王玉姣 袁磊
摘 要：短波全球通信系统具有设备较为简单，设备通信距离远等特点，在空军中得到广泛应用，因此本文对空军短波全球通信系统的卫星通信能力进行分析。分析主要针对系统中短波收发信台资源统一调度能力、短波控制信令与通信数据承载能力以及短波通信网络信息分发能力三部分进行分析，从而为空军通信能力发展给予启示。
关键词：空军短波;通信系统;卫星通信;网络信息
中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）17-0067-03
Abstract：The short wave（SW） global communication system is widely used in the air force because of its simple equipment and long distance communication. Therefore，the satellite communication capability of the air force shortwave global communication system is analyzed. The analysis mainly focuses on the three parts of the system：the unified resource scheduling capability of SW transceiver and transceiver，the carrying capacity of SW control signals and communication data，and the information distribution capability of SW communication network，so as to provide inspiration for the development of air force communication capability.
Keywords：air force short wave;communication system;satellite communication;network information
0 引 言
近些年来短波通信引起了专家们的注意，相对于以往的无线电通信、电缆通信、光纤通信等，短波全球通信系统能够建立远距离直接通信，且更加容易实现移动目标通信，并且不受环境影响，具有更好的机动性能，对于人为或其他随机干扰引起的信号中断问题更容易恢复，且每一信道一公里通信距离的造价低[1]。同时，短波全球通信系统设备具有操作简单，设备通信距离远等特点，短波全球通信系统在发展过程中逐渐被应用于军事领域。经过大量的实践使用与IP网络技术的成熟，短波全球通信系统逐渐在空军中得到应用。因此，对空军短波全球通信系统的卫星通信能力进行分析，从而为空军通信能力的发展给予启示。
1 空军短波全球通信系统的卫星通信能力分析
短波通信原本主要应用于用于自然灾害区救援工作的组织安排与协调，且短波通信在随机与预谋干扰下，发射速度与频宽比值较小，且更加适用于无线电侦察设备。短波全球通信系统具有设备较简单、组织灵活、通信距离远、机动性强等优点[2]。而空间技术的发展让卫星被摘、被毁已成为现实，因此对其技术特点进行深入分析具有现实意义。而该系统主要以HFGCS高度自动化的短波通信系统为依据，其主要采用有线地面支撑网络将系统中各短波台进行连接，并对其进行IP化，更加方便通信，让其支持对空语音、数据通信。其系统结构，如图1所示。
1.1 短波电台收发信台资源统一调度能力
通过结合HFGCS经验，短波全球通信系统通过网络IP化控制，也就是利用短波首发台与控制器，从而实现短波多线路手法音频与其IP链路转化。通过对短波信号这一处理过程，从而实现短波电台之间的数据IP化传输、调制信号承载以及远程数据传输等，确保短波信号内部IP标准化[3]。根据电子传导性与密度等短波信号模型中预测信道的不同，针对不同地理位置上的短波收发信号中动态配置的效果不同，从而提高通信效果。利用IP网络技术，将全球各短波电台站连接起来，建立短波电台中间高质量IP质量跟踪，通过对各短波信道之间数据进行比较，选择最佳短波台站与频率。根据地面支撑网，实现最佳台站路由、语言自动侦测、台站切换以及有线电话全自动转接等。
1.2 短波控制信令与通信数据承载能力
空军短波全球通信系统主要控制方式采用的是，核心运作搭配模块分化的控制方式，以短波IP协议STANAG 5066标准为主从而发展短波无线IP协议。地面支撑网数据由短波地面通信IP协议提供，在短波无线通信系统中通过调节IP协议，整合系统中全部的通信数据以及通信方式，建立起以短波IP为基础的通信分网络。引入标准的IP管理方式细化路由链接方式，以此提高空军短波全球通信系统的信息共享能力以及信息的载荷能力。控制短波信令能够针对短波的特性进行修订，改变其信号波长度以及延时状态，收缩传输信道带宽窄程度等，短波通信固定与机动部分通信，如图2所示。
