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[摘 要]短波通信能够实现较远距离的通信，同时还具有十分灵活的特性，不仅是在整个无线通信体系当中，对于军事通信来说，都是十分重要的技术。但是，如果受到较强的干扰，或者信躁比过低，就会影响到短波高速数据传输的效果。因此，本文着重研究短波中低速数据传输技术，首先对短波通信以及短波中低速数据通信进行了概述，然后简单介绍本文所设计的短波中低速数据传输系统，并对其中关键技术进行着重分析，以供参考。
[关键词]短波；中低速；数据传输；技术
中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0347-01
从上个世纪初到上个世纪中后期，短波通信一直都是远距离通信中常用的方式，尤其是洲际通信的主要途径。通过短波通信传输，我们可以实现上千公里，甚至是上万公里的短波通信。随着科学技术水平的进一步提升，新的计算机技术、通信技术、电子技术等等得到进一步的发展和应用，短波通信技术也由此得到了更好的提升。基于此，本文将围绕短波中低速数据传输技术进行深入探讨。
1 短波中低速数据传输概述
1.1 短波通信概述
所谓短波通信，就是在借助十米到一百米波长的电磁波的情况下进行无线电通信。在实际应用过程当中，为了能够充分发挥短波在近距离通信当中的优势，相关技术研究人员将中波的高频段归到短波波段当中，因此，在当前很多短波通信设备当中，波段的范围都有所变化，其范围已经扩大到1.5MHz～30MHz。在国外，很多国家也将短波通信称之为高频无线通信。从二十世纪的初期到中后期，短波通信一直是远距离通信和军事通信的主要手段，通过短波数据传输，能够实现上万公里距离的通信。之所以短波通信可以得到如此之快的发展和应用，本人认为主要归结于以下几个方面的原因。首先，只有短波通信不受网络枢纽和有源中继体制的制约。在战争或者灾害发生的情况下，很多通信都会受到损坏，卫星受到攻击，导致无法实现正常通信，而在这一方面，短波通信就具有其他通信手段所没有的抗损坏、抗袭击的能力。其次，超短波无法覆盖到很多的山区、海洋等区域，而通过短波就能实现。再次，相比卫星通信而言，短波通信不用考虑话费的开支，因而其成本更加理想。虽然短波通信具有十分显著的应用优势，但是其仍然存在一些不足之处。例如其可以使用的频段很窄，因而通信的容量较小，无法进行高速数据的传输。其次，短波通信的电离层是时变色散信道，传输特性不稳定，会随着季节和昼夜的变化而变化，容易形成衰落。最后，短波通信受到大气和工业无线电噪声的干扰十分显著。
1.2 短波中低速数据传输
在电磁干扰比较严重而且信躁比较低的情况下，采用扩频技术就能有效应对这一问题，从而提高信息传输的稳定性与传输质量。短波扩频通信系统的带宽通常是保持不变的，想要有效提升扩频系统应对干扰的能力，就只有从扩频系统的处理增益入手，提供其伪随机码的速率。当其速率提高到一倍时，整个扩频系统的处理增益就会上升3dB。但是需要注意的是，当伪随机码的速率提高到一定的数值时，就会受到多种因素的影响和制约，从而增加了扩频系统的应用成本和复杂程度。所以，我们需要把握好伪随机码的速率和处理增益的范围，不能一味地通过提升其速率来提高系统的抗干扰能力。这个时候一般就会用到降低信息速率的方法。另外，在高速数据传输系统的可通性较低的时候，就可以采用中低数据传输速率，从而有效提高系统的可通性，提高信息传输的稳定性。本文所研究的短波扩频通信系统就是主要通过降低信息传输速率来提高系统抗干扰能力的。
2 短波中低速数据传输关键技术
2.1 短波中低速数据传输系统的设计
在对短波中低速数据传输系统进行设计的过程中，需要考虑短波信道的特性，在设计的过程中，可以通过对于直扩技术的应用来克服系统较低的信噪比，从而使得低速数据能够得到有效的传输，同时可以通过直接序列扩频来使得系统的抗干扰性得到提高。
2.2 同步不确定性
对于扩频通信系统而言，其同步往往存在着两个不稳定因素，第一是码相位的不稳定，第二是载波频率的不稳定。如果要想使得接收机能够正常工作，码相位的分辨率必须要保证在一个码元的范围之内，而且载波中心频率的分辨率也必须要使得解扩后的信号落在相关滤波器频率的范围内，并且本地载波频率应该始终对准输入信号的载波频率。
