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第三代短波通信自动链路建立技术研究 摘 要：短波通信作为无线通信尤其是军事通信中一项不可或缺的通信技术，随着微处理器 技术，DSP 技术以及网络技术的发展，其业务的多样性、信道建立速度、通信质量等都有 了很大的提高。1999 年 3 月美军标MIL-STD-188-141B 的公布标志着短波通信进入第三代 通信技术时代，该标准中对第三代短波自动链路建立系统协议做了详细的规范。本文从短波 通信的发展历程出发，进而从整体上介绍了第三代短波通信自动链路协议的系统结构，并分 别对协议中各个模块做了简要的介绍，最后认真分析了第三代短波通信自动链路建立技术相 比于第二代技术的区别和特点。 关键词：短波通信；自动链路建立；3G-ALE 中图分类号：TN924 1. 引 言 短波，按照国际无线电咨询委员会（CCIR ）的划分是指波长在10-100 米，频率为3-30M 赫兹的电磁波。利用短波进行的无线电通信成为短波通信，又称高频（HF ）通信，实际上， 为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率为1.5-30M 赫兹[1] 。短波通 信主要应用在军事通信方面，20 世纪80 年代以来，微处理器技术，DSP 技术，自适应技术、 扩频通信技术等现代信息技术的应用，大大提高了短波通信的质量和数据传输速率，增强了 自动化，新业务能力，提高了自适应与抗干扰能力，形成了现代短波通信新技术、新体制。 自动链路建立(Automatic Link Establishment 简称ALE)技术就是短波通信新技术中最具代表 性的一项技术。1999 年3 月美军标MIL-STD-188-141B 的公布标志着短波通信开始从第二 代进入到第三代通信技术时代。 2. 短波通信发展历程 自从1901 年12 月意大利发明家马可尼在加拿大纽芬兰的信号山上，第一次接收到从大 西洋彼岸——英国西海岸发来的无线电信号以来，无线电短波通信经历了一个世纪的时间。 在第二次世界大战至60 年代之前相当长的一段时间里是短波无线通信的黄金时期，它被广 泛地应用于军事、外交、新闻、广播、商业、气象等领域，并各自建成了覆盖地区或世界性 的专用通信网或公用通信网。20 世纪60 至70 年代卫星通信的兴起，使得短波通信的应用 研究进入低谷。然而由于短波通信的便捷性以及高抗毁能力，使得卫星通信始终无法将短波 通信取而代之。在 20 世纪 80 年代，美国国防部制定出了第二代短波通信网的标准 MIT_STD_188_141A,它能够提供可靠的自动链路建立（ALE ）技术，使建立链路的速率和 成功率大大提高，短波通信也因此进入一个迅速发展的新阶段。1995 年 4 月我国制定了 GJB2077-94 短波自适应通信系统自动链路建立规程标准，它是参照美军标 MIL-STD-188-141A ，并通过了在我国自行研发的短波自适应通信系统的验证。该标准的颁 布对我国短波自适应通信系统的发展起到了推动作用。随着对数据通信的需求不断提高以及 在军事运用中短波通信网络的不断增加，人们希望短波通信能够容纳更多的网络，传输更多 的数据，由此，1999 年美国国防部制定的第三代短波通信技术标准MIT_STD_188_141B 便 应运而生。2001 年8 月31 日美军再次公布MIL-STD-188-141B NOTICE 1 文档，对1999 年 3 月新制定的MIL-STD-188-141B 标准进行了进一步的完善和升级。第三代短波自动链路建 - 1 - 立系统协议在支持第二代协议规定的语音通信和小型网络的前提下，有效地支持大规模、数 据密集型快速高质量的短波通信系统[2] 。目前国内的短波通信仍然基于第二代标准进行，正 是在此背景下，第三代短波通信技术的研究显得尤为重要。 3. 3G-ALE 系统协议结构 3G-ALE 协议是第三代短波通信网络系统协议中一个十分关键的组成部分，它涵盖了链 路层以及部分物理层的内容，下图1 显示的是3G-ALE 系统协议的体系结构图。 图1 3G-ALE 系统协议结构图[3] 从图示中可以看出它采用的是分层结构，其核心部分是包括了三层结构模型：短波子网 层和更高层、数据链路层和物理层。短波子网络层和更高层要完成路由选择、链路选择、拓 扑监视、信息传输和中继管理等功能。物理层主要完成五种突发波形 BW