摘要:短波通信是當前國際上常用的通信手段,其自身具有明顯的特點和優(yōu)勢,隨著通信技術(shù)的越加成熟,短波通信的應用越來月廣泛,重要地位日益凸顯。但是在復雜的電磁通信環(huán)境下,各種各樣的干擾難以避免,而有效抗干擾技術(shù)的采用則是實現(xiàn)其通信系統(tǒng)和裝備可通率增強的重要途徑。本文從抗干擾技術(shù)這一概念出發(fā),并分析短波通信中抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:短波通信 抗干擾技術(shù) 應用 發(fā)展趨勢 分析
中圖分類號:TN97 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)01(b)-0033-01
短波通信具有組網(wǎng)靈活、作用距離遠、價格適中、機動性強等特點,并且不可摧毀的電離層使其的應用范圍十分廣泛。但是隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭中電子站地位的提升,短波通信自身抗干擾能力弱,保密性不強的缺陷逐漸顯現(xiàn)出來,從而影響到短波通信的應用。在未來的信息戰(zhàn)中,空間電磁環(huán)境復雜多樣,電磁干擾呈現(xiàn)出多樣性,這種情況下,就需要抗干擾技術(shù)的應用和創(chuàng)新,來逐步增強短波通信系統(tǒng)自身的抗干擾能力,從而實現(xiàn)其在通信對抗中的高適應力。
1 短波通信中對于抗干擾性能的需求
短波通信本身具有平臺特性和技術(shù)特性,并伴有一定的電磁威脅,這也決定了其對抗干擾能力的需求。結(jié)合實踐主要有如下需求:實現(xiàn)抗干擾和高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化設(shè)計,抗干擾條件下實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸能力的提升;實現(xiàn)高速調(diào)頻,提升抗多徑干擾和跟蹤干擾能力;提高抗阻塞的干擾能力,實現(xiàn)寬帶跳頻;實現(xiàn)跳頻與干擾感相結(jié)合,提升抗干擾的實時性和針對性,要求至少能承受三分之一頻率表以上的頻點干擾;實現(xiàn)跳頻通信和跳頻同步的一體化設(shè)計、更多的間隔猝發(fā)實踐和變參數(shù)的實時跳頻,提高反偵察、抗干擾和抗解惑能力;實現(xiàn)發(fā)射功率同抗干擾體制的有效匹配,提升網(wǎng)間的電測兼容性;實現(xiàn)組網(wǎng)的形式多樣化,提升網(wǎng)系的抗毀和運用能力;實現(xiàn)高抗措施,提升自身對于電磁脈沖的防御力等。以上這些需求在中、大功率的短波電臺中尤為明顯。
2 短波通信中抗干擾關(guān)鍵技術(shù)分析
2.1 頻率合成分析
頻率合成是短波通信中抗干擾的一項關(guān)鍵技術(shù),與電臺性能的好壞有著直接的關(guān)系。長時間的實踐證明,在短波通信中采用DDS技術(shù)就可實現(xiàn)低俗跳頻頻合器。從目前來看,頻合器跳速指標的實現(xiàn)很簡單,其關(guān)鍵就在于低相噪和低雜散的設(shè)計,特別是對于具有較大功率的短波跳頻平臺,直接影響到其網(wǎng)間的兼容性。此外,對于功率較小的短波電臺,還應對低功耗的設(shè)計進行考慮。
2.2 混合擴頻分析
不論是序列擴頻,還是跳時、跳頻,這一技術(shù)在應用中不是受到來自器件的限制,就是其本身技術(shù)的不足造成的。短波頻段不僅限制短波頻率的間隔,難以獲取擴譜的大倍數(shù)增益,而且會導致直擴系統(tǒng)的解擴損失。于此同時,直擴技術(shù)對于遠近效應難以克服,且存在極限跳速的問題。跳頻技術(shù)同直擴技術(shù)具有互補性,缺點與優(yōu)點間形成互補。正因為其這種特性,促進了對于混合擴頻這一抗干擾關(guān)鍵技術(shù)的研究和運用,比如跳頻/直擴、跳時/直擴、跳時/跳頻等新型技術(shù)的應用。
2.3 非擴頻類分析