之所以会出现码相位的不稳定和载波频率的不稳定，是由于多方面因素的共同作用而引起的。第一是频率源的漂移，由于频率源的漂移，往往会导致部分码相位和载波的频率出现一定的偏差，从而导致不确定性产生；第二是电波传播存在时延，接收机和发射机之间在频率及相位上始终存在着一定的差异，所以就使得电波传播存在一定的时延；第三是多普勒频移，由于通信系统的相对运动是不断变化的，同时对短波无线电波起到反射作用的电离层也是不断变化的，所以就会导致码相位出现抖动和载波频率发生偏移的情况；第四是多径效应，所谓的多径效应是指的由于多路径传播而造成的码相位和载波频率相位出现延迟的情况，从而使得同步出现不确定性。
2.3 Rake接收机的设计
对于传统的Rake接收机而言，它利用不同信号之间的互相关很小，而信号的自相关峰又非常尖锐，所以传统的Rake接收方法往往都是采用的相关接收机或者是最佳非相干匹配滤波接收机，它通过对于多个期望信号的最强多径分量加以捕获，然后在通过一个加权网络来得到这些相关器输出的一个组合，并且利用该组合来对期望信号加以判决和检测。Rake接收机对于判决统计量的组合充分体现了分集接收的思想，通过分集接受能够有效的克服衰落，使得整个短波通信系统的性能得到有效的改善。所以在对Rake接收机进行设计的时候，可以采用两条多径，在完成了同步之后，就可以对主径的位置加以确定，然后再通过时延就可以确定两条多径的位置。Rake接收机的原理如图1所示。
3 结语
当前在应急通信中，短波通信应用得较为普遍，但是就目前的情况而言，短波通信系统往往对于信道的适应能力还较差，而且其抗干扰能力也较弱，所以为了能够使得短波通信得到更好的发展和应用，本文针对短波中低速数据传输技术进行了研究，以期实现在较低信噪比的环境之中通过中低速率来实现高可靠性的数据传输，进而有效的促进短波通信的发展。
参考文献
[1] 周洪霞，林成浴，李洪烈等.短波低速数据传输关键技术[J].现代电子技术，2012，35（11）：39-41.
[2] 杨旭，孙秀敏，李芳等.短波组网通信数据传输研究[J].黑龙江科技信息，2013，（19）：136-136.
[3] 张哲，程云鹏，曲娜等.一种新的短波信道选择方法[J].通信技术，2011，44（8）：7-9.
[关键词]短波；中低速；数据传输；技术
中图分类号：TN919.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0347-01
从上个世纪初到上个世纪中后期，短波通信一直都是远距离通信中常用的方式，尤其是洲际通信的主要途径。通过短波通信传输，我们可以实现上千公里，甚至是上万公里的短波通信。随着科学技术水平的进一步提升，新的计算机技术、通信技术、电子技术等等得到进一步的发展和应用，短波通信技术也由此得到了更好的提升。基于此，本文将围绕短波中低速数据传输技术进行深入探讨。
1 短波中低速数据传输概述
1.1 短波通信概述
所谓短波通信，就是在借助十米到一百米波长的电磁波的情况下进行无线电通信。在实际应用过程当中，为了能够充分发挥短波在近距离通信当中的优势，相关技术研究人员将中波的高频段归到短波波段当中，因此，在当前很多短波通信设备当中，波段的范围都有所变化，其范围已经扩大到1.5MHz～30MHz。在国外，很多国家也将短波通信称之为高频无线通信。从二十世纪的初期到中后期，短波通信一直是远距离通信和军事通信的主要手段，通过短波数据传输，能够实现上万公里距离的通信。之所以短波通信可以得到如此之快的发展和应用，本人认为主要归结于以下几个方面的原因。首先，只有短波通信不受网络枢纽和有源中继体制的制约。在战争或者灾害发生的情况下，很多通信都会受到损坏，卫星受到攻击，导致无法实现正常通信，而在这一方面，短波通信就具有其他通信手段所没有的抗损坏、抗袭击的能力。其次，超短波无法覆盖到很多的山区、海洋等区域，而通过短波就能实现。再次，相比卫星通信而言，短波通信不用考虑话费的开支，因而其成本更加理想。虽然短波通信具有十分显著的应用优势，但是其仍然存在一些不足之处。例如其可以使用的频段很窄，因而通信的容量较小，无法进行高速数据的传输。其次，短波通信的电离层是时变色散信道，传输特性不稳定，会随着季节和昼夜的变化而变化，容易形成衰落。最后，短波通信受到大气和工业无线电噪声的干扰十分显著。
