基于非連續頻譜的短波傳輸技術研究

魏紅星

（作者單位：新疆廣電局節目傳輸中心9169臺）

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基于非連續頻譜的短波傳輸技術研究

魏紅星

（作者單位：新疆廣電局節目傳輸中心9169臺）

摘 要：以短波傳輸技術為主題，探討在非連續頻譜、短波通信的聯合問題。首先對短波及短波傳輸技術進行了簡要概述；主要探討了非連續頻譜的概念、特點、應用的OFDM技術；重點說明了非連續頻譜OFDM發送接收系統的原理、流程與不足，并提出了解決峰均比過高的問題，對優化波形進行了簡單說明。最后，對最優窗函數設計進行提示。希望通過該論述可以引起更多的關注與交流，為該方面的研究工作提供一些有價值的參考信息。

關鍵詞：非連續頻譜；短波；傳輸技術

短波是高頻無線電波的另一種名稱，通常而言，是指頻段在3～30 MHz，波長在10～100 m的電磁波。近年來，由于電臺的增加，在短波傳輸中，往往會因為過于擁擠而出現各種干擾，給短波寬帶通信質量帶來了很大影響，通過對認知無線電技術與短波通信的結合，能夠改善這種狀況，尤其是在基于非連續頻譜的技術基礎上，進行短波傳輸，可以通過認知模塊增加信道參數評估與控制，在有效地提升高頻利用率的同時，抵抗各種干擾因素。以下就對其展開具體說明。

1 短波通信技術與認知通信技術

短波通信技術常用于航空、氣象、航海、軍事和救災等領域，主要以語音、數據和圖像等進行信息傳輸，成本低、設備簡單、易操作、保密性強、不易破壞及可靈活移動；通?？煞譃榈夭ㄅc天波傳播，地波通信距離近，天波適應于遠距離傳播。但從影響方面看，各種干擾因素對天波的影響遠遠大于對地波的影響，尤其是在信號的穩定性方面，影響最大。而認知通信技術主要是以標準化的認知循環模型，達到對各種干擾的抵抗并使其信號傳輸始終保持在最佳狀態，如由發送功率控制和頻譜管理、無線環境、無線場景分析、信道狀態估計與預測模型等認知功能構成的基本認知循環模型就可以很好地解決各種干擾，達到所要求的目標；認知通信技術在短波通信中的應用前景廣闊，且效果較佳，尤其是通過對頻譜感知、波形重配、優化等可以達到更好的短波傳輸效果。

2 基于非連續頻譜的短波傳輸技術

在無線通信系統之中，廣泛采用了OFDM技術，它的特點是頻譜利用率高，對多徑干擾抵抗力強。OFDM，英文全稱為Orthogonal Frequency Division Multiplexing，中譯為正交頻分復用技術，屬于頻分復用；從構成來看，集中體現在把頻域信道分割為子信道，并對其進行同時傳輸，這些子信道可分為若干，實現手段是在每一子信道上以子載波的形式，進行調制符號的獨立傳輸。非連續性頻譜OFDM主要是指部分子載波關閉的OFDM波形。此種方式能夠將每一符號的持續時間進行延展，增加其持續性，這也是明顯優于單載波技術的一個主要特征，其頻域均衡能力的提升，完善了對惡劣多徑衰落的抵抗能力。

從非連續頻譜OFDM發送接收系統的流程來看，簡單形式為發送序列——輸出序列。具體而言，就是將發送序列中的子載波映射、降峰均比與降旁瓣處理、M點IFFT（發射機）、添加循環前綴、數模轉換/射頻前端的最后結果以信號的方式，通過信道，傳送到輸出序列中的射頻前端/模數轉換、抗干擾預處理、信號同步/去除循環前綴（接收機）、M點FFT、信道估計及子載波均衡、解調數據，最后輸出即可。

在整個流程中，需要在子載波映射與信道估計及子載波均衡進行連接，主要是利用認知模塊，有效的達到頻譜及信道狀況估計、選出可用子載波信息；這種物理層的傳輸方案主要是增加了認知模塊，可以對頻譜空洞進行智能感知，從而進行信道狀態、用戶信息的參數評估，再以控制信道達到與接收端的共享。

從優化波形的方面來看，影響或限制非連續頻譜OFDM的因素有峰均比，因為當峰均比增高時，就會與子載波數關聯，但在通常情況下，總子載波數、子載波數皆可共同作用，對峰均比的值變產生影響，針對這個問題，可采用正交預編碼技術、保留子載波技術。

3 結語

在基于非連續頻譜的短波傳輸技術中，主要是利用了OFDM技術，利用認知模塊對信道狀態、用戶信息的參數評估，再以控制信道達到選擇與控制的目的，有效的解決了短波通信中易受干擾的問題，通過對峰均比的技術處理，可以有效的達到波形優化的目的；但是，應該注意在窄帶用戶、寬帶用戶方面的平均功率密度，通常是前者大于后者，因此，易因相互干擾帶給子載波污染，最終引發系統破壞，所以，應該加強這方面的探析，以最大化信干噪比、最小化旁瓣功率為原則，最終設計出最優窗函數，解決干擾帶的外泄漏問題。

參考文獻：

[1]王瑩．短波/超短波在油氣田井口數據實時檢測及遠程傳輸系統中的應用[J]．科技傳播,2012,4(20)．

[2]高梅,黃國策,杜栓義,等．用于短波高速數據傳輸的迭代合并均衡算法[J]．系統工程與電子技術,2013,35(9)．

[3]施愷狄．短波數字傳輸現代技術及其主要故障與診查[J]．信息技術與信息化,2015(9)．

[4]孫宏林,陳元清,李鐵成．短波組網通信數據傳輸效率實驗與研究[J]．中國電子科學研究院學報,2011,6(3)．

[5]陳智建,朱朝輝,楊曉鵬,等．中央短波廣播傳輸電路樣本空間的構成及統計分析[J]．廣播電視信息,2013(6)．