高頻電子遠程通信系統的優化設計與實現

王列峰

摘 要： 針對高頻電子遠程通信系統失真較大，通信誤碼率較高的問題，提出基于波特間隔均衡設計的高頻電子遠程通信系統優化設計方法。首先構建高頻電子遠程通信系統的信道模型和高頻電子信號傳輸模型；然后采用波特間隔均衡技術進行信道均衡設計；最后進行系統調試和仿真實驗，仿真結果表明，該系統的高頻電子遠程通信的誤碼率低，信道均衡性能好，系統穩定性高。

關鍵詞： 高頻電子遠程通信； 信道均衡； 系統設計； 信道模型構建

中圖分類號： TN921?34； TP399 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）05?0026?03

Abstract： An optimization design method of the high?frequency electronic telecommunication system based on baud interval equilibrium design is put forward to solve the problems of high distortion and high bit error rate of the high?frequency electronic telecommunication system. The channel model of the high?frequency electronic telecommunication system and transmission model of the high?frequency electronic signal were constructed. The baud interval equalization technology is used to carry out the channel equalization design. The system debugging and simulation experiments were performed. The simulation results show that the high?frequency electronic telecommunication system has low bit error rate， high channel equalization performance and high system stability.

Keywords： high?frequency electronic telecommunication； channel equalization； system design； channel model construction

0 引 言

高頻電子遠程通信是利用高頻信號在時間、頻率、空間上的帶寬特性進行遠程信號調制與傳輸，以實現高速率、大容量和高可靠性的高頻電子遠程通信，在雷達通信、對潛通信、長波通信和北斗衛星導航等領域都具有廣泛的應用價值[1]。

高頻電子遠程通信系統受到強多徑特性和嚴重碼間干擾的影響，導致信號傳輸誤碼率高，信道均衡性能差，為此，需要進行高頻電子遠程通信系統的優化設計。傳統方法對高頻電子遠程通信系統的優化主要從降低碼元的傳輸失真率和誤碼率方向入手，通過信道均衡設計和空間波束調制來提高通信系統的穩定性，且取得了一定的研究成果[2?3]，如文獻[4]采用基于編碼及調制的擴頻碼序列高頻電子遠程通信技術，采用碼間干擾抑制方法進行高頻電子遠程通信信道均衡設計，提高了通信的空間增益，但是該通信系統設計方法具有較大的時滯，系統的穩定性不好。文獻[5]提出基于MIMO垂直線列陣空間波束形成的高頻電子遠程通信系統設計方法，降低了通信傳輸的信道失真，提高了系統的穩健性，但是該通信系統存在通信誤碼率較高的問題。

針對當前高頻電子遠程通信系統存在的問題，提出基于波特間隔均衡設計的高頻電子遠程通信系統優化設計方法。結果表明，本文系統的高頻電子遠程通信的誤碼率低，信道均衡性能好，系統穩定性高。

1 高頻電子遠程通信信道模型

高頻電子遠程通信系統在通信信號接收端進行擴頻調制，調制帶寬超過無線信道帶寬時，直接去除擴展信號的頻譜，還原出原始的信息，實現信號遠程傳輸，根據這一通信原理[6]，構建高頻電子遠程通信的系統結構，如圖1所示。

為了消除通信系統的碼間干擾，提高高頻電子遠程通信系統的可靠性和高效性，需要采集接收信號的波特率，對接收信號[r（t）]與探測信號[p（t）]作均衡化運算：

通過縮小采樣間隔提高均衡性能，此時輸出信號[r（t）]再與探測信號[p（t）]作卷積運算，提高采樣間隔的均衡性能，此時輸出結果[r（t）]波形近似于原信息波形[S（t）]。

4 實驗與結果分析

采用Matlab 2014進行仿真實驗，高頻電子遠程通信的通信協議采用IEEE 802.11協議，高頻電子遠程通信的碼元輻射半徑[r=]270 m，碼元速率為1 kBaud，高頻電子載波頻率為3 kHz，同頻電子干擾假設為一組線性調頻信號干擾，前饋濾波器階數為24，反饋均衡器的階數為3，信噪比為-10～0 dB，分別在[13]和[23]碼元處進行抽樣，同頻電子干擾半徑是550 m，信道傳輸的閾值[10]為0～50 m/s。

采用波特間隔均衡技術設計信道均衡，經過多徑信道均衡處理后輸出高頻電子遠程通信的本地載波和調制波信號如圖3所示。從圖3可知，本文方法的高頻電子遠程通信系統信道十分均衡，提高了信號的通信傳輸能力，信號經過多徑信道后具有良好的均衡性。

為了驗證本文方法的優越性，與傳統方法對比實驗，誤碼率對比結果如圖4所示。從圖4得知，本文方法的高頻電子遠程通信誤碼率遠遠小于傳統方法，提高了通信系統的穩定性能和通信傳輸的準確性能。

5 結 語

針對傳統高頻電子遠程通信系統失真大，通信誤碼率高的缺陷，為了改善高頻電子遠程通信系統的性能，提出基于波特間隔均衡的高頻電子遠程通信系統的優化設計方法，實驗結果表明，本文系統的高頻電子遠程通信誤碼率低，信道均衡性能好，系統穩定性高，具有更好的實際應用價值。

參考文獻

[1] 邸珩燁.基于多徑碼間干擾濾波的短波通信優化[J].物聯網技術，2015，5（10）：47?48.

[2] 呂富勇，周瑞卿，阮世陽，等.高頻磁場檢測中采樣保持器的設計及其性能分析[J].電子測量技術，2015，38（8）：13?16.

[3] 郭靜波，譚博，蔡雄.基于反相雙峰指數模型的微弱瞬態極低頻信號的估計與檢測[J].儀器儀表學報，2015，36（8）：1682?1691.

[4] CHOI J， YU K， KIM Y. A new adaptive component?substitution?based satellite image fusion by using partial replacement [J]. IEEE transactions on geoscience and remote sensing， 2011， 49（1）： 295?309.

[5] MORENOSALINAS D， PASCOAL A M， ARANDA J. Optimal sensor placement for multiple target positioning with range?only measurements in two?dimensional scenarios [J]. Sensors， 2013， 13（8）： 10674?10710.

[6] EVANGELIO R H， PATZOLD M， KELLER I， et al. Adaptively splitted GMM with feedback improvement for the task of background subtraction [J]. IEEE transactions on information forensics and security， 2014， 9（5）： 863?874.

[7] 張曦文，趙尚弘，李勇軍，等.基于空分復用的多信道機間紫外光通信定向MAC協議[J].激光技術，2016，40（3）：451?455.

[8] 程艷合，楊文革.壓縮域直擴測控通信信號偽碼跟蹤方法研究[J].電子與信息學報，2015，37（8）：2028?2032.

[9] 武思軍，張錦中，張署.陣列波束的零陷加寬算法研究[J].哈爾濱工程大學學報，2004，25（5）：658?661.

[10] 梁國龍，韓博，范展.近場自適應波束形成的零陷展寬方法[J].華中科技大學學報（自然科學版），2013，41（8）：34?39.