是它特点 的充分体现。
微 分米波(特高频) 厘米波(超高频)
波 毫米波(极高频)
300MHz—3(GHz) 3—30(GHz) 30—300(GHz)
100—10cm 10—1cm 1cm—1mm
红外线(光波)
＞300(GHz)
＜1mm
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 分米波（特高频）：用于电视广播，飞机 导航、着陆，警戒雷达，卫星导航，卫星 跟踪、数传及指令网，蜂窝无线电通信。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
• 米波：用于语音广播，移动（包括卫星移 动）通信，接力（~50km跳距）通信，航 空导航信标，以及容易实现具有较高增益 系数的天线系统。 微波频段是在较高频段，通常人们所 说的微波是指频率在0.3～300GHz范围的 电磁波，微波通信利用此频段的电磁波来 传递信息。
微波中继站和分路站统称微波中间 站。任务是完成微波信号的转发和分路。
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
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现代通信系统 第2章 微波中继通信系统
略议现代短波通信技术
篙 术 Ｉ 匮 一
略பைடு நூலகம்现代短波通信技术
赵 莉 ’ 吴 一 飞
（． １ 辽宁省葫芦岛市海军航空兵学院教研部 辽 宁葫芦岛 １５０ ； ２０ １ ２空军大连通信士官学校指挥 自动化教研室 辽宁大连 １６０ ） ． １６０
摘要 ： 波通 信在 战 场 中的地 位和 作 用 日趋 显 著 。 文介 绍 了短 波 通信 的 发展 现 状 及特 点 ， 短 本 叙述 了几种 现 代 短 波通信 技 术 及 典 型装备 ， 并 对 未 来短 波通 信 技 术的发 展 趋 势进 行 了阐述 。 关键 词 ： 短波 通信 技 术 与装备 发展 趋 势 中 图分 类 号 ： Ｎ９ Ｔ ２ 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ７９ １（０ ２０ —０ ７０ １０ ．４ ６２ １）５０ ５ ．２
短波通信历来是军事指挥 的重要手段 之一 。 随着现代通信技术 理机控制技术 ， 实现 自动选频、 信道存储及 自动无线调谐 。 微处理技 的发展 ， 短波通信在战场中的地位和作用亦 日趋显著。 因此 ， 有必要 术的不断发展 ， 产生高速信号处理 器 （ Ｓ ， Ｄ Ｐ）利用信号 处理器 的快 速傅 里叶变换 ， 完成对 音频编解 码 、 噪比测量 等短波信道质量 的 信 了解短波 通信的特点 、 技术 与装备及其发展趋 势 。 高速探 测 ， 因而能实时选择 出最 佳的通信信道 ， 克服短波信道 的时 １ 、短波通信 概述 变性 、 多径时 延及噪声干扰 等对 通信的影响 ， 实现短波信道的高质 利用短波进行 无线 电通 信称为短波通信 ，又称高频 通信 。 短 量通信 。 短波 自适应通信 技术 主要包括 ： 自适应选频与信道建立技 波通信的频率为 Ｉ５ ．ＭＨｚ ０ ３ ＭＨｚ它既可 以通过天波来进行远距 术、 ， 自适应跳频 技术、 功率和传输速率 自适应 技术及 自适应调零天 离通信 ， 可以利用地波进行 近距离通信 。 又 线技术等 。 １１短 波 通 信 的 发 展 现 状 ． （） ２短波高速调制解调技术。 在短 波信道上 传输高速数字、 数据 短波通信是历史最悠久的无线 电通信方式。 长期以来 ， 短波通信 信号 时， 遇到 的主要问题 是由多 径传输导致的多径延 迟 ， 其结果导 因其固有特点而被广泛用于政府、 外交、 气象 、 商业等各个部 门。 