浅谈短波通信及其在消防救援中的应用

摘要：短波通信主要是通过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输的一种通信方式，本文简要介绍了短波通信方式及特点,并就短波通信在消防部队中的应用进行了简要论述。       

关键词：短波通信 传播方式及特点 消防救援  应用

1.引言

近年来，为满足灭火救援的需要，消防部队构建了以城市为主的调度指挥通信网络，在火灾扑救和应急救援中发挥了重要作用。但是,随着我国经济社会飞速发展，各类重特大灾害事故、突发事件、自然灾害等不断增多，规模不断增大，消防灭火抢险救援呈现出突发性强、技术要求高、处置难度大、作战时间长等特点，尤其是跨区域协同作战越来越频繁，作战力量临时编成越来越多，作战方式也从平面、点线式作战向纵深、立体作战转变，给指挥调度和应急通信工作提出了新要求。特别是在“5.12”汶川大地震中，由于有线通信和公众移动通信网全部中断，消防部队现有的无线通信手段根本不能满足各级指挥机构和救援队伍之间指挥调度和应急通信的需要，大大降低了整体作战指挥效能，从而降低了部队整体救援能力。为适应灭火和应急救援新形势、新任务的需要，特别是新修订《消防法》赋予的承担重大灾害事故和其他以抢救人员生命为主的应急救援职能，消防部队急需通过科学配置和资源整合，大力加强应急通信能力建设，实现消防部队在重特大灾害事故，特别是在跨区域、长距离、大范围特大灾害或战争中造成基础通信、电力等设施损毁、中断等极端情况下，快速建立消防部队独立的、垂直的、自上而下的通信应急指挥网，以切实提高消防部队应急救援处置能力。2009年以来，部消防局以公安部党委加强“三项”建设为契机，决定构建以卫星通信专网为主，公用卫星电话、短波通信、超短波通信等为辅的消防部队应急通信系统，并在信息化建设项目中全面开始实施。当前，在应急通信系统中，无线短波通信是消防部队应用最少的一种通信手段，不为广大消防官兵所熟知，但它具有独特的通信优势，无论其它哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力都不能和短波通信相比。现结合有关通信和消防知识，浅谈无线短波通信技术及其在消防部队救援中的几点应用。

2.短波通信及其传播方式

短波通信按照国际无线电咨询委员会(CCIR)的划分是指波长在10m～100m，频率为3MHz～30MHz的电磁波无线通信。由于短波通信的特点，长期以来，短波通信始终是军事指挥的重要手段之一，一直被广泛地应用于外交、气象、邮电、交通等各个部门，用以传送图像、数据、语言、文字等信息。短波通信是无线通信的基础，尽管目前无线通信新技术不断涌现，但是，短波通信自身所拥有的优势和长处，在国际通信、防汛救灾、海难救援及军事等领域依然发挥着重要作用。短波通信中主要通过三种传播方式进行通信：

2.1地面波传播。  地面波是沿着地球表面传播的波，它沿着半导电性质和起伏不平的地表面进行传播，一方面使电波的场结构不同于自由空间传播的情况而发生变化并引起电波吸收，另一方面使电波不像在均匀媒质中那样以一定的速度沿着直线路径传播，而是由于地球表面呈现球形使电波传播的路径按绕射的方式进行。               

2.2天波传播。  天波传播是经过地面上空40~800公里高度含有大量自由电子离子的电离层的反射或折射后返回地面的电波传输方式。天波是短波的主要传播途径,可实现长距离的传播,短波信号由天线发出后，经电离层的多次反射，传播距离可以由几百公里达到上万公里，且不受地面障碍物阻挡。在天波传播的过程中，路径衰耗、大气噪声、时间延迟、电离层衰落、多径效应等因素，都会造成信号的畸变与弱化，影响短波通信的效果。       

