摘 要：自优化技术是一项较新的短波通信技术。它针对短波通信的特点采用的智能链路质量分析技术，简化了操作，提高了通信质量。本文介绍了短波通信自优化技术的原理和特性，并就自优化技术如何在船岸间短波通信中应用进行了分析研究。
关键词：自优化技术 短波通信 应用研究
现状及存在问题
交通部在全国设置短波通信岸台13个。目前，船岸间短波通信以传统的单边带电话（SSB）为主，部分岸台开放NBDP数据业务，个别仍保留莫尔斯电报业务。通信使用频率范围在4000~27500kHz，无线电管理部门为每个岸台指配了工作频率，一般呼叫与回答采用成对工作频率。通信过程绝大多数是由船方用人工方式呼叫岸台开始，岸台值班人员听到船台呼叫后进行应答，并建立通信。目前，船岸间短波通信存在以下一些问题：
1.由于短波频率易受电离层变化、通信距离和方向、天线类型等多种因素的影响和限制，用同一套电台和天线，选用不同频率，通信效果可能差异很大。这对船台操作人员提出较高要求，要根据季节、日夜、距离的变化选择合适的通信频率，但即使这样，由于岸台工作频率有限，有时也很难与岸台联系上。而现在船上取消报务人员编制，一般人员的操作和经验水平有时不能满足通信的要求。
2.由于许多业务的呼叫和应答均采用人工方式，岸台值班人员必须24小时不间断地在通信设备前认真守听，并根据通信条件变化调整通信设备，及时应答船台呼叫。
3.由于短波通信受电离层扰动、大气等自然干扰比较大，又容易人为地互相干扰，所以短波通信中经常存在背景噪音和各种干扰。
4.不能有效利用频率资源。短波通信中各岸台频率是固定的，但业务量存在差异，经常出现某岸台业务很忙或其频率受到严重干扰，无频率可用，又不能使用其它岸台空闲频率进行通信，从而造成频率资源的浪费。
自优化技术
频率自优化技术是2000年出现的新技术，由澳大利亚柯顿首创。其核心技术CALM智能化链路质量数据库系统，是在FED－STD－1045（美国标准）自适应（ALE）基础上发展起来的，并与1045 ALE完全兼容。
在使用自适应技术选频的过程中，主呼台在某个频点上发出ALE信号呼叫对方，被呼台收到ALE信号后自动测评其信号质量，并将测评结果回送主呼台，主呼台测评被呼叫台信号质量后发出确认信号给被呼台，双方同时存储测评结果。主呼台逐个用组内频率呼叫对方，组内每个频率都被测评后，双方用质量最好的频率建立通信链路。在这个过程中ALE探测呼叫大量挤占通信时间，因而减少了有效通信时间。
CALM系统克服了ALE的不足，其原理是：短波传输条件在一天中变化很快，但在几天内相对稳定。因此，过去几天同一时间获得的链路质量数据（LQA），比当日几小时前获取的数据更为重要。据此原理，CALM为每个用过的信道（频率）和收发链路（通信双方联络信息）都登录时间，此后每次对特定信道的质量测评都参照历史的对应时间。
CALM电台每次收到的ALE信息或CALM信息都被用来更新自身的LQA数据库。无论是网内原有CALM电台，或是新加入的CALM电台，只要发出ALE或CALM呼叫，网内所有的CALM电台就自动将其呼叫信息加进本机数据库，同时呼叫站自身也开始构造并不断完善包括网内所有CALM电台的链路质量表。探测间隔可以放宽到很多小时（３、５、７、１１、１３、１７、２３小时）。选择一个合适的探测周期，经过几天工作之后，对应每小时的LQA数据库就永久建立起来了。而且通信网工作时间越长越忙，数据库质量就越高。
另外，每部CALM电台都设置本台识别码，CALM系统为每一个历史通信频率都增加了通信双方识别码和时间等标识信息，而且频率数据库具有自动记录、处理、更新的能力。通信时，电台根据被叫台的识别码和开始时间等条件自动调用最好频率，在通信的各个阶段都会选择最佳通信频点，无须人工干预。
自优化技术的应用
自优化技术是对短波通信技术的又一次革新，在船岸通信中使用不但可极大改善通信质量，有效利用频率资源，而且会使船岸间短波通信操作如同GSM电话一样简单。下面对自优化技术在船岸短波通信中的应用进行理论分析。
1.频率资源整合
CALM系统这种频率管理方式的前提是必须有足够的频率用来比较和选用，而目前大多数岸台只有2~3个频率可供选用，这就意味使用自优化技术时可供比较、选择的余地很小。同时，岸台这种频率分配方式也造成频率利用率下降。
在船岸间短波通信中使用自优化技术，必须把目前分配给各岸台的短波频率整合在一起，形成一个大的短波频率库，供自优化技术进行频率检测和挑选。为了使用和管理方便，可将全国海岸电台的短波频率分成南、北两组，组内岸台可以共享组内频率资源。这样做既充分地利用了短波频率资源又改善了通信效果。
2.识别码的使用
采用自优化技术的每个固定站和移动站都有自己的识别码。通信时输入被叫方的识别码即可进行呼叫和建立联系，非常方便使用者进行操作。目前船舶电台和海岸电台使用的标识有：电台呼号和GMDSS的选择性呼叫号码。电台呼号一般由两个字符和两个字母或两个字符、两个字母和一个数字组成。选择性呼叫号码是由一组九位数字组成，能独特地识别各船台、岸台，并且目前配备GMDSS设备的船舶都配有自己的呼叫号码。两种电台标识相比较，选择性呼叫号码更适合作为自优化技术的识别码使用。
3.自优化技术在船岸短波通信应用中须做的改进
自优化技术通过为每个信道和收发链路登录时间，建立带有时间和信道参数的链路质量数据库，实际上就是通过不断收集整理短波通信时间与质量的关系，从而间接的归纳总结电离层对短波通信影响的规律。
短波通信还与电台的位置、通信的距离有很大的关系。因此在船岸短波通信中使用自优化技术必须考虑船舶所在位置与短波通信质量的关系。为此需在CALM中增加船舶位置参数，建立带有岸台标识、时间、船位和信道参数的链路质量数据库，根据船舶所在位置、时间和呼叫的岸台优化选择通信频率。船舶位置信息可通过船上配备的GPS设备获得。只有在自动选频过程中考虑到船舶所在位置的影响，才能真正实现船岸间短波通信的优化选频。
自优化技术从短波通信的特点入手，解决了长期影响短波通信质量的一些难题。自优化技术可作为一项新技术引入到水上移动通信中，它的应用必将给船岸间短波通信带来重大变革。（作者单位：辽宁海事局）