上世 致接 收端 信号 在时 间上被展开 ， 包括形状畸变 ， 从而增加 了形成码 纪七十年代初 ， 星通信的兴起对短 波通信造成 了巨大冲击。 卫 然而 ， 间干扰和错误判决的概率 。 要实 现高速传输 ， 必须对数字 、 数据信号 经过实践人们认识到 ， 与卫 星通信相 比， 短波通信 不但成本低、 易实 进行适 当的处 理— 制解调。 调 目前常用 的窄带短 波电台的调 制解调 现 ，重要 的是其主要传播媒质一电离层具有天然 的抗摧毁性 。 器 有 串 行 和 并 行 两 种 体 制 。 交 频 分 复 用调 制 方 式 具 有 传 输 速 率 正 上 世纪八 十年代后 ， 人们 又重新探 索研 究短波通信技术 ， 利用 快 、 带 利 用 率 高 和抗 多径 能 力 强 等 优 点 ， 广 泛应 用 于 短 波 通 信 频 被 自适 应 信 道 探 测 和 频 率 管理 等 手 段 ， 大 提 高 了 短 波 通 信 质量 、 大 可 领 域 。 靠性 以及 数据传输速率 ， 使得现 代短 波通信 又重获广 泛的应用前 （） ３短波传输频带扩展技术。 在短波通信 中 ， 由于主要靠天波传 景。 播， 每条路径受 自由空间损耗 、 电离层 吸收损耗 和地 面反射损耗等 １ ． 波通 信 的特 点 ２短 因素 影响 ， 使得短 波频段存在“ 口效 应” 多 孔性 ” 窗 和“ 等现象 。 应用 天波是短波通信 的主要传播方式 ， 而天波是靠 电离层的反射来 传输频带扩展技术 ， 则可以提高通信 的抗干扰 、 抗截获能力 ， 提高通 信传输容量。 比较常用的传输频带扩展技术主要有短 波直接序列扩 传播的 ， 由此决定 了短 波通信存在 着独有的特 点 ： 高速 跳频技术 。 （） １ 传播距离远 。 电离层 对短波吸收少 ， 天波传播 可以达到很 频技 术、 靠 （） ４短波通信突发技术。 突发通信” “ 就是将信息分 包（ ） ， 组 后 在 远距 离 ， 即使 是 中小 功率 的 电台， 电波也能靠天波传播到很远 的地 具有随机性和短暂性 。 信息每次发送 时间短 ， 频率 方。 如Ｔ 例 ＫＲ１０ 电 台 属 中 小功 率 短 波 电 台 ， 用 天 波可 以传 播 某瞬间突然发出 ， ５Ａ型 利 更 换 频 繁 ， 送 时 间难 以捉 摸 ， 此 抗 截 获 能力 强 。 前 ， 发 通 信 发 因 目 突 到一千公 里 以外的地方去 。 Ｊ ｌ０ ０ ｍｓ在 （） 落 现 象 比较 严 重 。 落 现 象 是 由于 利 用 天 波 传 播 时 ， 收 时间短￣ ６ ～２ ０ 。 此体 制中捕获序列码 的设计与检 测方法 以 ２衰 衰 接 同步的快速建立和 自适应均衡器 的快速收敛是 点收到了由两个或两个以上 的途径传来的 电波 ， 而反射这些 电波的 及 由于通信时间短 ， 现 电离层又在不断变化造成 的。 尤其是在黄 昏和 拂晓 ， 电离层正处 在 设计 中的难点 ， 已基本解决 。 ２２现 代 短 波 通 信 装 备 ． 急 剧 变 动 过程 中 ， 落 现 象 更 为严 重 。 衰 随 着 微 电子 技 术 的 发 展 ， 波 通 信 装 备 逐 步 走 向集 成 化 、 合 短 综 （） 时 存 在 静 区 。 短 波 的 较 高 频 率 工 作 时 ， 出 现地 波收 不 ３有 在 会 化、 智能化， 技术性能显著提高。 比较有代表性的性能优 良的设备和系 到， 天波又超越接 收点 的区域 ， 这个区域就叫静区。 接收者处在静 区 统 有 ： 大利 亚 的ＨＦ ９Ｈ、 澳 一 ０ 西德 的 Ｃ － ０（ 能化 ＨＦ ＨＸ ２０智 通信 系 统 ） 、 范 围 内 时 ， 收 听不 到对 方 的信 号 。 就 美 国的Ｃ Ｓ ＨＦ ００ ＨＥ Ｓ、 ２０系统 以及法 国Ｔ Ｔ公司的ＭＤ ２ ２ 等。 Ｒ Ｍ１／ ４ （ ） 号传输稳 定性差 及受大 气和工业 无 线电噪声 干扰 严重 ４信 （） －９ Ｈ超小型跳频短 波 电台。 