1.2　对流层散射通信的特点

对流层散射通信的优点有下面几个。

（1）单跳跨距远。

它是对流层散射通信最显著的特点之一，在温带单跳距离可超过600km，而在对流层较厚的热带气候区最远可达800km；它具有明显的越障能力，能够跨越城市建筑群、山峰丘陵、海岛、沙漠、湖泊、海湾、沼泽等屏障或特殊地形。

（2）可用的无线频段宽。

卫星通信出现之前被广泛利用的几种超视距通信手段如中长波通信、短波电离层散射通信及流星余迹通信等都有一个严重的问题，即只能在某一特定的低频段才可用，一旦用户过多或本地电磁环境被“污染”（或干扰），便无任何切换频段的可能。对流层散射通信是宽谱通信手段，所谓“宽谱”，一是信道宽谱存在，二是设备宽谱实用。就目前的技术水平而言，从上百兆赫兹到Ka波段散射通信都完全有可能加以利用；实用装备也已经覆盖了5～15GHz频段。如果不是频谱过于拥挤，原来使用的几百兆赫兹至2GHz频谱仍是散射通信优选频段，这一点对于目前绝大部分无线通信方式都是不太可能的。

（3）通信容量大。

作为中远距离无线通信方式，散射通信的容量要比短波、超短波通信大得多。这主要是由于散射信道的相关带宽很宽，在C频段200km的距离上相关带宽可达几兆赫兹，因此允许很高的传信率；如果相关带宽很窄（如短波通信），则要采用非常复杂的信道均衡措施才能消除严重的码间干扰。最近10年间，散射通信的速率已经达到20Mb/s以上，目前国际上最先进的Modem已能支持100Mb/s的传信率。

（4）信道随处可得，无须付费。

散射通信不但可用无线频谱非常宽，而且这种信道还是随手可得的，从炎热的赤道到寒冷的北极圈，都有散射通信线路建设运行的先例。它不像卫星信道需要付费，更为重要的是，其频谱在2跳之后又可以再次利用，不像卫星通信那样一个星位覆盖下数百千米范围内频率不能重用（对于一个或一组用户占用的频谱，其他用户不能重用），所以散射通信的“大量免费”信道非常适合密集的用户组网应用。

（5）长期使用费用较低。

一次性投资和维护费低于微波视距中继通信，在不允许建立中继站的军用场合，它的重要性更加突出。与卫星通信相比，散射链路建设与运维费用比长期租赁转发器要便宜，比如，目前仍有很多海岛、石油钻井平台与大陆之间在使用散射链路通信，当带宽在达到几兆比特每秒以上时，其较低的费效比优势十分明显。

（6）传播信道稳定。

对流层传播信道稳定，支持一年365天、一天24小时工作；基本不受雷电、极光、磁暴和太阳黑子活动等恶劣自然环境的影响。早年的实验也表明，只要设备本身没有被物理摧毁，它就能很快地恢复正常。散射通信的这一优势是得天独厚的，因此非常适合军事用途。

（7）抗干扰、抗截获能力强。

与其他通信手段相比，散射通信对当代电子对抗十分激烈的战场环境的适应能力更强。散射通信可以使用很高的频段，比如Ku频段本身就比几百兆赫兹的电子设备更难被发现和干扰。更关键的一点，散射信道是一种近乎“封闭”的信道，收发天线的波束主瓣宽度常常只有1°～2°，波束的仰角接近地平线，所以它不易被侦查设备发现和追踪。另外，由于散射路径传输损耗巨大，链路自身尚需大功率发射机才能保证接收电平足够，敌方只有使用更大功率的发射机并且瞄准天线主瓣（或第一旁瓣）才有可能有效地实施干扰。如果在信号形式上配合一定的扩频、跳频等抗干扰措施，还可以进一步增强其抗干扰、抗截获能力。

（8）具有较好的抗毁性。

散射链路在上百千米的一跳范围内不需要中继、部队补给和站址守护，因此便于集中防卫，它一般不需高架天线，地面布设更易于伪装隐蔽，从而使设备受到破坏的可能性降低。

对流层散射通信也有一些不可避免的缺点。

（1）信道传输损耗非常大。

散射通信的路径传输损耗与频率、距离和地形都有关系，以C频段为例，200km的典型链路年中值损耗可达220dB。出于此原因，它必须使用大功率发射机和高增益天线。然而散射信道传输损耗对距离的远近比自由空间电波传播损耗更敏感，如果两站距离拉近，它的路径传输损耗也会快速减小。

散射信道的传输损耗有明显的日变化和季节变化，夏季信号电平比冬季要高出10～20dB。现在业界已提出了根据信道传输损耗的变化自适应地改变通信速率的概念；但是如果只是链路速率改变，其他配套设备仍为固定速率，则用户体验可能并无太大改善；另外，如果将通信速率提高10～100倍，目前的频率资源也将成为瓶颈，因此围绕信道的高效利用还有很多课题待研究。

（2）信号衰落严重。

散射信道不是恒参信道，它用Rayleigh衰落来描述较合适，信号的衰落速率也和距离、频段有关，典型的衰落速率为几赫兹至十几赫兹，这个特点是多年来影响所有设备方案设计的关键因素之一。为克服信号的快衰落，空间、频率、时间各个维度的分集措施都被提出、研究和采用，这也是散射通信站设备复杂、成本较高的重要原因。