新時(shí)期自適應(yīng)通信技術(shù)應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

肖曠麟

摘 要 短波通信的路徑損耗、時(shí)延散布、噪聲和干擾等有很顯著的特點(diǎn)，隨頻率、地點(diǎn)、季節(jié)、晝夜的變化而變化，主要依靠天波進(jìn)行，具有很強(qiáng)的物理環(huán)境相關(guān)性，很容易導(dǎo)致短波通信質(zhì)量迅速下降。因此，為了能夠?qū)ふ伊己玫膫鞑l件，短波通信通常采用無(wú)噪聲信道，并且基于自適應(yīng)技術(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量通信傳輸。

【關(guān)鍵詞】短波通信 自適應(yīng)技術(shù) 工作頻率 信道

1 引言

短波通信工作頻率固定，無(wú)法任意選擇，并且電離層每天的變化很大，長(zhǎng)期觀察的預(yù)測(cè)資料無(wú)法反映實(shí)時(shí)的信道參數(shù)，并且長(zhǎng)期預(yù)測(cè)查資料無(wú)法考慮多徑效應(yīng)和電臺(tái)干擾等多種因素，導(dǎo)致實(shí)際短波通信質(zhì)量無(wú)法令人滿意。因此，為了能夠避開(kāi)干擾，尋找具有良好傳播條件的無(wú)噪聲信道，經(jīng)過(guò)多年的研究，許多研究者發(fā)現(xiàn)可以采用自適應(yīng)技術(shù)提高短波通信質(zhì)量。

2 自適應(yīng)通信技術(shù)及其應(yīng)用

在短波通信過(guò)程中，自適應(yīng)技術(shù)可以有效地測(cè)量信號(hào)傳輸和系統(tǒng)環(huán)境的變化，自動(dòng)地改變傳輸信號(hào)參數(shù)，尋求一種最佳的通信路徑，抵御干擾，提高通信質(zhì)量。目前，短波通信發(fā)展過(guò)程中，自適應(yīng)技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的研究和改進(jìn)，產(chǎn)生了諸如自適應(yīng)功率、自適應(yīng)均衡、自適應(yīng)傳輸速率、自適應(yīng)頻率或自適應(yīng)調(diào)頻等技術(shù)，大大地提高了短波傳輸效果。目前，自適應(yīng)通信技術(shù)已經(jīng)在短波頻率管理、2G-ALE得到了廣泛的應(yīng)用。

頻率管理系統(tǒng)中，短波自適應(yīng)系統(tǒng)完成的任務(wù)很多，其最為關(guān)鍵的就是實(shí)時(shí)探測(cè)信道的特性和噪聲干擾的分布情況，以便能夠?yàn)椴呗院头治鲂诺溃瑸橥ㄐ判枨筇峁┳罴训男诺肋x擇依據(jù)。為了能夠完成上述任務(wù)，需要采用一種被稱為實(shí)時(shí)信道估值技術(shù)（RTCE），該技術(shù)可以分析信道參數(shù)，測(cè)量信道的傳輸環(huán)境，尋找最佳通信頻率，構(gòu)建一個(gè)優(yōu)化的通信鏈路。目前，常用的RTCE技術(shù)包括多種，比如電離層脈沖探測(cè)、導(dǎo)頻探測(cè)和8FSK探測(cè)等。短波頻率管理系統(tǒng)探測(cè)的結(jié)果可以有效地反饋整個(gè)短波頻段的資源占用情況，目前許多的通信企業(yè)都將其固化在軟件系統(tǒng)中，在市場(chǎng)上進(jìn)行了廣泛的銷售。頻率管理系統(tǒng)具有通信與探測(cè)分離的特征，并且探測(cè)設(shè)備較為昂貴，因此其已經(jīng)逐漸退出了自適應(yīng)通信技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)。短波頻率管理系統(tǒng)應(yīng)用的時(shí)代又被稱為自適應(yīng)控制的初級(jí)時(shí)代（1G-ALE）。

隨著數(shù)字通信技術(shù)、微處理器等基礎(chǔ)理論的研究和進(jìn)步，到了上個(gè)世紀(jì)80年代中期。短波通信已經(jīng)可以直接使用RTCE技術(shù)完成信道的探測(cè)、估值，并且能夠構(gòu)建有效的通信鏈路，基于RTCE技術(shù)的電臺(tái)也越來(lái)越多。這一類的電臺(tái)都可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行信道優(yōu)化和選擇，降低了時(shí)變、多徑和噪聲干擾，保證通信鏈路始終工作在具有最佳信號(hào)的信道上，同時(shí)采用高速DSP芯片，RTCE已經(jīng)作為一個(gè)嵌入式構(gòu)件集成在通信設(shè)備上，大大地降低了RTCE的成本，提高了操作的方便性。

