頻譜感知技術在短波通信中的運用

武兵

摘 要在人們的生產生活過程中，通訊技術越來越發揮著不可替代的作用，便利了人們的交往交流，也促進了整個社會的快速發展。在通訊技術領域中，短波通信憑借其優良的適應能力而逐漸扮演者不可替代的重要角色。目前，頻譜感知技術逐漸應用到了短波通信中。本人研究了頻譜感知技術在短波通信中的應用問題。

【關鍵詞】頻譜感知技術 短波通信 特征及應用

自從無線電技術快速發展以來，短波通信技術在通訊領域占據的地位便越來越重要。短波通信技術的優勢主要在于其設施設備相對簡單，抵抗外界干擾的能力相對較強，并且可以在較長的距離內實現高效傳輸。目前短波通信技術已被廣泛地應用在了軍事、政府、氣象和外交等多個領域，發揮著不可替代的重要作用。

1 短波通信技術的內涵以及顯著特征

在所有的通信技術中，短波通信技術具有其他技術無法替代的重要作用，它的操作設備相對簡單，可以抵抗較強程度的干擾，并且可以實現遠距離傳輸。然而，隨著當今通信量與通信壓力的逐步擴大，短波通信技術在應用時的所面臨的問題也隨之增多。隨著頻譜感知技術在短波通信技術中的廣泛應用，我國的通信行業不僅可以實現高效地配置頻譜資源，而且還可以隨著現實情況隨機調整工作狀態，使得問題的解決變得簡單。以下將對短波通信技術的內涵以及顯著特征進行簡單闡述。

1.1 短波通信技術的含義及形式

短波通信技術的別稱為高頻通信，已經成為目前主流的通信工具模式。所謂的短波主要是指利用100m到10m長度的波長，以2到30MHz為頻率的電磁波進行通訊的過程。傳播的形式包括了地波和天波兩種。地波由于需要經過固體介質，其在傳播時會產生大量的損耗，因此其主要應用于近距離的通信工作。相較于地波來說，天波的傳播介質是空氣，其損耗相對較小，顯而易見其主要應用于遠距離的通信傳播。短波通訊應用時的好處在于其不需要中繼站進行轉導，因此其傳輸設備也就相對簡單。可見，自然災害等帶來的損失會大大降低，這在一定程度上也反映出短波通信技術具有較強的抗毀性能力。以下將對短波通信傳播的兩種形式進行具體闡述。

首先，地波傳播的形式主要使用的電磁波頻率為1.5-5MHz，屬于中波的高頻段。地波傳輸方式主要指的是在傳輸的過程中，地波與天波兩種波是同時存在的，但是地波占據主要地位。地波在傳輸過程中由于其波長的尺寸較大，在傳輸過程中容易被介質吸收，在傳輸時經常會大量衰減，并且頻率越高，衰減速度越快。由于以上這些原因，地波傳輸方式主要適用于近距離的通信傳輸。

另外，天波傳輸方式主要是指以天波為短波通信的主要形式，這種傳輸方式又被稱作電離層電波傳播。天波傳輸方式主要是指將電磁波發射，在高空中經過電離層的反射，最終到達傳輸位置的一種方式。可以見得，天波傳輸方式由于在高空中進行傳播，因此不會受到地勢地形的影響。與此同時，由于高空中的電離層對于天波的吸收較少，因此其傳輸過程中的損耗也相對較小。綜合上述分析，天波傳輸方式主要適用于較遠距離的通信傳輸。

1.2 短波通信的顯著特征

短波通信技術不同于其他的通信技術，它具有自己獨特的特征，例如多徑效應、相位起伏以及衰落等。以下將針對這三種顯著特征進行簡要分析闡述。

首先，短波通信技術具有多徑效應的特征。多徑效應主要是指，在短波信號發出后，由于其所經過的傳播途徑、所經歷的時間長短不同，當到達接收端時，其產生的電場強度也隨之有所差異。除此之外，電離層不均勻的特點，使得短波在傳輸時會產生許多散射體，并且經由漫反射效應傳輸到接收端時會產生多個信號，這便是所謂的多徑效應。

再者，短波通信技術具有相位起伏的特征。相位起伏是指傳輸電磁波的相位在時間變化的同時，由于電離層的不均勻從而可能會產生不規則的變化。在這種現實情況下，就算只有一種電磁波的傳輸方式，電離層對于電波折射率的變化也會對短波的傳輸產生影響，導致傳輸的相位發生起伏變化。

2 頻譜感知技術的重要性

作為無線電體系中的關鍵技術，頻譜感知技術提高了無線電系統對周圍環境的感知能力，有效的提高了短波通信的效率和質量。在確保授權用戶不受到干擾的基礎上，借助頻率感知技術通過“見縫插針”的方式來獲取授權用戶對頻譜資源所具有的臨時使用權，并完成對授權用戶活動的持續探測，其被認定為是解決無線頻譜低利用率的有效方案。因此，在短波通信系統中引入頻率感知技術，能夠及時發現頻率空洞，并對其進行實時傳播，這樣不僅可有效的解決頻譜匱乏問題，而且還能實現頻譜資源的高效靈活配置，實現對頻譜監測的有效管理，提高短波通信的整體質量。

3 頻譜感知技術在短波通信中的運用

由上述分析可以見得，伴隨著頻譜感知技術在短波通信技術中的廣泛應用，我國的通信行業不僅可以實現高效地配置頻譜資源，而且還可以隨著現實情況隨機調整工作狀態，使得問題的解決變得簡單。以下將對頻譜感知技術在短波通信中的運用情況進行簡要分析。

3.1 波形感知法的應用

波形感知法主要指的是在已知干擾信號波形的具體情況下，根據以往的本地信號的經驗，將接收到的信號與本地信號進行對比，從而檢測出干擾信號的一種理念。由于這種方式受以往經驗的影響較大，因此可能在推算時產生一定的誤差。只有接收到的干擾信號與本地信號的同步十分精確時，才能夠保證檢測數據的準確性。除此之外，由于本地信號的產生也主要依賴于現有信息，因此這也體現出波形感知法不具有普遍性，使用時較為局限。

3.2 匹配濾波法的應用

相較于波形感知法來說，匹配濾波法是一種更加傳統同時更加有效的檢測方法。匹配濾波法主要是指發射的沖擊響應可以充分與接收信號匹配，以便于線性濾波的實現。它的優點是，它可以高效地實現檢測干擾用戶信號的過程。但這也就對工作人員了解干擾信號知識的程度提出了更高的要求。

4 小結

綜上所述，隨著當今通信量與通信壓力的逐步擴大，頻譜感知技術在短波通信技術中得到了廣泛應用。這為我國的通信行業實現高效地配置頻譜資源，實現隨情況隨機調整工作狀態等的目標都發揮了重要的作用。將頻譜感知技術更將廣泛、多樣的應用到短波通信技術中，對于促進整個通信產業的發展具有重要意義。

參考文獻

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作者單位

91917部隊 北京市 100000