短波擴(kuò)頻通信技術(shù)初探

王彪

摘 要：基于短波通信的特點(diǎn)，其長(zhǎng)期都是無(wú)線通信，尤其是軍事通信的重要手段之一，擴(kuò)展頻譜技術(shù)在短波通信中有較強(qiáng)的應(yīng)用前景，同普通的抗干擾和均衡技術(shù)相比，擴(kuò)頻系統(tǒng)的保密性較好，抗干擾能力較強(qiáng)以及容易實(shí)現(xiàn)碼分多址等優(yōu)點(diǎn)。本文就短波中的擴(kuò)頻通信技術(shù)進(jìn)行初步探究。

關(guān)鍵詞：短波；擴(kuò)頻；通信技術(shù)

1 短波擴(kuò)頻通信

短波擴(kuò)頻通信系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制與多進(jìn)制擴(kuò)頻技術(shù)。發(fā)送端在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送之前，會(huì)預(yù)先發(fā)送一段同步偽碼用于接收端的信號(hào)同步與捕獲，擴(kuò)頻調(diào)制信號(hào)在短波信道中進(jìn)行傳播之后，有可能存在多普勒頻移、多徑和噪聲干擾。接收端經(jīng)過(guò)解調(diào)、信號(hào)捕獲同步后，對(duì)擴(kuò)頻數(shù)據(jù)進(jìn)行多普勒頻移校正、解擴(kuò)、糾錯(cuò)譯碼后恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。

1.1 擴(kuò)頻通信技術(shù)

擴(kuò)展頻譜技術(shù)，通常指的是借助比信號(hào)寬帶寬很多的頻帶寬度完成信息傳輸?shù)募夹g(shù)，它指的是發(fā)送出去的信息被展寬到一個(gè)較寬的頻帶上，隨后在接收端通過(guò)相關(guān)接收，再把信號(hào)恢復(fù)到最開始的信息。從二十世紀(jì)五十年代中期開始，到現(xiàn)在的60多年的時(shí)間內(nèi)，擴(kuò)頻通信技術(shù)的發(fā)展速度較快，同時(shí)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，例如，航天、全球定位系統(tǒng)、衛(wèi)星通信和信息保密等這些方面，都展示了擴(kuò)頻通信技術(shù)極強(qiáng)的生命力。在電子對(duì)抗的時(shí)代，擴(kuò)頻技術(shù)還被廣泛的應(yīng)用于導(dǎo)航、通信及識(shí)別信息綜合系統(tǒng)，同時(shí)在軍事上給予較大幫助，提供較為先進(jìn)的聯(lián)合指揮系統(tǒng)，它在電子對(duì)抗中，是較強(qiáng)的一種手段。

1.2 短波擴(kuò)頻系統(tǒng)的偽隨機(jī)序列

m序列是目前CDMA系統(tǒng)中采用的最基本的PN序列，是最長(zhǎng)線性移位寄存器序列的簡(jiǎn)稱，在偽隨機(jī)序列中，是非常重要的一種序列，這種序列的產(chǎn)生較為容易，同時(shí)，它的自相關(guān)性比較優(yōu)良。在直擴(kuò)系統(tǒng)中，這種序列主要用于對(duì)要傳遞的信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展，在跳頻系統(tǒng)中，主要用于控制跳頻系統(tǒng)的頻率合成器，完成隨機(jī)跳頻圖案的組成[1]。m序列是偽隨機(jī)序列的一種，均衡性是它的一個(gè)特點(diǎn)，基于m序列的均衡性，可以使得調(diào)制后的載漏有效降低，讓信號(hào)的隱蔽性更強(qiáng)，更加適應(yīng)系統(tǒng)的工作需要。游程分布是m序列的第二個(gè)特征，在一個(gè)序列中，將取值相等的相繼元素統(tǒng)一稱為一個(gè)游程，在一個(gè)游程之中，游程長(zhǎng)度指的是元素的個(gè)數(shù)。m序列的另外一個(gè)特征就是周期性，m序列的周期為3557953.png，r表示的意思是反饋移位寄存器的級(jí)數(shù)。因?yàn)閙序列具有周期性的特征，所以其功率譜的每一個(gè)譜線的間隔頻率1/NTC都為整數(shù)倍[2]。依靠測(cè)量得到m序列的功率譜，進(jìn)而容易確定該序列的周期，最終將SR的級(jí)數(shù)準(zhǔn)確的定下來(lái)。只要將SR的反饋邏輯篩選出來(lái)，該m序列的復(fù)制就非常容易，所以，根據(jù)m序列的這個(gè)特點(diǎn)，可以推出m系列的保密性不強(qiáng)。

