短波通信发展状况研究
作者：王之辰
摘要:一个多世纪以来，在军事、气象、航空、航海和抢险救灾等关键领域，短波通信得到了广泛的应用，推动了各领域的发展。
实践证明，运用现代技术升级改造过的短波通信系统，能为用户提供通信质量高、性能稳定和价格适中的通信服务。
然而，相比于其他通信系统，短波通信系统存在综合性能和现代用户的需求差距较大等问题。
关键词:短波；通信；状况
短波通信，又称为高频（HF）通信，其使用的电磁波波长为100m～10m（频率为3～30MHz）。
1897年，马可尼第一次运用短波通信手段成功进行了越洋通信。
一个多世纪以来，在军事、气象、航空、航海和抢险救灾等关键领域[1]，短波通信得到了广泛的应用，推动了各领域的发展。
由于短波通信可以利用天波和地波传输，并且主要依靠天波传输，倾斜发射的电磁波经电离层反射回到几千公里以外的地面，如果电磁波在电离层和地面间经过多次反射，就可以传到极远的地方，甚至可以进行环球通信。
当今通信技术高度发达，但是短波通信仍然占有一席之地，其最主要的原因是进行远距离通信时，发射功率相对较小，并且设备费用相对较便宜，同时短波通信具有天然的、不易“摧毁”的中继系统——电离层。
电话线路很容易被切断，地面中继系统以及卫星中继系统都会因发生故障或被摧毁而使通信中断，但是对于电离层这个“中继系统”，只有高空核爆炸才有可能使它在短时间内中断，并且也只能影响局部地区。
当然，地球物理条件下也可以使这种“中继系统”中断，但很少出现，并且中断的时间很短。
除极区外，这种中断通常是在太阳发生耀斑以后，发生电离层暴造成日照面短波通信中断，时间一般在半小时左右。
即使是在太阳黑子活动高年，一年内这种情况发生的次数也十分有限，并且电离层暴的发生亦可预测。
由于电离层具有“抗毁性”这一宝贵的优点，各国短波通信专家长期对其进行深入研究，使得通信技术高速发展的今天，出现了各种新型的短波通信系统。
在军事领域，短波通信越来越引起人们的重视，成为了一种战略通信手段。
实践证明，运用现代技术升级改造过的短波通信系统，能为用户提供通信质量高、性能稳定和价格适中的通信服务。
然而，相比于其他通信系统，短波通信系统存在综合性能和现代用户的需求差距较大等问题，主要体现在以下几个方面：
（1）通信的可靠性较差。
由于短波通信主要是依靠天波进行通信，必须依赖电离层这一“中继系统”，但是电离层的变化以及多径效应的影响使得通信质量极不稳定，多径时延现象严重。
同时，短波通信的频谱是开放频段，频谱较窄，用户较多，造成频谱内十分拥挤，因此邻道干扰十分严重。
（2）数据传输率较低。
传统短波通信越来越难以满足用户的实际需要的一个最主要的原因就是数据传输速率不高。
（3）抗干扰能力较差。
由于短波通信是战争状态下的重要通信手段，在干扰技术快速发展的今天，伴随着新型大功率短波干扰设备的问世，短波通信的抗干扰方式必须朝着多样化、智能化的方向发展，必须具备在复杂电磁环境中生存的能力。
由于短波通信存在以上的缺点，传统的短波通信随着时代的发展淡出了人们的视线。
短波通信的应用由此受到了严重的制约，但这也为现代短波通信的发展指明了方向。
自20世纪80年代以来，自适应技术、跳频技术、扩频通信技术、信道编码技术和信道均衡技术等新技术迅猛发展，人们找到了解决传统短波通信问题的方法；同时伴随着计算机、移动通信和微电子技术的飞速发展，利用微处理器技术和数字信号处理（DSP）技术可以大幅提高短波通信的质量和数据传输速率[2]。
因此，短波通信和装备得到了很大发展，许多公司推出了一些性能优良的设备和系统，比较著名的有：澳大利亚的HF-90H[3]、瑞典的KV90[4]、美国的CHESS[5]、美国HARRIS公司的RF-5800系统[6]、柯林斯公司的SELSCAN系统[7]等。
短波通信经过近年的发展，其通信能力得到了很大程度的提升。
武警部队的短波通信发展已经由
1G-ALE经过2G-ALE发展到了3G-ALE。
目前我国已经能够生产性能较好的短波电台。
例如：TCR-154A型短波数字化电台[8]；XD-D311型20W短波跳频自适应电台[9]。
但是，目前依然有大量TRC-80定频电台，在通信联络过程中，通信质量差，经常会发生通信中断，在恶劣环境条件下无法进行通信的情况。
某校研制的短波定频电台自适应适配器具备和新一代自适应电台同样的功能，具有信道存储、信道探测、自适应选频、自适应组网、自适应变换数据速率75～2400bps功能，且有GPS定位功能，可以方便确定短波电台所处的位置，也可以将位置数据进行传输。
但是该适配器的最大传输速率只能达到2400bps，仍不能满足武警部队通信保障的需要。
同时，由于该适配器使用卷积码作为信道编码进行前向纠错，码长较长时译码延迟较大，因此受通信时延约束，造成因选用码长较短而降低纠错性能。
另外，由于短波信道带宽较窄，信道质量较差，不可单纯依靠提高调制阶数来提高频谱利用率，这也造成该适配器的数据传输速率无法继续提高。