一９ Ｈ由澳大利 亚Ｑ— １ＨＦ ０ ＨＦ ０ 等。 ＭＡＣ 公司推 出， 其最突 出的特点是采用 了智能边带跳频技术。 目前 （） ５短波通信设备 简单 、 易隐蔽 、 维护费用 低及破坏后 易恢 复 。 世界各 电台生产厂提供的均是数字话音类产 品。 数字话音跳频 的缺 ２、现代短波通信技术与装备 点是跳频频谱不够隐蔽 ， 易被识别 、 译和跟踪。 一 ０ 容 破 ＨＦ ９ Ｈ所 采 用 在 现 代短 波通 信 中 ， 多 新 技 术 得 到 了进 一 步 的 发 展 和 应 用 ， 的智 能 边 带 跳 频 模 式利 用 Ｓ Ｂ 制 方 式 传 送 话 音 信 号 。 掺 杂 着 强 许 Ｓ调 常 由此 短 波 通 信 系统 及 装 备 的性 能 也 得 到 了较 大 提 高 。 烈的噪声和 十扰信号 。 智能跳频 是一种具有 极强频 带适应性 的技 ２１现 代 短 波 通 信 技 术 ． 术， 能够 周期性地 自动测评跳频段 内每个信道的信号 强度 ， 并指令 通 过滤 ” 频率 ， 使通信背景 短波通信 技术基本上都 是围绕着克服和弥补短波通信原有缺 网内成员 自动 弃用嘈杂信道 ， 过不断地 “ 提 点而发展起来的。 近些年来 ， 短波通信新技术 主要有以下若干方面 ： 明显净 化 ， 高通信质量 。 （） ２ ０ 系统。９ ０ Ｅ Ｅ ２ＨＦ ００ １９ 年ＩＥ 报道了美国Ｈ ｇ ｅ公司设计和研 ｕ ｈｓ （） 波 自适应通信 技术 。 波 自适应通 信技术 是现代短波通 １短 短 ２ ０系统 。 该系统采用宽带快速跳频技术 ， 信的象征 ， 是短波通信技术发展 史上 的一次重大变革 。 它利用微处 制的高数据率抗干扰ＨＦ ００
现代数字信号处理之--短波通信
现代数字信号处理之－－短波通信XXX短波通信又称高频(HF)通信，使用频率范围为3-30MHz，主要利用天波经电离层反射后，无需建立中继站即可实现远距离通信[1]。
同时由于电离层的不可摧毁特性，短波通信始终是军事指挥的重要手段之一。
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。
一、由单一自适应技术向全自适应技术方向发展短波通信存在着短波信道的时变色散特性和高电平干扰的弱点。
因此, 为了提高短波通信的质量, 最根本的途径是“实时地避开干扰, 找出良好的无噪声信道”。
完成这一任务的关键是采用自适应技术。
所谓自适应, 就是能够连续测量信号和系统变化, 自动改变系统结构和参数, 使系统能自适应环境的变化和抵御人为干扰。
现已发展的自适应技术有自适应选频与信道建立技术、功率自适应技术、传输速率自适应技术、自适应调制解调技术、自适应分集技术。
二、由窄带低速数据通信向宽带高速数据通信发展针对短波通信存在的保密( 或隐蔽) 性不强、抗干扰能力差的弱点, 以及电磁环境的特点和规律, 为了提高短波通信干扰能力,发展起来了短波通信电子防御技术。
这类技术以短波扩频通信技术为主体, 包括短波自适应跳频技术、短波直接序列扩频技术等。
为提高抗干扰能力, 一方面必须提高跳频速率, 另一方面可以增加信号带宽, 使信号淹没于噪声之中。
通常采取纠错、交织、加密等措施, 但与此同时, 又会使信息的有效传输速率降低。
为了提高信息的有效传输速率, 也必须增加频率和信道带宽。
也就是说高速、宽带已成为短波通信增加抗干扰能力的焦点。
如美国近年来研制的短波跳频电台跳速已达5000 跳/s 以上( 跳频带宽为2MHz、信息传输速率为19.2Kbit/s) 。
三、短波终端技术向自适应调制解调技术发展传统的短波通信工作方式主要是“话”和“低速报”, 无法满足数据通信的需要。
浅谈现代短波通信技术
浅谈现代短波通信技术作者：柳颖来源：《科学与财富》2015年第29期摘要：本文介绍了无线电短波通信的基本特点，研究了无线电短波通信的发展现状，探讨了无线电短波通信的发展方向。