擴頻類抗干擾技術(shù)指的主要是通過降低信號發(fā)送功率、擴展通信寬帶占用率在頻率域上實現(xiàn)通信系統(tǒng)抗干擾能力的增強。而非擴頻類抗干擾關(guān)鍵技術(shù)則指的主要是在時間、空間域和編碼空間對通信體制常規(guī)抗干擾技術(shù)的探索。這一類抗干擾技術(shù)主要包括:猝發(fā)通信技術(shù)、交織編碼和糾錯編碼、分集技術(shù)、無線電軟件技術(shù)和自適應天線技術(shù)。此外,還有其他的許多抗干擾技術(shù),比如Smart AGC、干擾對消技術(shù)等都為未來短波通信高抗干擾能力的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。
3 短波通信中抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢分析
隨著科學技術(shù)的迅速發(fā)展,短波通信中的抗干擾技術(shù)迅速發(fā)展,短波通信的抗干擾技術(shù)已經(jīng)取得了一些進展和突破,主要從以下幾個方面進行論述。
3.1 全自適應技術(shù)為發(fā)展方向
短波信道易受多徑時延、幅度衰落、天氣變化等因素影響,要保證通信可靠性,需要短波通信系統(tǒng)根據(jù)短波信道的變化自適應地改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)。隨著技術(shù)的發(fā)展,單一自適應技術(shù)必將被全自適應技術(shù)所替代。在未來新的高信息化時代,主要的通信技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的通信,而單一的自適應技術(shù)卻難以滿足這一需求,自適應技術(shù)同智能天線、自適應天線、空分編碼、多輸入多輸出、數(shù)字波束及軟件天線等技術(shù)有機整合,共同構(gòu)成全自適應短波通信技術(shù),現(xiàn)在的短波自適應通信技術(shù),主要是指頻率自適應技術(shù),而未來的短波自適應通信技術(shù)應該是全方位的,包括自適應選頻與信道建立技術(shù)、傳輸速率自適應技術(shù)、自適應信道均衡技術(shù)、自適應天線技術(shù)等。
3.2 高速調(diào)制解調(diào)技術(shù)
高速數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)技術(shù)是高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮诵募夹g(shù)之一。在信道有效帶寬不變的情況下,采用多進制調(diào)制方式也可以提高衛(wèi)星通信鏈路的數(shù)據(jù)傳輸能力。目前廣泛應用的窄帶短波電臺的調(diào)制解調(diào)器有串行和并行兩種體制,串行體制使用單載波調(diào)制發(fā)送信息,目前最高速率為9.6kbit/s,對均衡的要求很高;并行體制是將發(fā)送的數(shù)據(jù)并行分配到多個子載波上傳輸,傳統(tǒng)的并行體制中各個子載波在頻譜上互相不重疊,在接收端用濾波器組來分離各個子信道,各個子信道之間要留有保護頻帶。這種頻帶利用率低,目前最高速率僅為2.4kbit/s,而且設(shè)置多個濾波器也有難度。正交頻分復用(0rthogonalFrequency Division Multiplexing,OFDM)調(diào)制方式以其傳輸速率快、頻帶利用率高和抗多徑能力強等優(yōu)點越來越受到人們的重視,也開始逐步被應用于短波通信領(lǐng)域。
3.3 抗干擾技術(shù)體制向?qū)拵Оl(fā)展
短波通信抗干擾能力的提升,需要增加信號寬度和提高自身跳頻速率來實現(xiàn)。但是傳統(tǒng)形式上采用的交織、糾錯、加密等措施,使得信息有效地傳輸速率減弱。因此,為了實現(xiàn)信息有效傳輸速率的提升,增加信道寬帶和短波信道的頻率是一個必然的趨勢。
此外,短波通信抗干擾技術(shù)發(fā)展的趨勢還包括軟件無線電由數(shù)字化向軟件化轉(zhuǎn)變、隨機性擴頻碼序列更優(yōu)及由單一鏈路想綜合性網(wǎng)系的方向發(fā)展。
4 結(jié)語
信息技術(shù)的高速發(fā)展,為短波通信抗干擾能力的提升注入了新的活力,抗干擾和自適應能力都不斷進行著改進。隨著抗干擾技術(shù)應用的日漸成熟,短波通信中抗干擾技術(shù)將進一步提高升,以實現(xiàn)短波通信的長足發(fā)