韓吉霞+宋紀(jì)元+李浩亮

摘要：本篇文章將VMSK和VWDK作為代表對于超窄帶的高效調(diào)制進(jìn)行了闡述，進(jìn)而提出了對于傳輸帶寬進(jìn)行壓縮的縮頻的通信領(lǐng)域的體制的創(chuàng)新應(yīng)用，還對于這方面可能用到的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：通信領(lǐng)域；縮頻應(yīng)用；超窄帶；調(diào)制的高效

通信在發(fā)展過程中，應(yīng)該注意對于頻率這種寶貴資源最大成度的研究與應(yīng)用，比如對于頻譜的傳輸能不能最大限度的實(shí)現(xiàn)、通信系統(tǒng)在縮頻體制能否實(shí)現(xiàn)、該體制如果實(shí)現(xiàn)有什么特點(diǎn)、又如何可以更好的實(shí)現(xiàn)、發(fā)展的前景會(huì)不會(huì)好等等。超窄帶在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用本身作為一種科學(xué)技術(shù)，值得我們對以上問題進(jìn)行研究，但是要注意將辯證法作為基礎(chǔ)。

1 頻譜壓縮的最大上限

當(dāng)下人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到擴(kuò)展頻譜對于通信的好處，不僅如此擴(kuò)頻通信已經(jīng)被廣泛的投入應(yīng)用，更甚至現(xiàn)在人們在追求頻譜的進(jìn)一步變寬的超寬帶的通信應(yīng)用。通過發(fā)送超窄的脈沖串來達(dá)到超窄的波形在時(shí)域中對應(yīng)的超寬的帶寬最終實(shí)現(xiàn)超寬帶基帶。而這其中的很多時(shí)間會(huì)產(chǎn)生空白的噪聲也就是我們所說的和時(shí)域相關(guān)的沖激函數(shù)相對應(yīng)的無線的帶寬；還有一種情況是緊縮成一條不是零的頻譜線（它是由信號(hào)頻譜轉(zhuǎn)化而來的），在理論上講寬帶為零時(shí)會(huì)導(dǎo)致能量的高度集中，此時(shí)由于原本的時(shí)域形狀的波形轉(zhuǎn)化為一個(gè)單純的正弦波而導(dǎo)致這種情況下無法進(jìn)行有效信息的傳遞。

假如由時(shí)域形狀的波形無限延伸而產(chǎn)生的單純正弦波的頻率可以一直保持一個(gè)固定值，只有相位、波形、對稱性或者形狀發(fā)生很小的變化，這種情況下的頻譜的能量依舊大多數(shù)都集中在載頻上面，與此同時(shí)波形兩旁也會(huì)有和隨機(jī)的抖動(dòng)相對應(yīng)的連續(xù)譜出現(xiàn)，除此之外還會(huì)出現(xiàn)離散譜線在載頻率的和諧波處，以上的一切都是對于信號(hào)和數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析后才得出的結(jié)果。諧波的離散譜和連續(xù)普由于波形的形狀抖動(dòng)不是很大的原因，這兩者的能量遠(yuǎn)不及載頻的能量。因此，如果可以使有用信息對載波的波形狀的微小抖動(dòng)進(jìn)行控制的話，就可以使用于信息傳遞的頻譜得到最大程度的壓縮，與擴(kuò)頻通信密切相關(guān)的、形成明顯對比的縮頻通信技術(shù)也會(huì)隨之實(shí)現(xiàn)。

2 超窄帶的現(xiàn)實(shí)意義

窄帶傳輸或者超窄代的信息傳輸是縮頻最終的目的。在通信的傳統(tǒng)模式當(dāng)中，即使使用了窄帶信息傳輸也是經(jīng)過調(diào)制后的一邊的用于傳輸?shù)膸挶刃盘?hào)基本帶的帶寬要窄。在數(shù)字通信領(lǐng)域當(dāng)中，特別是在網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)信息傳輸過程中，大家對于帶寬這個(gè)詞常常沒有一個(gè)準(zhǔn)確的理解和定位，在很多人看來帶寬就是高速。但是事實(shí)上并不是這樣，數(shù)字傳輸在一定程度上是實(shí)現(xiàn)了信息的高速傳播，然而一旦技術(shù)落后無法作為高速傳輸?shù)臈l件，帶寬就無法實(shí)現(xiàn)相關(guān)的高速；甚至對調(diào)制方法的高效方面來講，帶寬就不是高速的必須的條件。因此會(huì)有一個(gè)考核的指標(biāo)，就是在每個(gè)頻帶里傳輸?shù)拇a率。

到底什么才是超窄帶，對于這個(gè)全世界都沒有準(zhǔn)確的定義，但是有一個(gè)基本前提是對于頻帶的利用率大于十一B每秒每赫茲。但是通信領(lǐng)域里喜歡把本來的稍微多一點(diǎn)說成是遠(yuǎn)大于的特性，所以窄帶和甚窄帶通信，本文所說的只是頻帶的利用率應(yīng)該大于三十B每秒每赫茲。