當(dāng)選用偽隨機(jī)序列當(dāng)作碼分多址通信的地址碼時(shí)，m序列的限制性很強(qiáng)。m序列雖然在性能上有較強(qiáng)的表現(xiàn)，但是長(zhǎng)度相同的m序列的數(shù)量不多，同時(shí)，每個(gè)序列之間的相互關(guān)值并不都好。R·Gold在上個(gè)世紀(jì)六十年代提出了一種基于m序列的碼序列，這種序列被稱為Gold碼序列。該序列的互相關(guān)和自相關(guān)特征比較優(yōu)良，除此之外，用于地址碼的數(shù)量比m序列要多很多。這種碼發(fā)生器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，并且很容易實(shí)現(xiàn)。所以，Gold碼在較多工程領(lǐng)域都有廣泛的運(yùn)用，例如應(yīng)用于組網(wǎng)工作的雷達(dá)、碼分多址通信和報(bào)警系統(tǒng)等等。

2 RAKE接收

RAKE進(jìn)行接收時(shí)，首先是借助導(dǎo)頻信息求相關(guān)接收到的信號(hào)，以此來(lái)得到大致的信道信息和同步信息。接著，再使用L個(gè)相關(guān)器對(duì)期望信號(hào)的L個(gè)最強(qiáng)的多徑分量進(jìn)行捕獲，隨后借助一個(gè)加權(quán)網(wǎng)絡(luò)獲得這個(gè)L個(gè)相關(guān)器輸出的組合，利用它完成期望信號(hào)的判決檢測(cè)。RAKE接收機(jī)給出的基于L個(gè)判決統(tǒng)計(jì)量的組合展示了分集接收的思想，衰落問(wèn)題可以借助分集接收進(jìn)行改善，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行增強(qiáng)和完善。

為了保證收端的幀同步，在普通的通信系統(tǒng)中，可以運(yùn)用集中插入同步法。幀同步碼采用集中插入的方式，同時(shí)提出相應(yīng)的要求，即在接收端進(jìn)行同步識(shí)別時(shí)出現(xiàn)偽同步的可能性應(yīng)該盡量小，同時(shí)要求該碼組擁有尖銳的自相關(guān)函數(shù)，以便于快速的識(shí)別出來(lái)，與此同時(shí)，識(shí)別器也應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單。現(xiàn)階段，應(yīng)用的最為廣泛的是“巴克碼”，“巴克碼”在性能上的優(yōu)勢(shì)非常明顯，該碼是一種具有特殊規(guī)律的二進(jìn)制碼組，同時(shí)，它為一個(gè)非周期性的序列。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，擴(kuò)頻通信技術(shù)的應(yīng)用隨著社會(huì)的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，被應(yīng)用到越來(lái)越多的領(lǐng)域，近年來(lái)，在民用通信中也有很好的發(fā)展前景，是現(xiàn)階段通信技術(shù)的新熱點(diǎn)。因此加強(qiáng)對(duì)擴(kuò)頻技術(shù)深度的研究，具有非常重要的意義。由于筆者理論知識(shí)水平有限，提出的觀點(diǎn)和看法不夠全面，還請(qǐng)各位專家學(xué)者提出寶貴意見，以便筆者進(jìn)行進(jìn)一步的思考和研究。

參考文獻(xiàn)

[1]齊麗娜，干宗良，朱洪波.超寬帶系統(tǒng)中基于認(rèn)知的RAKE接收機(jī)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電子科學(xué)研究院，2012，（01）：115.

[2]李一兵，董俊花，葉方等.一種新的抑制多徑干擾的DFE/RAKE接收技術(shù)研究[J].黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2008，（06）：12-15.