空军短波全球通信系统通信承载方式主要采用标准化应用层数据，将短波数据链路层与应用层数据相关联，以此实现载荷扩充。短波无线IP能够实现短波机动设备与地面接入网设备的最小开销，从而对IP地址与地质信息等进行管理。核心控制器通过调试子通信网络，间接对承载方式进行控制，配比标准载荷模量优化实际使用信道的动态配置方式，以此实现承载控制，将不同的短波台站进行组合。通信承载方式会转变成以中音频信息为主体，压缩短波调频数据并附加在音频信息上，通过音频IP承载进行传输。空军短波全球通信系统通信承载方式可以实现信息远程调度分离，中心控制器台通过IP网络对载荷数据进行方式转换，调整串口编码的位数，以此实现信息远程调度分离。
1.3 短波通信网络信息分发能力
空军短波全球通信系统作为一个全IP化的网络系统，各短波站台、地面支撑网与空中移动平台之间均采用IP技术作为支撑。IP路由能够实现空中移动平台的地址动态分配和移动，将其分为若干个低空短波IP子网，短波挑战与机载短波电台利用独立IP网络进行数据传输，而地空通信则采用短波无线IP进行数据传输。短波通信网络主要分为无线通信与有线通信两部分，相对于无线分布的带宽较窄，信道资源有限的特点，有线通信带宽较宽，通信更加可靠，改变了无线通信容易受到电离层变化、自然条件变化等因素影响的情况[4]。空军短波全球通信系统中短波通信网络信息发布能力主要体现为系统存储转发能力与信息种类分类能力两种。系统中以地面支撑网中部署信息分发为基础，通过与短波电台相配合，提供差异化通信服务，能够有效增加系统数据存储与转发能力。在短波通信中，数据通信与语音通信具有极大的差异性，数据通信能够在更低速率下更加可靠的实现远距离通信。同时短波数据通信用数据可复制特性，增加数据存储转发功能，当数据传输过程中发生传输路径切换或中断时，短波电台能够将数据存储下来，等链路恢复后继续完成转发，提高数据传输安全性。当出现有线通信需要进入无线通信的情况时，按照数据种类将其分为优先级，让高级别数据先行使用无线通信通道。
1.4 端到端通信保密能力
短波通信网络主要提供语音通话与数据通话两部分，为保证体制保密性，按照不同的网络设备采用相应的保密通信技术。参考HFGCS计划中保密通信协议（SCIP，Secure Communication Interoperability Protocol），系统提供固话与短波电塔之间通话的传输保密。其主要根据保密通信互通协议SCIP作为工作应用层端到端之间的保密互通标准，针对不同设备进行加密算法从而保证数据参数机密性。系统中无线通信主要利用无线线路保密技术，固化部分利用IPSec保密技术进行数据传输。在这一传输方式下，虽然经过对数据进行解密、再次加密计算的开销增加，但能在极大程度上减少其安全隐患。其端到端信息传输示意图，如图3所示。
根据长期发展形式来看，通过借鉴HFGCS全球短波通信系统端到端保密通信互通技术经验，对端到端保密互通协议进行设计，解决地面固定传输设备与短波电台之间端到端信息传输保密问题。短波全球通信系统端到端保密互通技术，主要分为密钥管理、加密、语音编码等几个部分，其中密钥管理采用公钥密码形式，对秘钥进行协商;而加密技术采用协议方式，对不同通信设备进行计算合集，支持多种加密算法，在通信前根据各设备计算能力对其算法进行协商。
2 结 论
空军短波全球通信系统作为目前空军重要的信息基础设施，也是空军卫星通信的通用手段之一。我国要想在实际应用中使短波全球通信系统得到快速发展，应在借鉴HFGCS经验的同时，加强短波电台IP承载技术，确保短波通信网技术发展的可持续性。
参考文献：
[1] 聂晶，尹红刚，喻阳，等.风云气象卫星与潜在国际移动通信系统用户终端在1695～1710MHz频段兼容性分析 [J].气象科技，2017，45（4）：622-628.
[2] 张琪，林辉.基于STK轨道预报数据的北斗卫星导航系统频谱监测选址分析 [J].电信科学，2018，34（5）：72-80.
[3] 郝明，张建龙，张鸣之，等.基于卫星通信的轻型野外地质调查数据实时传输系统应用——以西南地区野外地质调查为例 [J].桂林理工大学学报，2018，38（1）：78-83.
[4] 高媛.海上近距短波通信系统中的干扰抑制算法 [J].舰船科学技术，2018，40（16）：97-99.
作者简介：王玉姣（1988.07-），女，汉族，湖南隆回人，助理工程师，本科，研究方向：通信传输;袁磊（1984.03-），男，汉族，山东寿光人，助理工程师，本科，研究方向;机电一体化。