关键词：短波通信短波技术短波是指波长在100m～10m，频率为3MHz～30MIIz的电磁波，利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称为高频通信。
短波通信是世界各国中、远程通信的主要手段，被广泛应用于军事、外交、气象、商业等部门，用以传送电报、电话、图像、语音广播等信息。
尽管卫星通信出现以后某些短波通信业务被其取代，但是由于无线短波通信设备的抗毁性，无线短波通信在战争期间特别是在中远程军事通信中，仍占有极其重要的地位，所以无线短波通信将与卫星通信长期并存发展。
一、短波通信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。
天波是靠电离层的反射来传播的，由此决定了短波通信存在以下特点：（1）不需要建立中继站即可实现远距离通信。
电离层对短波吸收少，靠天波传播可以达到很远距离，即使是中小功率的电台，电波也能靠天波传播到很远的地方。
（2）短波通信设备简单、易隐蔽、建设和维护费用低，破坏后容易恢复。
（3）可使用的频段窄，通信容量小。
按照国际规定，每个短波电台占用3.7MHz的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。
（4）短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差，衰落现象比较严重。
衰落现象是由于利用天波传播时，接收点收到了由两个或两个以上的途径传来的电波，而反射这些电波的电离层又在不断变化造成的。
尤其是在黄昏和拂晓，电离层正处在急剧变动过程中，衰落现象更为严重。
二、短波通信的现状（一）现代短波信道技术现代短波信道技术主要分为两大类：一类是针对短波变参信道的特点，为了克服短波空间信道的不稳定性对通信质量的影响，提高短波通信，特别是短波数据通信的可靠性和有效性而发展起来的，称之为信道自适应技术。
这一类技术以短波实时选频与频率自适应技术为主体，使短波通信系统能实时地或近实时地选用最佳工作频率，以适应电离层的种种变化同时起克服多径衰落影响和回避邻近电台干扰及其他干扰的作用。
简述短波通信的原理及应用
简述短波通信的原理及应用1. 短波通信的原理短波通信是一种基于无线电技术的通信方式，利用短波频段传输信息。
它的原理主要包括以下几个方面：•电磁波传播：短波是一种高频电磁波，它的波长较短，能够在大气层中的电离层发生反射和折射，实现远距离的传播。
由于电离层的存在，短波信号可以在地球表面和大气层之间进行多次反射和折射，覆盖广泛的距离。
•调制与解调：在短波通信中，信息通常被调制到载波信号中进行传输。
调制的方式可以采用幅度调制（AM）、频率调制（FM）或相位调制（PM）等。
接收端需要对接收到的调制信号进行解调，恢复出原始的信息。
•天线传输：短波通信中，天线起到收发信号的作用。
天线将电磁波转换为电流信号，并将电流信号转换为电磁波发射出去。
在接收端，天线接收到电磁波并将其转换为电流信号，供解调器进行解调。
2. 短波通信的应用短波通信在实际生活中有广泛的应用，包括以下几个方面：•国际广播：作为一种传播方式，短波广播可以覆盖较长的距离，辐射到世界各地。
许多国家和地区利用短波广播向海外播放本国的新闻、音乐、文化、宣传等内容，增进国际间的交流与了解。
•远距离通信：由于短波信号能够在地球表面和大气层之间进行多次反射和折射，它在远距离通信中发挥着重要的作用。
在军事通信、紧急救援和远程探测等领域，短波通信可以提供可靠的通信手段。
•卫星通信备份：短波通信可以作为卫星通信的备份方式。
在卫星通信中，由于天气等原因可能导致信号中断，此时可以使用短波通信进行通信，保证通信的可靠性。
•无线电侦察：由于短波通信在传输过程中会产生较强的电磁辐射，这为侦察和监视提供了机会。
在军事和情报领域，短波通信常常被用于无线电侦察与监听。
