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2019年度陕西省科技进步奖提名项目公示
一、项目名称：
智能高效短波通信网
二、提名者：
陕西省电子学会
三、提名意见：
该项目针对现有短波无线通信网组网成本高、通信时延不可控，传输容量小、宽带功放线性化要求高等难点，通过采用多模式复合同步组网技术、自适应跳频主动传输技术、子块分解的单载波频域均衡技术、深度学习的预失真技术构建了远距离自适应高可靠扁平化网络，成功研制了智能高效短波通信网系列创新性产品。
该项目在实施过程中，与合作单位共同取得了多项创新性成果。
研制的智能高效短波通信网系列产品已大量应用于国民经济的各个领域及海外市场，取得了良好的社会和经济效益。
该项目整体技术水平和主要技术经济指标达到国内领先水平，同意推荐该项目参评陕西省科学技术奖，提名“二等奖及以上”。
四、项目简介：
该智能高效短波通信网属于无线通信领域的技术创新项目。
1.概述
短波通信经过九十多年的发展历史，传输方式从点对点通信到综合组网，实现了高性能数据传输及智能化的业务管理，紧密联系着国防事业，成为国家不可或缺的无线通信手段之一。
尽管现在的卫星通信蓬勃发展，但是短波通信凭借着具有无需中继便可远距离通信的能力不仅一直无法被取代，反而发展更加迅速。
智能高效短波通信网是针对短波通信频段窄，通信容量小，信号传输稳定性差，抗干扰能力差等缺陷，以及组网性能达不到预期效果等实际情况，于2014年开展了本项目研究，并以此为研究基础，在陕西省科学技术研究发展计划（工业攻关）的资助下，完成了第一版智能无线通信网（VOS信息传输系统）的研制和交付。
同时又开展了第二版智能无线通信网的研究。
2.主要技术内容
1）短波空间分集接收技术
为保证短波报文的可通率，在中心站（一般车载可移动）附近可以布置一个或者多个备份中心站（仅接收），备份中心站点可以通过光纤或者其他宽带无线手段与中心站直接连接，需要重点保障的外站短波报文可以由中心站和备份中心同时接收并经过空间分集处理提高接收可通率。
2）基于单载波频域Turbo均衡的宽带短波接收技术
本项目实现300Hz到24kHz的带宽智能选择的功能，采用了基于子块分解的单载波频域均衡方案，其均衡过程仍然在一个FFT块内进行，不需要消除各个子块间的干扰，适用于更加恶劣的信道传输环境。
本项目将频域均衡方案推广到Turbo均衡中，实现了针对时变信道的Turbo均衡方案。
3）自适应跳频主动传输技术
基于自适应跳频的主动传输技术是一种无需建链即可进行通信的高效的短波传输方案。
传统的短波通信大都需要在数据传输之前进行链路建立，保证数据传输采用了合适的频点，但降低了传输效率。
本项目通过应用自适应跳频技术，使得发送端无需建链即可直接开始数据传输，并在数据传输过程中对跳频序列进行调整，使得传输特性更好的频率点被更多的使用，而传输特性较差的频率点被选中的概率较低，从而传输频点能够收敛到具有最佳的传输特性的频点上，进而实现可靠的数据传输。
4）多模式复合同步组网技术
本项目基于同步组网工作模式，设备之间如何获得时间同步是一个关键问题。
本项目在基于GPS和北斗的全网同步方案基础上增加利用短波授时信号进行全网同步的备选方案，以最大化的保证短波通信系统在极端环境下的可用性。
5）短波大功率放大器线性化技术
功率放大器是实现本系统的关键部件，在宽带模式下，需要使用非恒定包络调制技术，易受功率放大器非线性特性的影响，产生带内失真和带外杂散，直接影响系统性能。
通过功率放大器线性化技术有效弥补非线性效应，平衡高频谱利用率和系统指标的矛盾。
6）短波语音降噪技术
系统主要业务为实时报文，同时提供语音服务，短波由于频率较低，环境干扰大，噪音大，通过采用语音静降噪技术提升通话质量。
3.授权专利情况
已申请国家专利12项，其中获授权发明专利7项，获授权实用新型专利5项，发表论文4篇，专著1篇。
4.主要技术经济指标
1）网络站点数量：
支持32个，可扩展到64个
2）发射机功率：
125W/500W/1000W
3）预失真功放指标：
三阶互调指标改善10db以上。
4）具备多信道接收功能，信道数量：
