超寬帶通信技術(shù)及其在軍事通信方面的應(yīng)用探究

孫榮輝，顧玉全，閆 東

（1.中國人民解放軍66184 部隊(duì)，保定 074200；2.中國人民解放軍66336 部隊(duì)，保定 074200）

超寬帶技術(shù)建立在無載波體制、單載波超寬帶體體制與多載波超寬帶體制的基礎(chǔ)之上。無載波體制可以讓超寬帶通信技術(shù)應(yīng)用于超窄脈沖通訊領(lǐng)域。多載波超寬帶機(jī)制可以讓超寬帶通信技術(shù)在傳播效果與傳播速度方面具有一定的優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段超寬帶通信技術(shù)在民用通訊設(shè)備領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的成就?，F(xiàn)階段這一技術(shù)已經(jīng)開始在軍事領(lǐng)域得到應(yīng)用，對(duì)這一技術(shù)在軍事通信方面的應(yīng)用情況進(jìn)行探究，有助于這一技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

1 超寬帶通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 高速信號(hào)處理技術(shù)

超寬帶通信技術(shù)及的傳輸速率可以達(dá)到幾百兆bps，隨著這一技術(shù)的不斷發(fā)展，未來超寬帶通信技術(shù)的傳輸速率可以達(dá)到幾千兆比特每秒。OFDM 技術(shù)是超寬帶通信技術(shù)的高傳輸速率的保障因素。OFDM 系統(tǒng)的調(diào)制與解調(diào)可以借助FFDT/IFF 實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，OFDM 系統(tǒng)需要使用100個(gè)子載波，系統(tǒng)需要對(duì)每一個(gè)子載波進(jìn)行FFT/IFF 運(yùn)算[1]。光信息處理技術(shù)與超寬帶通信技術(shù)之間的結(jié)合，可以讓OFDM 系統(tǒng)的峰值運(yùn)算成本得到有效控制。

1.2 超窄脈沖產(chǎn)生技術(shù)

超寬帶通信技術(shù)的應(yīng)用，讓lns 量級(jí)信號(hào)脈沖成為了信息調(diào)制載體。超窄脈沖產(chǎn)生技術(shù)也在超寬帶通信技術(shù)中發(fā)揮著較為重要的作用。這一技術(shù)可以為輸出超窄脈沖的周期和寬度的可控性提供保障。

1.3 超寬帶數(shù)據(jù)采樣技術(shù)

超寬帶數(shù)據(jù)采樣技術(shù)中應(yīng)用的采樣技術(shù)包含有時(shí)域并行采樣技術(shù)、頻域并行采樣技術(shù)和欠采樣技術(shù)等多種技術(shù)。上述技術(shù)在通信領(lǐng)域的應(yīng)用，有助于多個(gè)通道采樣點(diǎn)的相位準(zhǔn)確性問題的解決。

1.4 精確定時(shí)技術(shù)

精確定時(shí)技術(shù)也在超寬帶通信技術(shù)中發(fā)揮著較為重要的作用?；诔瑢拵ㄐ偶夹g(shù)的通信系統(tǒng)可以被看作是時(shí)域信號(hào)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)的定時(shí)精確度可以達(dá)到亞納秒級(jí)或皮秒級(jí)。

2 超寬帶通信技術(shù)的特點(diǎn)

2.1 傳輸率高

根據(jù)前文論述，超寬帶通信技術(shù)具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸能力。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，光處理技術(shù)、陣列處理技術(shù)與超寬帶通信技術(shù)之間的融合，可以讓超寬帶通信技術(shù)支持高容量無線通信的能力得到強(qiáng)化。

2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

基于超寬帶通信技術(shù)的通信系統(tǒng)無需傳統(tǒng)通信所需的變頻器、本地振蕩器及混頻器等設(shè)備。故而此種通信系統(tǒng)的體積相對(duì)較小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。超寬帶通信技術(shù)的信號(hào)處理方式也具有簡(jiǎn)單化的特點(diǎn)。