3. 短波通信的优缺点短波通信具有一些显著的优点与缺点：3.1 优点•覆盖广泛：短波信号可以通过电离层的反射和折射，实现全球范围的通信覆盖。
•适应性强：短波信号相对较稳定，对地形和气象条件的影响较小，适应性强。
•通信成本低：相比于卫星通信等方式，短波通信的设备和运营成本较低。
第2章 现代短波通信解析PPT33页
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.2 最高可用频率（MUF）
20
（
日频 9MHZ）
9
最高可用频率 工作频率 建议选用的工作频率
f / MHZ
6
夜频 5 （ 4.5MHZ）4
3
0
4
8
12
16
20
24
t/h
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第2章 现代短波通信
2.1 概述
短波通信是指利用波长为100m至10m（频率为 1.5MHz至30MHz）的无线电波进行的通信。又称为 高频（HF）无线电通信。
短波通信可以利用地波传播，但主要是利用电离 层反射进行传播。
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第2章 现代短波通信
2.1 概述
短波通信的优点： •可用低廉的成本实现远距离通信； •通信设备体积小，可方便地改变工作频率； •短波电台临时组网方便、迅速，具有很大的灵活性。 短波通信的缺点： •可供使用的频段窄，通信容量小； •信道条件差（是一种变参色散信道）； •大气和工业无线电噪声干扰严重。
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2.4 短波数据通信技术
2.4.2 时频组合调制
➢时频调制(FTSK)是一种组合调制，它是由时移键控 (TSK)和频率键控(FSK)组合而成的。 ➢时频调制是指在一个或一组二进制符号的持续时间 内，用若干个窄的高频脉冲的组合来传送原二进制 数据。每个高频脉冲在不同的时隙内具有不同的频 率。这种由不同时隙和不同频率所构成的信号形式， 称为时频调制信号。 ➢时频调制实际上是用编码的方法来传输信息的，因 此也称之为时频编码调制。
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2.4 短波数据通信技术
2.4.1 传输高速数据信号的调制技术
➢并行体制由于多频同时发射会导致发射功率分散、 信号平均功率和峰值功率比低等缺点，但是技术成 熟，成本低，具有较高的性能价格比。 ➢串行体制的特点是在一个话路带宽内采用单载波串 行发送高速数据信号，因此提高了高频发射机的功 率利用率，克服了并行体制功率发散的缺点。由于 串行体制采用了高效的自适应均衡、序列检测和信 道估值等综合技术，从根本上克服了由于多径传播 和信道畸变所引起的码间串扰。 ➢从发展角度看，串行体制提高数据率的潜力较大。
一天内最高可用频率的变化规律
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.3 多径传播问题
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（a）为天波和地波构成的多径； （b）为天波的单跳模式和多跳模式构成的多径； （c）为电离层不同分层的反射构成的多径； （d）为电离层的漫射构成的多径。
多径传播将带来的问题：信号的延时和信号的衰落。
2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.4 衰落
1、慢衰落（吸收型衰落） 它是由于电离层电子密度及其高度的变化造成电
离层吸收特性的变化而引起的。其表现为信号电平 的缓慢变化。 2、快衰落（干涉型衰落）
它是由于多径传输引起的干涉型衰落。干涉衰落 具有明显的频率选择性。