300路
5）传输速率：
75bps~19200bps
6）链路最大延时：
900ms
7）传输波形性能指标：
速率
带宽
误码性能指标
300bps
3Khz
高斯白噪声-5dB下，误码率<10-3
19200bps
24Khz
高斯白噪声4dB下，误码率<10-5
5.应用推广及效益情况
该项目研究成果已陆续在国内某部取得应用，通过了项目验收。
通过中电科某所出口埃及。
而且在本项目的支撑下，研制的短波终端设备先后以军贸、军援形式出口非洲、东南亚、中东、中亚等多个国家和地区，累计实现销售收入达1亿多元。
埃及、苏丹、老挝、吉布提、安哥拉等国家是本项目重点推广市场，以本项目技术创新为出发点，短波终端技术得到大幅提升，产品在各地区市场占有率逐年提高，在苏丹、埃塞俄比亚等国家产品占有率达99%，取得了良好的社会效益和经济效益
五、客观评价：
1、本项目运用了具有自主知识产权的多项发明专利技术，构建了智能高效短波通信网，为本项目的开发提供了技术支撑；
2、现有短波综合业务网通过架设短波基站解决了短波可通率低的问题。
该模式下短波移动节点只和基站通信，移动节点到移动节点通信需要多次中继，延时较大，占用资源较多，本项目是一种专用通信网，主要解决紧急信息如边防雷达空情或自然灾害预警等低时延信息远距离传输，网络不依赖基站，架设简单，适用于远距离应急通信，具有很好实用价值。
本项目中的接收站设备采用了多信道接收模式，可以对任意频段或者全频段进行监听接收，结合短波频率信息库和网络选频机制可以保障短波链路可通率达到99%。
3、本项目在国内大量应用，在反恐、应急、人防、气象、海监、气象等部门取得了广泛应用；而且通过国际贸易公司或相关研究所出口到东南亚、非洲、中亚、西亚等多个国家。
通过中电科第二十八所已出口埃及的VOS信息传输系统已经完成了一期交付，二期研制工作已基本结束。
准备交付；苏丹项目已签订合同，准备执行；
4、国内外同行在重要学术刊物、学术专著和重要国际学术会议公开发表的学术性评价意见等，可在附件中提供证明材料；
5、与国内海格、海能达、熊猫电子、中原电子、天津712等国内大型专业通信企业相比，采用本项目技术的智能高效短波网项目属国内首家完成研制并交付国内外用户的工程建设项目；系统技术指标及功能在国内处于领先水平，与欧、美等国外同类产品标准技术相当，整体性能接近国际先进水平。
在创造经济效益和社会效益方面，尤其在社会效益上，不劣于国际先进技术系统。
该系统数核心技术为公司自有，并且与欧、美等先进国家相比，成本较低、集成度高、更适合国外欠发达国家和地区组网需求，通过技术升级在国内已取得应用，市场竞争优势明显。
除已授权的发明专利和实用新型专利外，已申请的其他发明专利已进入实审阶段。
六、应用情况及经济和社会效益：
在国内市场应用方面，完成了保障指挥控制系统（短波IP化改造项目）的项目交付和验收。
而且基于本项目研制的通信系统和新一代单体设备，已陆续在国内各省、市人防部门和气象部门取得了广泛应用。
在国际市场应用方面，研发的VOS信息传输系统（短波通信系统）通过中电科第二十八所已出口埃及，并通过了验收。
新一代单体设备也分别出口到肯尼亚、苏丹、埃塞俄比亚、老挝、吉布提、印度尼西亚等多个国家和地区。
目前已与多家国外用户签订了合同或达成了意向需求。
总之，本项目已在应对国内反恐、突发事件中发挥了关键作用。
基于本项目研制的新一代短波气象传输系统，实现了高速图文传输，海洋气象图文显示，为远海作业船只提供了有力的气象信息和通信保障，提升了渔业部门的防灾减灾能力。
在国外市场，已与多个国家建立了长期友好的合作关系，通过设备采购、技术转让、技术服务等多种方式，为这些国家提供了先进的通信设备，培养了大量的当地技术人才。
近年来，用户已不满足于基本通信设备的采购，对采用新技术的先进设备需求更加强烈，采购新设备和老产品技术升级已成为签订合同的第一条件。
因此，用户需求的变化，不但促进了公司持续的技术进步和技术创新能力，而且也给公司带来了可观的经济效益和外汇收入。
序号
单位名称
应用的技术
应用对象及规模
应用起止时间
单位联系人/电话
1
中国电子科技集团公司第28所
整体技术
