曾奇云

[摘 要]短波通信能夠?qū)崿F(xiàn)較遠距離的通信，同時還具有十分靈活的特性，不僅是在整個無線通信體系當中，對于軍事通信來說，都是十分重要的技術(shù)。但是，如果受到較強的干擾，或者信躁比過低，就會影響到短波高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男Ч?。因此，本文著重研究短波中低速?shù)據(jù)傳輸技術(shù)，首先對短波通信以及短波中低速數(shù)據(jù)通信進行了概述，然后簡單介紹本文所設(shè)計的短波中低速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并對其中關(guān)鍵技術(shù)進行著重分析，以供參考。

[關(guān)鍵詞]短波；中低速；數(shù)據(jù)傳輸；技術(shù)

中圖分類號：TN919.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）16-0347-01

從上個世紀初到上個世紀中后期，短波通信一直都是遠距離通信中常用的方式，尤其是洲際通信的主要途徑。通過短波通信傳輸，我們可以實現(xiàn)上千公里，甚至是上萬公里的短波通信。隨著科學技術(shù)水平的進一步提升，新的計算機技術(shù)、通信技術(shù)、電子技術(shù)等等得到進一步的發(fā)展和應(yīng)用，短波通信技術(shù)也由此得到了更好的提升?；诖耍疚膶@短波中低速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進行深入探討。

1 短波中低速數(shù)據(jù)傳輸概述

1.1 短波通信概述

所謂短波通信，就是在借助十米到一百米波長的電磁波的情況下進行無線電通信。在實際應(yīng)用過程當中，為了能夠充分發(fā)揮短波在近距離通信當中的優(yōu)勢，相關(guān)技術(shù)研究人員將中波的高頻段歸到短波波段當中，因此，在當前很多短波通信設(shè)備當中，波段的范圍都有所變化，其范圍已經(jīng)擴大到1.5MHz～30MHz。在國外，很多國家也將短波通信稱之為高頻無線通信。從二十世紀的初期到中后期，短波通信一直是遠距離通信和軍事通信的主要手段，通過短波數(shù)據(jù)傳輸，能夠?qū)崿F(xiàn)上萬公里距離的通信。之所以短波通信可以得到如此之快的發(fā)展和應(yīng)用，本人認為主要歸結(jié)于以下幾個方面的原因。首先，只有短波通信不受網(wǎng)絡(luò)樞紐和有源中繼體制的制約。在戰(zhàn)爭或者災(zāi)害發(fā)生的情況下，很多通信都會受到損壞，衛(wèi)星受到攻擊，導致無法實現(xiàn)正常通信，而在這一方面，短波通信就具有其他通信手段所沒有的抗損壞、抗襲擊的能力。其次，超短波無法覆蓋到很多的山區(qū)、海洋等區(qū)域，而通過短波就能實現(xiàn)。再次，相比衛(wèi)星通信而言，短波通信不用考慮話費的開支，因而其成本更加理想。雖然短波通信具有十分顯著的應(yīng)用優(yōu)勢，但是其仍然存在一些不足之處。例如其可以使用的頻段很窄，因而通信的容量較小，無法進行高速數(shù)據(jù)的傳輸。其次，短波通信的電離層是時變色散信道，傳輸特性不穩(wěn)定，會隨著季節(jié)和晝夜的變化而變化，容易形成衰落。最后，短波通信受到大氣和工業(yè)無線電噪聲的干擾十分顯著。

1.2 短波中低速數(shù)據(jù)傳輸

在電磁干擾比較嚴重而且信躁比較低的情況下，采用擴頻技術(shù)就能有效應(yīng)對這一問題，從而提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性與傳輸質(zhì)量。短波擴頻通信系統(tǒng)的帶寬通常是保持不變的，想要有效提升擴頻系統(tǒng)應(yīng)對干擾的能力，就只有從擴頻系統(tǒng)的處理增益入手，提供其偽隨機碼的速率。當其速率提高到一倍時，整個擴頻系統(tǒng)的處理增益就會上升3dB。但是需要注意的是，當偽隨機碼的速率提高到一定的數(shù)值時，就會受到多種因素的影響和制約，從而增加了擴頻系統(tǒng)的應(yīng)用成本和復(fù)雜程度。所以，我們需要把握好偽隨機碼的速率和處理增益的范圍，不能一味地通過提升其速率來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。這個時候一般就會用到降低信息速率的方法。另外，在高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的可通性較低的時候，就可以采用中低數(shù)據(jù)傳輸速率，從而有效提高系統(tǒng)的可通性，提高信息傳輸?shù)姆€(wěn)定性。本文所研究的短波擴頻通信系統(tǒng)就是主要通過降低信息傳輸速率來提高系統(tǒng)抗干擾能力的。