2.3 功耗低

超寬帶通信技術(shù)的沖擊脈沖寬度為納秒量級(jí)。在這一技術(shù)應(yīng)用于通信領(lǐng)域以后，通信系統(tǒng)可以在占用較低的占空比的情況下，提升信息傳輸速率。根據(jù)一些研究者的研究結(jié)果，超寬帶通信技術(shù)的平均發(fā)射功率較低，同傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，在傳輸速率相同的情況下，超寬帶通信技術(shù)的功耗僅為傳統(tǒng)技術(shù)的1/10至1/100。

2.4 隱蔽性良好

基于超寬帶通信技術(shù)的通信系統(tǒng)的發(fā)射功率頻譜密度較低，系統(tǒng)所發(fā)射的信號(hào)可以隱藏于環(huán)境噪聲和其他信號(hào)之中，在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，超寬帶通信技術(shù)可以表現(xiàn)出隱蔽性良好與截獲率低的優(yōu)勢(shì)。在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)代，超寬帶通信技術(shù)為通信網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下的穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

3 超寬帶通信技術(shù)在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1 超寬帶通信技術(shù)在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

超寬帶通信技術(shù)在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用，可以讓這一技術(shù)在戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下所具有的優(yōu)勢(shì)得到有效發(fā)揮。如針對(duì)這一技術(shù)所具有的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，軍隊(duì)通信系統(tǒng)研發(fā)者可以將這一技術(shù)應(yīng)用于單兵裝備之中。為避免地方情報(bào)人員竊取信息情報(bào)的行為，軍隊(duì)指揮機(jī)關(guān)也可以將這一技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境[2]。以美國軍隊(duì)為例，早在20世紀(jì)60年代，美國國防部門就確立了超寬帶通信技術(shù)應(yīng)用于國防軍事領(lǐng)域的技術(shù)基礎(chǔ)?，F(xiàn)階段美國國防部門所研制的超寬帶通信系統(tǒng)包含有以下內(nèi)容：一是，基于超寬帶通信技術(shù)的無人飛機(jī)與車載雷達(dá)；二是，可高速移動(dòng)的超寬帶通信系統(tǒng)自組織網(wǎng)；三是，戰(zhàn)場(chǎng)防竊聽網(wǎng)絡(luò)。超寬帶通信技術(shù)設(shè)備的成本較為低廉，美國海軍擬將此類設(shè)備應(yīng)用于海外軍事基地。除美國以外，英國、俄羅斯和法國等國家也開始在通信系統(tǒng)及雷達(dá)系統(tǒng)等方面對(duì)超寬帶通信技術(shù)進(jìn)行研究。2004年以后，我國學(xué)術(shù)界也開始對(duì)此類技術(shù)對(duì)于應(yīng)用情況進(jìn)行探究。

3.2 超寬帶通信技術(shù)在軍事通信領(lǐng)域的應(yīng)用前景

超寬帶通信技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。在信息化戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境下，這一技術(shù)也將應(yīng)用于軍用高速骨干網(wǎng)和偵查/監(jiān)視數(shù)據(jù)鏈體系的建設(shè)過程中。在短距離通信方面，超寬帶通信技術(shù)可以替代以銅線電纜互連為主的傳統(tǒng)通信連接技術(shù)。在設(shè)備參數(shù)加載維護(hù)方面，超寬帶通信技術(shù)也可以替代無線USB 應(yīng)用。可以說，在軍事通信領(lǐng)域，超寬帶通信技術(shù)可以發(fā)揮出提升通信操作自由度的作用。在實(shí)戰(zhàn)環(huán)境下，艦船甲板與復(fù)雜地形環(huán)境也會(huì)成為高速數(shù)據(jù)通信的制約因素。艦船甲板與復(fù)雜地形對(duì)數(shù)據(jù)通信速度的影響與多徑效應(yīng)有關(guān)。在未來一段時(shí)期內(nèi)，超寬帶通信技術(shù)的抗多徑能力也會(huì)得到強(qiáng)化。

4 結(jié)束語

超寬帶通信技術(shù)具有傳統(tǒng)無線通信技術(shù)所不具有的優(yōu)勢(shì)，其在軍事通信領(lǐng)域具有較為廣闊的應(yīng)用前景。加大對(duì)與之相關(guān)的軍事應(yīng)用的研究，有助于軍隊(duì)信息化作戰(zhàn)能力的提升。