3 關(guān)于超窄帶能否實(shí)現(xiàn)

根據(jù)與信道相關(guān)的容量公式得知，現(xiàn)在的通信設(shè)備對于頻帶的利用尚達(dá)不到那么高的要求、那么高的功率。所以，在傳統(tǒng)上的信息論和經(jīng)典的通信理論，超窄帶只能是想想而無法實(shí)現(xiàn)。為了解決相關(guān)問題，為了將頻帶的利用率提高，要求我們將數(shù)字信號(hào)的調(diào)制也提高，達(dá)到模擬當(dāng)中的信道效率。現(xiàn)在的有關(guān)調(diào)制技術(shù)是最大程度上的增加空間信號(hào)的點(diǎn)數(shù)。

4 關(guān)于超窄帶通信現(xiàn)在面臨的問題和設(shè)計(jì)思路

如果可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸?shù)拇a率和通信載頻在數(shù)據(jù)上相等話，就可以實(shí)現(xiàn)超窄帶的基本設(shè)計(jì)技術(shù)，這其中的關(guān)鍵又是最大程度的縮減已經(jīng)被調(diào)制的載波的帶寬。這在很多人看來是一種很傳統(tǒng)的方式，這在通信工程師和科學(xué)家等專業(yè)人士眼中又太過于簡單和經(jīng)典，對這種方式的可操作性進(jìn)行懷疑。

在這種方法的指導(dǎo)下，美國進(jìn)行進(jìn)一步研究，最后取得了成果并且實(shí)現(xiàn)了較高的頻帶的利用率。這在現(xiàn)在已經(jīng)成為美國的一項(xiàng)調(diào)制的專利，現(xiàn)下已經(jīng)廣泛的應(yīng)用了，這種技術(shù)對于當(dāng)下的發(fā)展中國家包括我國的市場的搶占情況已經(jīng)十分嚴(yán)重。這種技術(shù)的信號(hào)在矩形波和三角波的基礎(chǔ)上經(jīng)過過濾之后才會(huì)成形，這種調(diào)制方式很高效，關(guān)鍵在于讓已經(jīng)調(diào)制的信號(hào)和正弦信號(hào)保持最大相似度。

5 超窄帶在實(shí)際通信中的應(yīng)用

主要應(yīng)用于帶寬不夠的信道，可以實(shí)現(xiàn)功率較大的應(yīng)用。主要有以下的應(yīng)用：

第一，應(yīng)用于現(xiàn)代新型軍事通信領(lǐng)域的干擾，與之相關(guān)的技術(shù)以及變成現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際應(yīng)用，沖擊著原有、傳統(tǒng)的通信觀念、理論和應(yīng)用，在現(xiàn)在的新型軍事通信領(lǐng)域的抗干擾的方面有很多的應(yīng)用前景，比如：偽裝和示例、利用富裕的碼率進(jìn)行的強(qiáng)力糾錯(cuò)、最低限通信和帶內(nèi)擴(kuò)頻、信息隱藏等。

第二，應(yīng)用于新型的廣播和通信體制，移動(dòng)通信中的多媒體業(yè)務(wù)是不會(huì)相互對稱的，它往往都是高速的，來實(shí)現(xiàn)各個(gè)角落的高速網(wǎng)絡(luò)下載，上行卻只用有低俗的語音就好。下行功率能夠絕對保證主要是因?yàn)樗怯苫景l(fā)射，但是上行由移動(dòng)終端發(fā)射，功率不能夠得到保證，所以需要一種新的體制來保證效率。除此以外，無線的廣播電臺(tái)、電視臺(tái)的載頻沒有信息的攜帶，可是擁有很高的功率，可以從這個(gè)角度解決上述的問題。

第三，應(yīng)用于接入的高速性和增加系統(tǒng)的容量，使用相關(guān)的電纜增容，已達(dá)成上網(wǎng)速度的提升和傳輸速率的增加。

第四，應(yīng)用于信道的帶寬受到限制的，潛水艇在水下的報(bào)文傳輸常常借助于低頻傳輸或者是超聲波傳輸，主要是因?yàn)殡姶挪ㄔ谒碌乃p。這就導(dǎo)致了傳輸效率的低下。除此之外，短波具有廣大區(qū)域的覆蓋性，可是其帶寬窄、信道的條件差，因此傳輸速率也不是很高，使用高速短波來進(jìn)行傳輸，可以達(dá)到圖像的傳輸。與之相似的還有高數(shù)據(jù)的電力線傳輸。

6 結(jié)論

縮頻和擴(kuò)頻相對應(yīng)，超窄帶和超寬帶成為兩種通信的極端特例，硬件的制作和技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上，后者可能更容易一些，然而前者的理論更加耐人尋味，對通信領(lǐng)域的影響和改變也將更大。

作者簡介：

韓吉霞（1995—），女，漢族，黑龍江省肇東人，電氣工程學(xué)院專業(yè)，自動(dòng)化。