2 短波中低速數(shù)據(jù)傳輸關(guān)鍵技術(shù)

2.1 短波中低速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的設(shè)計

在對短波中低速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進行設(shè)計的過程中，需要考慮短波信道的特性，在設(shè)計的過程中，可以通過對于直擴技術(shù)的應(yīng)用來克服系統(tǒng)較低的信噪比，從而使得低速數(shù)據(jù)能夠得到有效的傳輸，同時可以通過直接序列擴頻來使得系統(tǒng)的抗干擾性得到提高。

2.2 同步不確定性

對于擴頻通信系統(tǒng)而言，其同步往往存在著兩個不穩(wěn)定因素，第一是碼相位的不穩(wěn)定，第二是載波頻率的不穩(wěn)定。如果要想使得接收機能夠正常工作，碼相位的分辨率必須要保證在一個碼元的范圍之內(nèi)，而且載波中心頻率的分辨率也必須要使得解擴后的信號落在相關(guān)濾波器頻率的范圍內(nèi)，并且本地載波頻率應(yīng)該始終對準輸入信號的載波頻率。

之所以會出現(xiàn)碼相位的不穩(wěn)定和載波頻率的不穩(wěn)定，是由于多方面因素的共同作用而引起的。第一是頻率源的漂移，由于頻率源的漂移，往往會導致部分碼相位和載波的頻率出現(xiàn)一定的偏差，從而導致不確定性產(chǎn)生；第二是電波傳播存在時延，接收機和發(fā)射機之間在頻率及相位上始終存在著一定的差異，所以就使得電波傳播存在一定的時延；第三是多普勒頻移，由于通信系統(tǒng)的相對運動是不斷變化的，同時對短波無線電波起到反射作用的電離層也是不斷變化的，所以就會導致碼相位出現(xiàn)抖動和載波頻率發(fā)生偏移的情況；第四是多徑效應(yīng)，所謂的多徑效應(yīng)是指的由于多路徑傳播而造成的碼相位和載波頻率相位出現(xiàn)延遲的情況，從而使得同步出現(xiàn)不確定性。

2.3 Rake接收機的設(shè)計

對于傳統(tǒng)的Rake接收機而言，它利用不同信號之間的互相關(guān)很小，而信號的自相關(guān)峰又非常尖銳，所以傳統(tǒng)的Rake接收方法往往都是采用的相關(guān)接收機或者是最佳非相干匹配濾波接收機，它通過對于多個期望信號的最強多徑分量加以捕獲，然后在通過一個加權(quán)網(wǎng)絡(luò)來得到這些相關(guān)器輸出的一個組合，并且利用該組合來對期望信號加以判決和檢測。Rake接收機對于判決統(tǒng)計量的組合充分體現(xiàn)了分集接收的思想，通過分集接受能夠有效的克服衰落，使得整個短波通信系統(tǒng)的性能得到有效的改善。所以在對Rake接收機進行設(shè)計的時候，可以采用兩條多徑，在完成了同步之后，就可以對主徑的位置加以確定，然后再通過時延就可以確定兩條多徑的位置。Rake接收機的原理如圖1所示。

3 結(jié)語

當前在應(yīng)急通信中，短波通信應(yīng)用得較為普遍，但是就目前的情況而言，短波通信系統(tǒng)往往對于信道的適應(yīng)能力還較差，而且其抗干擾能力也較弱，所以為了能夠使得短波通信得到更好的發(fā)展和應(yīng)用，本文針對短波中低速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)進行了研究，以期實現(xiàn)在較低信噪比的環(huán)境之中通過中低速率來實現(xiàn)高可靠性的數(shù)據(jù)傳輸，進而有效的促進短波通信的發(fā)展。

參考文獻

[1] 周洪霞，林成浴，李洪烈等.短波低速數(shù)據(jù)傳輸關(guān)鍵技術(shù)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（11）：39-41.

[2] 楊旭，孫秀敏，李芳等.短波組網(wǎng)通信數(shù)據(jù)傳輸研究[J].黑龍江科技信息，2013，（19）：136-136.

[3] 張哲，程云鵬，曲娜等.一種新的短波信道選擇方法[J].通信技術(shù)，2011，44（8）：7-9.