短波通信因为通信距离远、不受地形影响和抗毁坏性强，一直是一种重要的通信方式。由于短波信道衰落和多径效应的特征会影响短波通信系统性能，需要对系统的最大可用频率进行预测以提高系统性能。使用混合自动请求重传(HybridAuto Repeat Request，HARQ)技术可以进一步提高系统的性能，第三代短波通信协议已把它作为关键技术之一。本文对短波最大可用频率预测和混合自动请求重传技术进行了分析和研究。首先，本文对短波通信系统的最大可用频率(Maximum Usable Frequency，MUF)的预测技术进行了研究。MUF的预测是根据收发地点的路径长度、太阳黑子数和预测时间等参数，按照不同的MUF计算模型分别进行计算。本文分别使用REC533和VOACAP在不同时间对不同收发地点的MUF进行了验证，得到典型时间和典型地理区域内的MUF数据。数据显示测试距离越长，测出的MUF就越大。在白天由于电离层电子密度最大MUF达到最大值，在晚上MUF降到最小值。其次，本文研究了第三代短波通信协议中的HARQ技术，通过研究第三代短波通信协议不同状态的行为动作及转移过程，使用OPNET对短波通信系统进行了搭建，并仿真模拟了系统的各种转移状态。随后研究了第三代短波通信系统长报文波形的传输。通过搭建系统发射端（包括信道编码、格雷编码、扰码、调制等部分），研究了系统的接收端的信道估计、信道均衡和解调解扰及解格雷映射等关键技术，并将系统与HARQ技术进行了结合应用。数字仿真证明了关键技术的有效性，而且通过重传降低了系统的误码率。最后，本文分析研究现有短波的HARQ协议类型和3G LTE(Long TermEvolution)通信协议中HARQ协议类型的优缺点，首先采用N信道停等协议在空闲等待时间内继续发送数据帧，根据空闲等待时间和每帧的发送时间合理地确定N的个数，可以充分使用信道资源，使得系统的吞吐量得到提高；然后分析研究了3G LTE通信协议中HARQ反馈信息结构的设计与传输机制，在短波通信协议的HARQ收发两端各加入1bit的冗余信息，以检测ACK(Acknowledgement)/NACK信息在传输过程中发生的错误，理论分析和数字仿真结果证明，该方案可以降低系统的丢包率；随后研究了3G LTE中基于Turbo编码的部分递增冗余编码技术，并在短波通信HARQ协议中加以应用，通过增加接收端合并和译码的复杂度来降低了系统的误码率和重传次数；最后分析研究了合并重排算法，通过改变重传的星座点，在接收端进行首次传输和重传数据的虚部互换，使得高阶调制变换为低阶调制，理论推导和数字仿真证明了在单径信道的条件下，合并重排算法能够有效改善HARQ系统的性能。综上，由于短波信道衰落和多径效应的特征对短波通信系统的影响，本文对短波通信的MUF进行了研究，并使用REC533和VOACAP对典型时间和地点的MUF进行了测试。同时，本文研究了第三代短波通信协议中的HARQ技术，并基于短波通信系统对HARQ技术的关键技术进行了改进，有效地提高了系统的性能。