短波通信组网拓扑设计

短波通信组网拓扑设计

【摘要】随着经济的快速发展，短波通信领域得到了长足的发展，该技术也越来越备受重视。尤其是短波组网通信技术的不断创新和改革，其应用越来月广泛。本文作者结合短波通信技术的传播特点和技术先进性，并根据现代的断臂通信调制技术，详细的分析了组网信道类别，进一步总结出了如何正确的应用组网技术，使其在短波通信领域中充分的发挥其作用，为我国通信技术的不断发展奠定理论基础。

【关键词】短波;通信;组网

引言

短波通信技术灵动性较强，并且施工成本较低，可以进行远距离通信，所以在无线通信中具有重要的地位，短波通信的传播介质是电离层，主要是通过电离层进行反射的，具有不可摧毁的特性。但是由于其传输信道存在多径与衰落现象，所以在进行传播过程中会出现一些不确定因素。由此在日常的工作中，要选择合适的频率，才能避免引入较多的干扰波，将无线信道的变化降为最低。以下主要从短波组网的组成和结构着手，分析短波通信组网技术，进一步为短波通信技术的正常传播和运行奠定基础。

1网络拓扑结构

1.1总线形

网中各节点连在一条总线上，总线两端各接一个终端器以防信号反射，每个节点又通过T型头与总线相联。

1.2星形

中心节点为控制节点，任意两个节点间的通信最多只要两步，适用于集中控制系统。

1.3环形

环形结构为一封闭环形，各节点通过中继器连入网内，各中继器间由点到点链路首尾连接，信息单向沿环路逐点传送。

1.4树形

树形是天然的分级结构。与星形相比通信线路总长度短，成本较低，节点扩充灵活，寻径比较方便，但除叶节点及其相连的线路外，非主节点或其相连的线路故障都会使网络局部受到影响，且一旦主节点发生故障会导致整个网络瘫痪，

适用于分级控制系统。

1.5网形

又称为全互联形或分布式结构，节点之问有多条路径可供选择，具有较高的可靠性。但由于各个节点通常和另外多个节点相连，故各个节点都应具有路由和流控功能，网络管理比较复杂，硬件成本较高。比较有代表性的为全互联，其任意两点间可直接通信，通信速度快，网络的可靠性最高，但建网投资大，灵活性差。如N个节点的全互联网络，若增加一个节点，则必须增加N条线路。

2短波通信组网的信道类别

2.1固定频率通信网

固定频率通信网是传统的组网方式，目前军队还有较多使用。这种组网方式的通信稳定性和抗干扰能力比较差，其使用范围正逐渐缩小。

2.2频率自适应通信网

频率自适应通信网是指网内自适应电台通过线路质量分析、自动选择呼叫及预置信道扫描，能够自动在预先设置频率点组中选择最好的频率建立起短波通信。由于其在保证信道质量、占用频率数量、建立通信链路、组网、系统设备的成熟性等综合性能方面优点突出，因此，世界各国都广泛使用。

2.3短波跳频通信网

短波跳频通信是使通信信号的频率在一定带宽内快速随机跳变（对外界来说是随机跳变，而实际上是按预先设置的“图案”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。所以，跳频的性能好坏，取决于频率点变化的多少（频率点越多，意味着信号带宽越宽）和频率点变化的快慢，即跳频速率。跳频带宽越宽，跳速越高，则侦察和干扰越困难。目前，随着自适应跳频通信技术的逐渐成熟，短波跳频通信网将成为短波通信网络的重要组成部分。

2.4短波直接序列扩频通信网

直接序列扩频通信是将原来集中在信息带宽内的能量分散在带宽宽得多的扩频码序列带宽之内，使能量密度下降成千上万倍甚至低于接收机的噪声。而在通信的接收端，用解扩的方法再将能量集中起来，实现正常的通信。因此它又有优良的抗干扰性能和抗截获性能。显然，以这种传输方式组成的通信网特别适用于战时。但扩频通信技术要求很高，目前国际上的应用也刚刚起步。

3短波网络的拓扑设计

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。在后一种情况下，转信台与不同分台联络时要用不同频道作为发送和接收，

定频无线电台也可以异频双工工作。定频组网的应用范围越来越少，考虑到短波通

信装备的现状，目前宜采用自适应信道组织非实时星形网或近实时星形网结构。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。因此，短波通信干线网应具有很高的通信可靠性和及时性。由于全互联形网形结构，其任意两点间可直接通信，通信速度快，网络的可靠性最高，所以，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。然而，由于短波的频率范围较窄，容量有限，资源十分宝贵，而且容易受电离层随机变化、衰落和多径干扰的影响，短波信道的质量很差，可靠性较低。为了充分利用频率资源并且保证一定的可靠性，当通信节点数较大时，短波网的拓扑结构不宜采用全互联的形式。

4短波自适应组网通信的相关技术

4.1基本改进方法与技术

①要针对更加快速的建立链接，减少帧头和增加吞吐量是首要的有效解决方法，这样可以更加迅速地建立链接，更加完善短波通信组网;②是信道选择，需要在传输前进行实时的信道检测和信道选择，其中精确评估信号质量是进行信道选择的有效方法，进而选择合适的信道，达到更好的通信效果。