1.2 短波中低速数据传输
在电磁干扰比较严重而且信躁比较低的情况下，采用扩频技术就能有效应对这一问题，从而提高信息传输的稳定性与传输质量。短波扩频通信系统的带宽通常是保持不变的，想要有效提升扩频系统应对干扰的能力，就只有从扩频系统的处理增益入手，提供其伪随机码的速率。当其速率提高到一倍时，整个扩频系统的处理增益就会上升3dB。但是需要注意的是，当伪随机码的速率提高到一定的数值时，就会受到多种因素的影响和制约，从而增加了扩频系统的应用成本和复杂程度。所以，我们需要把握好伪随机码的速率和处理增益的范围，不能一味地通过提升其速率来提高系统的抗干扰能力。这个时候一般就会用到降低信息速率的方法。另外，在高速数据传输系统的可通性较低的时候，就可以采用中低数据传输速率，从而有效提高系统的可通性，提高信息传输的稳定性。本文所研究的短波扩频通信系统就是主要通过降低信息传输速率来提高系统抗干扰能力的。
2 短波中低速数据传输关键技术
2.1 短波中低速数据传输系统的设计
在对短波中低速数据传输系统进行设计的过程中，需要考虑短波信道的特性，在设计的过程中，可以通过对于直扩技术的应用来克服系统较低的信噪比，从而使得低速数据能够得到有效的传输，同时可以通过直接序列扩频来使得系统的抗干扰性得到提高。
2.2 同步不确定性
对于扩频通信系统而言，其同步往往存在着两个不稳定因素，第一是码相位的不稳定，第二是载波频率的不稳定。如果要想使得接收机能够正常工作，码相位的分辨率必须要保证在一个码元的范围之内，而且载波中心频率的分辨率也必须要使得解扩后的信号落在相关滤波器频率的范围内，并且本地载波频率应该始终对准输入信号的载波频率。
之所以会出现码相位的不稳定和载波频率的不稳定，是由于多方面因素的共同作用而引起的。第一是频率源的漂移，由于频率源的漂移，往往会导致部分码相位和载波的频率出现一定的偏差，从而导致不确定性产生；第二是电波传播存在时延，接收机和发射机之间在频率及相位上始终存在着一定的差异，所以就使得电波传播存在一定的时延；第三是多普勒频移，由于通信系统的相对运动是不断变化的，同时对短波无线电波起到反射作用的电离层也是不断变化的，所以就会导致码相位出现抖动和载波频率发生偏移的情况；第四是多径效应，所谓的多径效应是指的由于多路径传播而造成的码相位和载波频率相位出现延迟的情况，从而使得同步出现不确定性。
2.3 Rake接收机的设计
对于传统的Rake接收机而言，它利用不同信号之间的互相关很小，而信号的自相关峰又非常尖锐，所以传统的Rake接收方法往往都是采用的相关接收机或者是最佳非相干匹配滤波接收机，它通过对于多个期望信号的最强多径分量加以捕获，然后在通过一个加权网络来得到这些相关器输出的一个组合，并且利用该组合来对期望信号加以判决和检测。Rake接收机对于判决统计量的组合充分体现了分集接收的思想，通过分集接受能够有效的克服衰落，使得整个短波通信系统的性能得到有效的改善。所以在对Rake接收机进行设计的时候，可以采用两条多径，在完成了同步之后，就可以对主径的位置加以确定，然后再通过时延就可以确定两条多径的位置。Rake接收机的原理如图1所示。
3 结语
当前在应急通信中，短波通信应用得较为普遍，但是就目前的情况而言，短波通信系统往往对于信道的适应能力还较差，而且其抗干扰能力也较弱，所以为了能够使得短波通信得到更好的发展和应用，本文针对短波中低速数据传输技术进行了研究，以期实现在较低信噪比的环境之中通过中低速率来实现高可靠性的数据传输，进而有效的促进短波通信的发展。
参考文献
[1] 周洪霞，林成浴，李洪烈等.短波低速数据传输关键技术[J].现代电子技术，2012，35（11）：39-41.
[2] 杨旭，孙秀敏，李芳等.短波组网通信数据传输研究[J].黑龙江科技信息，2013，（19）：136-136.
[3] 张哲，程云鹏，曲娜等.一种新的短波信道选择方法[J].通信技术，2011，44（8）：7-9.