КОРОТКОВОЛНОВОЙ РАДИОКАНАЛ

К особенностям радиоканала следует отнести многолучевое распространение радиоволн и наличие различного рода замираний сигнала. Физическая природа многолучевости состоит в том, что в точку приема радиоволна может проходить различными путями. Например, распространяясь вдоль поверхности земли (поверхностная волна) и по трассе земля-ионосфера (пространственная волна).

На коротковолновых(КВ)-радиотрассах предполагаемое разнесение между источником и получателем сообщений может достигать более 1000 километров, вследствие чего поверхностной волной можно пренебречь ввиду ее существенного затухания, поэтому основным способом передачи информации для КВ-радиоволн является пространственное распространение, происходящее в результате переотражений от земной поверхности и ионосферы. При этом также присутствует межслойное переотражение, связанное с различной интенсивностью ионизации электронных слоев.

Ионизация происходит под воздействием, в общем случае, таких случайных факторов как интенсивность солнечной радиации, различные климатические и погодные явления, высота и ширина отражающего слоя для заданного значения частоты также будет неопределённой. Указанные факторы свидетельствуют о вероятностном характере КВ-радиосвязи, поэтому при организации радиосвязи в КВ-диапазоне, необходимо учитывать многоразовое переотражение (многоскачковые трассы).

В том случае, если не применяются адаптивные способы подстройки СРС под параметры КВ-радиоканала, то, как правило, перед началом каждого сеанса передачи информации производится анализ рабочих частот, из которых выбираются те, на которых возможна передача с требуемым качеством.

Частотная ограниченность КВ-диапазона и особенность ионосферного распространения радиоволн обусловили применение узкополосных сигналов.

Разработчики систем связи признают в настоящее время, что коротковолновой радиоканал является эффективным средством решения проблем дальней связи. Тормозом к широкому внедрению коротковолновых систем до недавнего времени были их громоздкость, сложность в эксплуатации, низкие пропускная способность и надежность связи. Бурное развитие вычислительной техники и микроэлектроники стимулировало успехи в развитии технологии коротковолновой связи, особенно в модемной технологии за рубежом.

Коротковолновый диапазон имеет особенности распространения в нем волн, они могут отражаться от верхних слоев атмосферы и достигать объектов вне прямой видимости. Коротковолновой диапазон используется для любительской, персональной и служебной радиосвязи, а также для международного радиовещания. При рассматриваемом типе распространения сигнал наземной антенны отражается от ионизированных слоев верхней части атмосферы, именуемых ионосферой, по направлению к Земле. Отражение сигнала от верхних слоев атмосферы (и впоследствии от Земли) может происходить многократно. Если радиоволна распространяется подобным образом, сигнал может быть принят на расстояние тысяч километров от передатчика.

Короткие волны в мирное время из-за своей невысокой скорости используются в основном в сфере проводной, радиорелейной и оптической связи. Однако при ведении боевых действий коротковолновая связь незаменима, так как действует на больших расстояниях.

Сегодня широко используются спутниковые системы и волоконно-оптические линии связи, системы же коротковолновой связи составляют лишь небольшой сегмент в рамках услуг магистральной связи. Однако в последнее десятилетие интерес к системам декаметровой радиосвязи стал возрастать. Применение новых технологий позволило устранить многие недостатки этих систем, что гарантирует наличие ниши для систем КВ-радиосвязи. Особенно актуально ее использование для высоких широт, что очень важно для России.

Достоинства и недостатки систем КВ-радиосвязи обусловлены, в первую очередь, особенностями распространения радиоволн декаметрового диапазона. Отметим основные проблемы, которые возникают при использовании систем КВ- радиосвязи:

• связь на дальние расстояния возможна только в течение ограниченного интервала времени, связанного с состоянием отражающих слоев ионосферы;

• частотный ресурс в КВ-диапазоне труднодоступен из-за его перегруженности;

• высокий уровень помех и искажений в канале связи требует постоянного управления рабочей частотой приемопередатчика.

К преимуществам систем КВ-радиосвязи можно отнести:

• потенциальную возможность организации глобальной связи, что подтверждается наличием действующих трансконтинентальных радиотрасс;

• сравнительно недорогое радиооборудование;

• не требуется развитая инфраструктура;

• устойчивость к целенаправленному радиоэлектронному противодействию, что делает КВ-радиосвязь просто незаменимой в военной сфере.

Прогресс в области КВ-связи обусловлен как совершенствованием систем моделирования поведения ионосферных слоев и прогнозирования прохождения радиоволн (наличие общедоступных прогнозов распространения и максимально применимой частоты), так и технологическими достижениями, реализованными в самих трансиверах (цифровая обработка сигнала на промежуточной частоте, миниатюризация мощных твердотельных радиокомпонентов). Что касается передачи данных на КВ, то современные модемы позволяют обеспечить высокую достоверность передаваемой информации при высоком уровне помех, вплоть до отрицательного соотношения сигнал/шум, а также в условиях многолучевой интерференции и доплеровского рассеяния каждого луча.

Симбиоз технологий спутниковой навигации и передачи данных на КВ можно рассматривать с двух точек зрения. Первое и самое очевидное – это передача навигационной информации по КВ-радиоканалу, включая как координаты объекта, так и навигационные поправки для реализации дифференциального режима определения координат. Второе – это частотно- временная синхронизация узлов радиосети по высокоточным атомным часам на навигационных спутниках и организация многостанционного доступа с временным разделением, а также синхронизация моментов смены частоты в системах с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ).

Конечно, наиболее часто объединение этих двух технологий рассматривается в контексте систем мониторинга за перемещением подвижных объектов.

Разумеется, акцент на передачу данных и передачу информации о позиции объекта (в частности, подвижного объекта) никак не исключает и передачу речи в цифровой форме в КВ-канале с высоким качеством. Это требует интеграции в рамках одной системы также и речевых кодеков, способных работать в режиме защиты речевой информации.

Список литературы:

1. Дэвис К. Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1973. – 502 с.
2. Макаренко С.И., Иванов М.С., Попов С.А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Монография. – СПб.: Свое изд-во, 2013.– 166 с.
3. Система мгновенного обмена сообщениями. [Электронный ресурс]. — Режим доступа. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Короткие_волны (дата обращения 30.05.2017)
4. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации, М. Радио и связь, 1992 – 304 с.
5. Феер К. Беспроводная цифровая связь: методы модуляции и расширения спектра / К. Феер; пер. с англ. В.И. Журавлев. – М.: Радио и связь, 2000. – 520 c.
6. Шишов Ю.А., Ворошилов В.А. Многоканальная^ радиолокация с временным разделением каналов. — М.: Радио и связь, 1987 – 144 c.