数字通信技术论文

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数字通信技术论文篇一

短波数字通信系统关键技术探讨

摘要：短波数字通信具有众多优点，比如机动性好、通信距离远、生存能力强等，其在许多领域中都有应用，尤其是在军事领域中有着重要的应用。但是短波通信中容易受到电离层骚动的影响，其通信信道有时变的特性，导致了短波通信的可靠性差。为了改变这种现象，人们研究出了一些技术来提升短波通信的性能，其中就包括自适应均衡技术和信道编码技术。本文先介绍了短波通信的特性，然后再分析探讨自适应均衡技术和信道编码技术对短波通信的改善。

【关键词】短波通信主要技术

短波通信技术机动性好、通信距离远、生存能力强、经济有效，虽然目前卫星通信以及其他的通信技术发展的十分迅速，但是短波通信由于其优良的特性没有被时代淘汰掉。短波通信技术和计算机技术相结合，能够使短波通信在实施信道估算、自适应天线阵列等技术得到了很大的进步。短波通信的目标小，在战争爆发时，短波通信基站不易被摧毁，而卫星通信所使用的卫星极易被摧毁，所以在战争中短波通信的可靠性较高。与其他的技术相比，短波通信的成本低、体积小、便于移动，在军事上使用的范围更广。短波通信能够实现全球通信，在低纬度地区时可用的频段较宽，可用频率较高，受到其他因素影响较大。在电离层中，短波通信有着独特的优势，但是由于电离层受到季节、太阳活动影响较大，这样会对短波通信的质量造成一定的影响，比如多径传输会产生符号间干扰导致接收信号失真。面对这种

情况，研究人员探索出很多提升短波通信性能的技术，本文主要介绍自适应均衡技术和信道编码技术，它们即可以单独使用，也可以结合使用。

1 自适应均衡技术

在段波数字通信中，在短波信道的相关带宽信号的调制带宽的情况下，会产生码间干扰，调制信号也会随之展宽。使用均衡技术可以有效消除码间干扰，同时消除其对信道畸变进行补偿，能够在接收端正确地重建发送信号，是一种滤波技术。短波通信信道具有未知性和时变性的特征，所以在设计时，滤波器应该能够对短波信道的改变进行适应和调整，能够自动调节，所以这种技术叫做自适应均衡技术。

自适应均衡技术有两类，第一种是传统的自适应均衡，另一种是盲均衡。其中盲均衡可以用于无法发送训练序列的情况中，也可以应用于实时性要求不高的情况，但是短波数字通信系统对实时性要求较高，所以传统的自适应均衡技术仍然是短波通信的主要技术，其具有高性能的发送训练序列，能够满足短波通信的要求。

传统的自适应均衡需要发送一个训练序列，能够调整自适应均衡器的系数，使其能够在大范围内迅速收敛，也能够保证在均衡过程中用来进行跟踪，能够更加逼近真实的信道。这种方法会降低传输速率，但是这种自适应算法会加快收敛速率，能够达到较好的性能，而且算法易于实现。

在短波数字通信中信道均衡是一个十分重要的问题，数据在传输中会有码间干扰的存在，使接收端的信号产生畸变，一些简单的解调处理不能够很好地恢复发送的数据，有可能会出现错误。为了克服信号失真和码间干扰，信道均衡是最有效的方法，利用信号的先验信息，采用相应的算法估计信道特性，来补偿信号失真，能够使数据在接收端得到正确的重现。由于短波信道的特性，均衡器必须要能够跟踪信道的时变特征，应该使用自适应均衡器。

自适应均衡器有两种工作模式，一种是训练模式，另一种是跟踪模式。发射机首先发射一个定长序列，序列已知，这能够使均衡器在接收机中可以适当地调整设置。典型的训练序列是一个二进制的伪随

机信号，训练序列之后是要传输的数据。自适应均衡器通过一定的算法来评估信道特性，并且对信道作出补偿。设计训练序列要求做到在最差的情况下也能够获得恰当的滤波系数，在训练序列执行完后所获得的滤波系数接近最佳值。接受用户数据时自适应算法能够适应不断变化的信道，不断改变滤波特性。

2 信道编码技术

短波信道是一种衰落信道，短波信道中突发错误是不可忽略的，多径信道的干涉相消会出现大衰落，错误的概率会非常大，纠正这些错误可以使用纠正突发错误的码来实现。

2.1 交织

无线信道的变化相对于符号持续时间来说是缓慢的。典型的移动台在衰落深陷区会持续几十毫秒。一般的码不能纠正大量错误，在使用交织后，每个符号会有独立的衰落，即使有些符号较差，也能够恢复出信息，如果没有交织，有效性会下降很多。交织在与编码结合时能够减少平均误比特率，对于没有编码的系统，交织器仍然能够起到分散突发错误的作用，但是并不能减少平均误比特率。交织会增加传输等待时间，在最大等待时间小于衰落深陷持续时间的情况下，交织器的有效性会大大降低。交织器有两种，一种是分组交织，另一种是卷及交织。前一种与分组编码一起使用，后一种与卷积编码结合使用。

2.2 分组码

最简单的线性分组码是汉明码。分组码将数据源分组，在分组内计算出一个更长的码字并且进行传输，冗余度越高码率越低，纠正错误的概率越强。分组码的理论和实际已经很成熟，已经得到了广泛的使用，但是还存在缺陷，比如分组码是面向数据块的编码方式，要等到整个码字全部接收完毕后才能进行译码，数据块较长时会有较大的系统时延，分组码对于帧同步的要求非常高，也会造成一定的增益损失，所以在低信噪比情况下分组码的纠错能力很弱。

2.3 卷积码

卷积码由连续输入的信息序列得到连续输出的编码序列，利用了各码组的相关性，在编码器的复杂程度相同时，卷积码获得的增益更

大，也能够容易的实现最佳译码。卷积码被广泛的使用在数字通信系统中，发展前景很好，也已经成为了国际卫星通信的标准码。

2.4 级联码

是一种利用短码构造长码的技术，在通信系统和数据存储系统中得到了广泛的应用，能够减小译码的复杂度，获得较高的可靠性。

2.5 Turbo码

也成为并行级联卷积码，将卷积码和随机交织器相结合，实现了随机编码。Turbo码能够接近香农极限的译码性能，抗衰落干扰能力强。

3 总结

自适应均衡技术和信道编码技术能够有效地提高短波数字通信系统的可靠性和有效性，论文首先讨论自适应均衡技术，然后分析了信道编码技术，讨论了这两项技术的特点和具体技术。但是这些技术或多或少还是存在一些问题，所以还需要技术人员的共同努力，改善系统性能，提高系统有效性。

参考文献

[1]蓝富钟.自适应均衡技术在通信中的作用探讨[J].科学与财富，2014，(6)：278-278.

[2]范伟，朱家成，胡飞等.短波自适应通信的信道仿真算法研究[J].通信技术，2013，(2)：19-21.

[3]郑学梅.无线通信的两种自适应均衡算法仿真分析[J].河南科技，2014，(18)：14-15.

作者单位

北京市房山区良乡镇91917部队北京市 102401