埃及国防部；短波通信系统1套（VOS信息传输系统）；ADOC系统/AFOC终端/VOS系统/主站通信系统软件研制；￥1120万元。
2014.5-2015.5
孙玉********
2
航天长征国际贸易有限公司
部分技术
苏丹TRC公司：
XD-D11G/XD-D12B短波电台（580套）；￥5220万元
2016.6-2017.3
滕亚泽********
3
中电科技国际贸易有限公司
部分技术
老挝国防部：
XD-D21/XD-D11G/XD-D12B/XD-D22/XD-D23/XD-D9B1型系列短波电台共计68套；
￥1334.02万元
2016.1-2017.12
方晓鹏********
4
中国电子进出口公司
部分技术
乌兹别克斯坦国防部：
XD-D11G/XD-D12B短波电台110套；￥765万元
2016.6-2017.6
黄超********
5
陕西烽火电子股份有限公司
整体技术
柬埔寨国防部：
XD-D21/XD-D22/XD-D23型系列短波全数字化电台189套;保障指挥控制系统1套;气象信息传输系统1套;￥4076.78万元
2017.6-2018.6
龙保权********
6
北方装
有限责任公司
部分技术
埃塞俄比亚国防部：
XD-D23型短波全数字化电台30套;￥331.5万
2017.1
-2018.4
刘佳顺
********
共计12847.3万元
2、经济效益和社会效益
通过本项目的研制、生产和市场拓展，公司已完成了第三代中频数字化产品向第四代射频数字化产品的全面升级换代，形成的系列产品集成了安卓系统、IP接入、K口、北斗/GPS、蓝牙、降噪、加密、多信道接收、远程控制等硬件架构，采用了矢量天馈、宽窄带自适应收发、同步组网等技术，实现了短波设备的组网灵活性、业务加载便捷性，具备了智能化、模块化和高度集成的特点，充分体现了公司技术创新的能力。
公司通过购置研发、生产、质量控制等所必需的先进仪器设备，为公司提高产品质量、可靠性提供了有效手段，促进了科研、生产能力，增强了公司产品在国内及国际市场的竞争力，使我公司在短波通信研发生产方面保持行业领先水平。
随着公司不断壮大，现有科研、生产条件已不能满足公司快速发展的需要，公司筹建的长安烽火通信产业园（100亩）今年底将建成投产，通过项目建设扩大产能，直接带动西安本地基建相关产业的产能；同时也促进了本地电装、机械加工、原材料供应等企业的快速发展，增加税收；直接或间接提供大量的就业岗位。
公司立足陕西省高新技术开发区，在“军民融合”和“一带一路”国家发展战略背景下、大西安大市场重要平台的有力支撑下，公司开拓国内外市场渠道更加便利，更利于广泛引进高科技人才充实到企业，提高企业技术创新和管理创新能力，目前公司通过与各大院校的“产、学、研”结合，新产品、新技术研发周期大大缩短，科研成果转化优势明显。
经过近几年的军贸、军援出口实践，我们在通信产品出口领域具有明显优势。
该系统已生产多套，广泛应用在国内人防、气象、海监、渔业和特种部门，为这些单位提供了先进的通信设备和通信系统，取得了有力的通信保障，提高了应急、指挥、信息发布的能力，促进了短波通信技术的广泛应用；公司产品出口国大多为“一带一路”沿线国家，作为“一带一路”积极的践行者，通过努力开拓海外市场，目前已签订了多个基于本项目的供货合同及签约意向。
该项目研发成功后，系统产品和系统单体设备先后完成了多批次的生产和销售，已累计实现销售收入1亿多元，创汇1千多万美元，上缴利税3500多万元。
通过本项目的实施，不仅可取得可观的外汇收入，而且还增进了国家间的友谊。
本项目预计今后每年可生产3～10套，配套设备或产品3000台以上，实现销售收入1亿元，税金数千万元，创汇千万美元。
通过新签项目的不断落实，积极建立军民品互动产业化平台，打造烽火品牌，勇作促进我省国民经济快速发展的排头兵。
七、主要知识产权和标准规范等目录：
序号
知识产权类别
知识产权
具体名称
国家
（地区）
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
1
发明专利
一种短波广域分集接收装置及其接收方法
中国
ZL*********.6
2016年1月6日