2.3直接波传播。  直接波是从发射天线到接收天线之间，不经过任何发射，直接到达，电波就象一束光一样,所以有人称它为视线传播。       

3、短波通信特点        　　             

与卫星通信、有线等通信手段相比，短波通信有许多显著的优点，主要表现在:(1)短波通信无需建立中继站即可实现远距离通信，通信距离最远可达上万公里；(2)短波通信元器件要求低、技术成熟、制造简单、设备体积小、价格便宜,使用中不支付话费，建设和维护费用低；(3)设备简单，目标小、架设容易、机动性强，即使遭到损坏也容易修理，由于其造价相对较低，可以大量装备，因而系统顽存性强        (4)电路调度容易，灵活性强，可以使用固定设置，进行定点固定通信，也可背负或装入车辆，实现移动中的通信。这些优点是短波通信被长期保留、至今仍被广泛应用的主要原因。同时，短波通信也存在着一些明显的缺点:(1)信道拥挤、频带窄;(2)短波的天波信道是变参信道，故信号传输不稳定；(3)大气和工业无线电噪声干扰严重；(4)天线匹配困难。 

4、短波通信在消防部队应急救援中的应用

4．1野外长时间搜救。在野外纵深的山区、戈壁、海洋等地区有人员被困和灾难事故需要救援时，超短波覆盖不到，可启用短波应急通信。与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低，很适宜消防部队指挥通信。

4．2  地震救援。当有特大地震灾害事故时，有线固定通信和无线移动通信全部中断的紧急情况下，由于现场救援单位较多，经常出现卫星通信信道被众多现场同类设备挤占，通信不畅，部分配备了卫星公用电话的部队也因设备不统一、使用数量多、通道堵塞等原因无法正常通信。消防部队可利用短波通信机动灵活、传输距离远、坚固耐用、快速组网的特点及时组建设通信应急指挥系统，开展救援工作。

4．3战争壮态。1980年2月,美国国防部核武器局(Defense  Nuclear  Agency)在一份报告中提出:“一个国家,在遭受原子弹袭击后,恢复通信联络最有希望的解决方法是采用价格不高，能够自动寻找信道的通信系统--短波通信系统。”在战争中，一切有线、无线通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击失去通信，短波通信是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，因为在短波传播方式中，天波是主要传播方式，其传播方式主要依靠具有天然的不易被“摧毁”的“中继系统”--电离层（大气层中）进行的。所以，在战争状态下，消防部队可以利用短波通信快速组建通信应急指挥系统。

4．4其它巨大自然灾害。其它巨大自然灾害造成通讯、交通、电力中断，灾区骨干光缆，交换机，蜂窝基站大量瘫痪的情况下，可利用短波通信设备电源保障方便快捷（只要有电瓶或小型发电机），简单架设就能够实现通信的特点，保障通信联络畅通以实现部队开展救援工作。

4．5车辆实时监控。根据消防部队信息化建设要求，部队所有车辆都要安装GPS全球定位系统，对部队车辆实时监控，而监控系统通常由三大部分组成，即监控中心、车载移动单元和通信网络，通信网络可采用单频点短波通信方式，此种通信方式系统结构简单、受控性好、投资少，还能充分整合已有设备和资源，系统运行稳定、可靠、修改方便，同时，达到在城市及山区均能获得满意的监控效果。可以克服依靠卫星通信服务费昂贵，市区效果不好，有盲区；也可克服使用公网GSM、CDPD通信方式缺点（监控范围和覆盖程度取决于公网的建设情况，不受用户左右，如果要提高通信速度，还要在电信部门增设专用服务器和交换设备等）。

5.结束语               

随着微型计算机、移动通信和微电子技术的迅速发展,短波通信技术有了新的突破性进展，出现了实时选频、自适应、跳频、差错控制、多载波正交频分复用(OFDM)调制及软件无线电等新技术,使短波通信很好地弥补了它的缺点，促使短波通信的设备更加小型化、更加灵活方便,进一步发挥了短波通信设备简单、造价低廉、机动灵活等优点。相信，短波通信必将在应急通信、抗灾通信、特别是在消防部队跨区域、长距离、大范围特大灾害救援中发挥更重要、更广泛的作用。