1.1.3 无线电通信的特征
1.通信信号的传播特征
不同频段(也称“波段”)的通信信号是以不同方式传播的,具有不同的传播规律。无线通信频段的划分如表1.1所示。表中同时标出了各频段的代号、标记和用途。
超长波、长波(300kHz以下,也称“极低频”、“甚低频”、“低频”)频段通信信号利用地波传播,对岩石和海水具有一定的穿透力。
中波(300kHz~2MHz,也称“中频”)频段通信信号以地波传播为主,天波传播为辅。
表1.1 无线电通信频段的划分
短波(2~30MHz,也称“高频”)频段通信信号以地波方式传播时,由于波长较短,衰耗大,通信距离较近;以天波方式传播时,经过电离层反射,其损耗远小于地波传播,所以即使使用较小功率的短波通信电台也能传播较远的距离。
超短波(30~3000MHz,也称“甚高频”、“特高频”)频段通信信号,采用鞭状天线时,仅靠地波传播,通信距离就近,适用于战术通信;采用高架天线或将电台设在高处通过空间波传播时,通信距离达可视距离(视距)范围;当需要传播更远时,可采用接力、卫星和散射通信方式。
微波(3~300GHz,也称“超高频”、“极高频”)频段通信信号类似于光的直线传播,对障碍物绕射能力很弱,适于视距内空间波通信;可采用接力、卫星和散射方式实现远距离通信。
光波(300GHz以上)频段用于光通信。
2.通信信号的调制特征
为了实现远距离可靠传输,通信双方必须按一定规则制定信号的格式,即遵循一定的调制规律,因而需要对发射的信号进行某种调制。调制的方法通常有调幅、调频、调相等,随着技术的进步,还产生了各种更为复杂的复合调制方法。用不同的方法调制的信号具有不同的频谱特性,接收时必须采用与之对应的解调方法,才能恢复传递的信息。
3.通信信号的联络特征
在通信中,双方还必须事先规定呼号、通信频率、联络时间等通信元素以及勤务用语,并按一定的规则建立通信网络和确定电台之间的联络关系。
现代通信已有跳频通信、直接序列扩频通信、跳时通信以及这些方式结合的更为先进的通信方式,数字编码复杂,调制加密诡异。收到这样的通信信号,若不知晓通信联络规律,不仅难以破译,就是在自己内部也无法连通。
4.通信信号的抗干扰特征
为了使通信信号清晰可懂,从通信一诞生起,就不得不采取多种措施与各种自然的和人为的干扰,特别是与人为的干扰作斗争。这就是通信的抗干扰特征。
通信抗干扰概括起来主要有信号隐蔽、干扰回避、干扰抑制以及网络化通信等方法。
1)信号隐蔽
信号隐蔽就是在通信信号与干扰共存的时域、空域、频域中,采用信号隐蔽的方法使敌方无法找到或难以发现信号。例如,采用跳频通信(FH,在通信过程中按一定规律快速变化载频,如在超短波通信中,载频的变化速度,即“跳速”,最高可达数千跳/秒至数万跳/秒)、直接序列扩频通信(DSSS,把载频分散在一个很宽的频段上,使每个载频携带的信号能量很小,淹没在噪声中)等。
2)干扰回避
干扰回避就是在时域、空域、频域上躲开干扰。例如,在时域上采用通信时间短暂而随机的猝发通信、流星余迹通信,在空域上采用不易受干扰的卫星通信,在频域上采用超高频、极高频通信等。
3)干扰抑制
干扰抑制就是采用抑制、抵消干扰信号的方法。例如,采用自适应天线调零技术(自适应干扰信号抵消技术,当接收端受到干扰时,使接收天线方向图零点自动指向干扰,以提高通信接收机的信干比)、天线方向性控制技术、多天线技术等。
4)网络化通信
与所有电子信息装备一样,随着计算机技术和微电子技术的飞速发展,借助于信息技术的神奇力量,通信正向网络化、通用化、系列化、模块化和软件化的方向快速发展,使通信系统的功能可扩展,软件可升级,系统规模可大可小,具有灵活的柔性组织结构以及良好的可靠性和可维修性。特别是网络化更代表了现代通信最显著的抗干扰特征。
随着战争形态向网络中心战转变,战术通信和战略通信已无明显界线,网络化通信系统(称为“通信网”)通过各种通信规程、软件协议和设备模块化、标准化,极大地方便了各种通信终端和节点(如各种电子信息装备)的接入,逐步形成了家喻户晓的“互联网”,不论人们身处何时、何地,它都使彼此的交流能力大大增强。例如,通过手机、电话、Internet或其他通信媒介的组合,可快速实现全球的通信联系,通信网成了真正的“信息高速公路”。对于这种栅格状的通信网,一般的干扰已无济于事,其抗干扰能力极强(将在第5章中详细论述)。