********
西安烽火电子
王陈春、赵育、曹军勤
2
发明专利
一种短波接收机及其去噪方法
中国
ZL*********.7
2017年12月22日
********
西安烽火电子
冯永乾、王陈春
3
发明专利
基于压缩映射的自适应随机跳频序列生成方法
中国
ZL*********.1
2018年4月17日
********
西安**大学
马卓、郭彦涛、杜白、杜栓义、史健康
4
发明专利
基于子块分析的单载波频域均衡方法
中国
ZL*********.0
2018年3月6日
********
西安**大学
马卓、杜栓义、孙婷婷、孙霖楠
5
发明专利
利用短波授时信号校准本地时钟的方法
中国
ZL*********.4
2018年11月16日
********
西安**大学
马卓、张伟、刘维、杜栓义
6
发明专利
一种包络跟踪自适应预失真功率放大器
中国
ZL*********.X
2018年5月15日
********
**大学
李波、韩磊、张琦、王佳敏、耿凡越
7
发明专利
适用于短波电台网络性能测试的业务模拟装置和方法
中国
ZL*********.7
2018年5月4日
********
烽火实业
王宁、路彬、汪全国
8
实用新型
可进行组网切换的电台侦查系统
中国
ZL*********.1
2017年7月4日
********
烽火实业
王莹、陈志恒、马雅楠、王宁、张博
9
实用新型
一种综合接入与交换系统
中国
ZL*********.6
2016年6月29日
********
烽火实业
董克成、杨恒煜、郭永刚、王铁勇、王宁
10
实用新型
一种适用于短波电台的网络通信装置和系统
中国
ZL*********.0
2018年5月4日
********
烽火实业
杨恒煜、杨天鹏、
八、主要完成人情况：
序号
公示姓名
排名
行政职务
技术职称
工作单位
完成单位
对本项目贡献
1
王陈春
第【1】完成人
副总经理
高工
烽火实业
烽火实业
项目总负责人
2
李波
第【2】完成人
西邮
副教授
**大学
**大学
系统架构负责人
3
马卓
第【3】完成人
西电
讲师
西安**大学
西安**大学
本项目3项关键技术负责人
4
李振友
第【4】完成人
总经理
正高工
烽火实业
烽火实业
本项目技术攻关负责人
5
王铁勇
第【5】完成人
部长
高工
烽火实业
烽火实业
项目系统研发和实施项目管理负责人
6
王宁
第【6】完成人
室主任
高工
烽火实业
烽火实业
项目单体设备软件负责人
7
张毅
第【7】完成人
室主任
工程师
烽火实业
烽火实业
项目短波接收机负责人
8
董小文
第【8】完成人
/
工程师
烽火实业
烽火实业
项目结构设计负责人
9
张博
第【9】完成人
室主任
工程师
烽火实业
烽火实业
项目短波发射机、短波电台负责人
九、主要完成单位及创新推广贡献
1）陕西烽火实业有限公司
本单位是国有、高新技术企业。
是智能高效短波通信网项目的研制单位、生产单位和产品推广应用单位。
公司组织并实施了本项目调研、研制、批量生产和销售。
项目研制成功后，已销售到埃及、老挝、苏丹、吉布提等国，直接创汇1000多万美元，直接或间接带动了出口行业、机械加工业、电子装配业等相关电子行业产业的发展。
本项目是公司大型系统集成项目，涉及多种新技术的应用，除自有技术外，通过联合西安**大学、**大学、**大学完成了本项目的研制。
实现了科技成果在本企业的快速转化，推动了我省高校科技成果本地产业化发展。
为了进一步开展新技术、新产品的研究和生产，已建成的长安烽火通信产业园将于2019年底竣工搬迁，实现规模化经营，促进企业发展和我省经济腾飞。
在科技成果方面，我公司已授权发明专利5项，实用新型专利40项。
以本项目为基础，公司在融合短波、超短波、有线及网络等多种通信手段的应用领域，研制了多种综合通信系统，形成了新的利润增长点。
公司目前已形成了以短波、超短波、数字集群通信系统、综合通信网、低空防御为支柱产业的科技创新型企业，产品已大量装备武装警察部队、海警、人防、渔政、安全、森林防火、地质、水利、航运、路桥、抗震、气象、铁路以及各大研究所等国民经济的各个领域；并以军援、军贸形式出口非洲、东南亚、中亚、中东、拉美等20多个国家和地区，已成为我国电子信息设备出口的骨干企业。