1988年10月，美國(guó)軍方頒布了短波自適應(yīng)通信的軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-188/141A；1990年，對(duì)應(yīng)的聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)FED-STD-1045協(xié)議也正式出臺(tái)，該協(xié)議又簡(jiǎn)稱1045協(xié)議，已成為事實(shí)上的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。符合1045協(xié)議的短波自適應(yīng)電臺(tái)一般稱為2G-ALE產(chǎn)品。2G-ALE產(chǎn)品型號(hào)很多，完成的功能大同小異，典型設(shè)備有美國(guó)RF-3200、7100系列，德國(guó)的ALIS電臺(tái)等。

在短波自適應(yīng)短波通信過(guò)程中，RTCE可以有效降低鏈路通信的成本，簡(jiǎn)化相關(guān)的RTCE通信設(shè)備，并且可以提高鏈路質(zhì)量。通常情況下，RTCE鏈路通信質(zhì)量分析在通信前或者通信間隙進(jìn)行操作的，并且只在短波通信信道上實(shí)時(shí)鏈路質(zhì)量分析。通常情況下，通信信道存在10-20個(gè)通信信道，并且在實(shí)際的通信過(guò)程中，自適應(yīng)通信系統(tǒng)可以根據(jù)LQA通信矩陣進(jìn)行排序，將質(zhì)量最好的通信鏈路提供給用戶實(shí)現(xiàn)良好的通信。在LQA矩陣中，自動(dòng)掃描模塊可以執(zhí)行選擇呼叫和實(shí)驗(yàn)LQA的功能，并且能夠在預(yù)先規(guī)定的若干信道上進(jìn)行有效的循環(huán)掃描，以便能夠?qū)崿F(xiàn)呼叫信號(hào)或者探測(cè)LQA信號(hào)，實(shí)時(shí)地選擇較好的通信鏈路進(jìn)行通信傳輸。基于LQA鏈路通信矩陣，自適應(yīng)通信系統(tǒng)可以建立全自動(dòng)化的高質(zhì)量通信鏈路，這個(gè)過(guò)程被稱為自動(dòng)鏈路建立功能，這是短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，也是當(dāng)前自適應(yīng)通信控制技術(shù)與前時(shí)期兩個(gè)系統(tǒng)最大的區(qū)別。短波通信過(guò)程中，由于存在隨機(jī)干擾、多徑干擾和選擇性衰落，將會(huì)導(dǎo)致通信信道的質(zhì)量大幅度下降，甚至導(dǎo)致通信鏈路發(fā)生中斷功能，因此短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)需要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)切換。在通信過(guò)程中，自適應(yīng)切換可以實(shí)現(xiàn)選擇較好的通信信道，將信道頻率調(diào)整到最佳的通信鏈路上。

3 自適應(yīng)通信技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

隨著自適應(yīng)通信技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，短波通信已經(jīng)得到的廣泛的應(yīng)用，第三代自適應(yīng)通信技術(shù)已經(jīng)逐漸誕生，并且第三代自適應(yīng)通信技術(shù)采用了更多的新技術(shù)，短波通信性能也更加的優(yōu)越，比如在信道通信技術(shù)方面，頻率自適應(yīng)技術(shù)持續(xù)改進(jìn)，擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了實(shí)用階段，跳頻速率已經(jīng)達(dá)到5000H/s，并且這些技術(shù)都已經(jīng)在新的短波通信系統(tǒng)中得到了應(yīng)用。在終端技術(shù)發(fā)展方面，OADM技術(shù)已經(jīng)在短波通信信道上實(shí)現(xiàn)了更快的傳輸速率，達(dá)到了16 kbit/s～64 kbit/s；在通信軟件研發(fā)方面，軟件無(wú)線電技術(shù)也得到了改進(jìn)和發(fā)展，也使得短波具有靈活的通信性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著短波通信技術(shù)快速發(fā)展和進(jìn)步，其已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其都得益于自適應(yīng)通信技術(shù)的快速發(fā)展和改進(jìn)，已經(jīng)成為高速率、高質(zhì)量通信的重要支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]張磊.短波自適應(yīng)通信技術(shù)的調(diào)制解調(diào)研究[J].中國(guó)信息化，2013，31（4）：25-27.

[2]楊輝，李建民.短波多音并行調(diào)制解調(diào)技術(shù)的研究[J].無(wú)線電通信技術(shù)，2010，24（1）：34-37.

[3]李有才，王歡，鄭春弟.短波自適應(yīng)通信系統(tǒng)綜合效能分析[J].艦船電子對(duì)抗，2013，32（6）：90-94.

作者單位

92665部隊(duì) 湖南省石門(mén)縣 415300