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2.2 短波在电离层中的传播特性
天波的入射角应选择在保证电波能返回地面但又 不被吸收的范围内。
缩小寂静区的办法：选用高仰角天线减小电波到 达电离层的入射角，同时选用较低的工作频率，使 射线在入射角较小时电波不至于穿透电离层。
地面波和天波均不能到达的区域
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.2 最高可用频率（MUF）
最高可用频率：指在实际传播中能被电离层反射 回地面的电波的最高频率。 临界频率 f v：对应于电离层各分层的电子密度，都存 在一个相应的最高频率 ，fv在此频率的电波垂直入射 （θ0=0）到电离层时，将被该分层反射，而高于此 频率的电波将穿出该分层。
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.1 短波的传播方式
入射角 0
F2层
28MHZ 天线
天线
短波的天波传播模式
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.1 短波的传播方式
短波段低频端的电波被吸收的程度较大，高频端 的电波有可能穿出电离层，大部分电波被电离层反 射，形成短波的天波传播模式。
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2.2 短波在电离层中的传播特性
2.2.4 衰落
在短波通信中，即使在电离层的平静时期，也不 可能获得稳定的信号，接收到的信号强度总呈现忽 大忽小的随机起伏，这种现象称为信号的“衰落”。
快衰落：持续时间仅几分之一秒的衰落。 慢衰落：持续时间比较长（可能达到1小时甚至更 长）的衰落。
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2.4 短波数据通信技术
➢抗多径衰落是实现短波数据通信的首要问题，主要 采用了以下几方面的技术：
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2.4 短波数据通信技术
2.4.1 传输高速数据信号的调制技术
➢在短波通信中，由于多径效应引起了时域扩展，若 不采用专门的时域均衡措施，所能传输的最高码元 速率仅为200波特 (码元宽度为5ms)。 ➢采用专门的调制解调技术以后，可以将数据速率提 高到2400b/s以上，现在主要有并行制和串行制两种 不同的体制。 ➢并行体制的基本思想是把高速的串行信道分割为许 多低速的并行信道，这时在短波电离层信道上已不 再是高速数据传输，而是同时并行发送的低速信道； 在接收端，单边带接收机输出的多路数据信号经并 ／串变换后再恢复成高速数据流。
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2.4 短波数据通信技术
➢短波通信原来主要用于话音通信，但各类数据信息 包括数字传真、慢扫描图像和计算机等各类数据终 端的数据，也希望能在短波信道上传输。
➢在短波数据传输中，要解决的最大问题就是短波信 道对数据传输的影响。主要是： (1)多径衰落引起的短波数据通信中的突发错误； (2)多径效应造成码元的时间扩展引起的码间干扰； (3)电离层的快速运动和变化引起多普勒频移，使发 射信号的频率结构发生变化造成数据信号的错误接 收。
2.2.5 多普勒频移
如果在发送端发送一个单频（等幅、恒定相位的 正弦波）信号，经多径传输后得到的接收信号不再 是一条普线的单频信号，高频载波的频普将被展宽，
这种现象称为多普勒频移或多普勒展宽。
多普勒频移的倒数称为信道的“相干时间”。当 系统传输的信息符号（时间）宽度大于信道的相干 时间时，将引起时间选择性衰落。