2）西安**大学
西安**大学拥有综合业务网理论及关键技术国家重点实验室。
实验室依托于信息与通信工程以及军队指挥学两个国家一级学科，目前主要研究方向包括“通信网络体系架构及关键技术”，“高效信源和信道编码技术”，“信息传输理论与技术”，“信息安全及密码理论与技术”。
目前，实验室科研场地面积7200平方米，仪器设备1796台（套），设备总值6864余万元，实验室构建了五个开放性共享研究实验平台，拥有多款大型科研软件，其中芬兰EB公司的射频信道模拟器为项目的后期测试提供了强有力的设备支持。
实验室以“通信与信息系统”国家重点学科为主要依托、以“信号与信息处理”、“密码学”与“军事通信学”等学科为支撑，覆盖“通信与信息系统”、“信号与信息处理”（部分）、“密码学”3个二级学科点，均有硕士、博士学位授予权，并设有博士后流动站。
西安**大学的深厚的通信专业背景和完善的研发测试环境条件以及所提供的研发用房和仪器设备为项目的顺利进展提供了有力地支持。
其中包括基于短波授时信号的全网始时钟同步方案的设计与实现，基于压缩映射的自适应跳频序列的方案设计以及基于子块分解的频域均衡系统的设计实现以及基于该技术的短波宽带迭代接收机的设计实现与测试。
本项目由西安**大学与陕西烽火实业有限公司及**大学省信息通信网络及安全重点实验室共同完成。
3）**大学
**大学建有国家级工程实验室，国家级实验教学示范中心，国家级工程实践教育中心及20个省部级实验室和研究中心。
学校以信息学科为主干，在通信专用集成电路设计、移动通信、图像处理、信息安全和信息产业经济等研究方向形成特色和优势。
陕西省信息通信网络及安全重点实验室依托“信息与通信工程”省级一级优势学科建设形成了宽带无线通信网、新型频谱管理、信息通信网络安全技术等国内有一定影响的研究方向。
相关成果对促进通信及其安全领域的技术进步以及解决陕西经济和社会发展重大关键问题做出了积极贡献。
实验室一方面及时推出符合产品发展趋势且具有自主知识产权的新一代国产移动终端产品；另一方面在自主产品研发和产业化方面积累经验并实现突破。
相关技术的积累为短波组网的产业化提供了相关的技术支持，并重点承担了短波大功率放大器线性化技术。
针对现有记忆多项式和广义记忆多项式预失真器存在的性能受限和功放模型选择性问题，提出了一种正交记忆多项式预失真器方法。
提出多项式的优点是有限阶时可以提高逼近的精度和平滑度。
该技术可以充分挖掘短波功放的潜力，提升系统性能。
本项目由**大学省信息通信网络及安全重点实验室与陕西烽火实业有限公司及西安**大学共同完成。
十、完成人合作关系说明。
1）西安**大学/马卓
本项目完成单位中，西安**大学与陕西烽火实业有限公司自2010年以来，长期合作研究短波宽、窄带技术、智能组网技术、纠错算法、高速数据传输技术、智能通信技术和网络融合通信技术，针对该项目，重点解决了多模式复合同步组网、自适应跳频主动传输、单载波频域均衡在本项目中的应用，并通过软、硬件相结合的方式形成新一代系列化新产品和构建组网机制。
本项目中，完成人西安**大学马卓负责对项目中的短波宽带数据传输、自适应跳频以及全网时钟同步中的关键技术进行研究，解决其中的关键问题。
双方通过分工合作共同完成了原理样机及其相关模块的研制。
基于本项目取得3项发明专利，发表论文4篇。
2）**大学/李波
本项目完成单位中，**大学与陕西烽火实业有限公司自2013年开始进行技术合作，先后研制了基于OFDM的调制解调、DMR体制数字集群通信协议和模块、智能短波通信网方案和系统架构设计、短波通信波形、多载波技术、预失真技术的研究。
重点解决了本项目系统架构的搭建与设计，预失真功放线性化设计并实现了产品化，提升了原有短波大功率发射机宽带通信的技术难点。
本项目中，**大学李波与陕西烽火实业有限公司完成人共同完成了本项目系统架构的搭建和系统方案设计以及预失真功放等的产品化设计。
基于本项目取得发明专利1项和一部专著。
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