宋南瑩

摘要：甚低頻（Very Low Frequency， VLF）是無線電頻譜中極具特點(diǎn)的頻段，在水下通信等領(lǐng)域中具有應(yīng)用廣泛。然而其可靠性依然有著非常多的不足，且深受外界各種因素的干擾。本文在概述和分析甚低頻無線通信技術(shù)特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，研究了甚低頻無線通信的噪聲，最后結(jié)合現(xiàn)代無線通信干擾基本模式，分析了甚低頻通信系統(tǒng)優(yōu)良的抗干擾性能。

關(guān)鍵詞：甚低頻；無線通信干擾；特性

中圖分類號(hào)：TN914.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2018）08-0012-01

1 甚低頻在無線通信中關(guān)鍵特性

甚低頻指的是3-30kHz范圍的無線電磁波，其波長范圍相應(yīng)是10km-100km。其在無線通信中的關(guān)鍵特性可分為甚低頻傳播特性、信道特性等方面。

（1）甚低頻傳播特性：傳播路徑，甚低頻的波長較長；傳播方式：甚低頻傳播方式主要有三種，地波傳播、天波傳播、波導(dǎo)模式傳播，低頻傳播可在地球表面與電離層下邊緣形成的波導(dǎo)里面?zhèn)鞑?；海?地層電磁波的傳播，改變傳播規(guī)律中其衰減特性和相移特性的變化。媒質(zhì)的電磁參數(shù)的不同對(duì)電磁波的傳播的影響不同[2]。

（2）無線甚低頻信道：無線甚低頻通信由于無線通信鏈路很長，到達(dá)接收端的信號(hào)很微弱，并且海水、地層等媒介對(duì)其衰減很大線甚低頻信道特性進(jìn)行分析，所以無線甚低頻信道有時(shí)延大、衰減大的特點(diǎn)。

2 甚低頻無線通信信道噪聲分析

甚低頻外部自然噪聲源主要是大氣中的雷電；有時(shí)也有大量噪聲能量來自外層空間，與太陽擾動(dòng)有關(guān)[3]。在干燥、通風(fēng)環(huán)境下，接收天線和接收機(jī)也會(huì)由于靜電積累或放電而產(chǎn)生一定的噪聲場(chǎng)，甚低頻噪聲干擾主要包括以下幾種。

（1）大氣噪聲。由于大氣放電具備一定的方向性在維度相對(duì)偏高的區(qū)域，其干擾的方向會(huì)伴隨晝夜與季節(jié)的改變而發(fā)生相應(yīng)的改變。

（2）工業(yè)干擾。工業(yè)加工環(huán)節(jié)的電力網(wǎng)、點(diǎn)火設(shè)施等其它的要素均會(huì)導(dǎo)致甚低頻通信產(chǎn)生干擾以上要素影響程度的多少和當(dāng)?shù)卦肼暤拇笮∫约肮╇娤到y(tǒng)有著非常大的關(guān)聯(lián)。

（3）電臺(tái)干擾。和甚低頻通信的運(yùn)行頻率相類似的電臺(tái)所發(fā)出的無線電波同樣會(huì)對(duì)甚低頻通信產(chǎn)生非常大的影響。第一，由于甚低頻通信的使用人員的數(shù)量非常之多。第二，由于甚低頻波段的頻帶自身寬度較窄。

（4）人為干擾。此類具備一定目的性的干擾在軍事領(lǐng)域有著大量的運(yùn)用。最為常見的人為干擾形式包含了單頻、多頻等其它的干擾方式。

3 甚低頻通信對(duì)抗噪聲干擾的性能分析

通信干擾的基本原則是破壞作戰(zhàn)對(duì)象正確接收信息的能力。只要能夠降低或削弱作戰(zhàn)對(duì)象無線通信系統(tǒng)的接收信噪比，就可以使作戰(zhàn)對(duì)象通信裝備失去通信功能。甚低頻抗干擾技術(shù)主要有以下幾種。

（1）跳頻技術(shù)。跳頻技術(shù)是采取擴(kuò)頻碼序列實(shí)施頻移鍵控，以使得載波的頻率不斷的跳動(dòng)改變，進(jìn)而能夠擴(kuò)展頻譜的技術(shù)[4]。跳頻技術(shù)具備非常強(qiáng)的抗干擾能力，當(dāng)前已經(jīng)被大量的應(yīng)用至甚低頻通信抗干擾環(huán)節(jié)之中。通信方對(duì)于所有有效的頻率實(shí)施適應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)射功率，以使得功率能夠適應(yīng)跳頻。

（2）自適應(yīng)技術(shù)。自適應(yīng)技術(shù)是一種最為常見的甚低頻通信抗干擾技術(shù)，此方式經(jīng)過改變系統(tǒng)里面所有的數(shù)據(jù)與架構(gòu)，以達(dá)到系統(tǒng)的改善與增強(qiáng)。在正常狀況之下自適應(yīng)技術(shù)大都運(yùn)用至對(duì)甚低頻通信的鏈路品質(zhì)進(jìn)行定時(shí)分析，并且能夠在同一時(shí)間針對(duì)數(shù)量較多的、不同的鏈路實(shí)施掃描與分析等，同時(shí)創(chuàng)建起具體的鏈路[5]。除此之外，在甚低頻信號(hào)減少之時(shí)其能夠按照具體的需求實(shí)施即時(shí)的更換，以降低外部因素的干擾。

（3）差錯(cuò)控制技術(shù)。檢錯(cuò)碼編碼器將共信息序列編寫為能夠監(jiān)測(cè)錯(cuò)誤的碼，經(jīng)過發(fā)射機(jī)傳遞至信道之中。在傳遞的環(huán)節(jié)里面遭受噪聲所產(chǎn)生的干擾。接收機(jī)接受到相應(yīng)的序列之后，傳遞到譯碼器實(shí)施譯碼判定。如果沒有錯(cuò)誤，便經(jīng)過反饋調(diào)控告知信宿接收序列同時(shí)通過反饋信道將明確信號(hào)反饋至發(fā)送端，發(fā)送端去除最初在存儲(chǔ)器里面所留存的序列。

（4）分集技術(shù)。分集技術(shù)是用于彌補(bǔ)衰退信道所發(fā)生的損耗，其大都運(yùn)用無線傳播環(huán)境里面相同信號(hào)的單獨(dú)樣本間并不相互關(guān)聯(lián)的特征，運(yùn)用相應(yīng)的信號(hào)合并方式對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行完善，已消除衰退所造成的消極影響?？臻g分集技術(shù)能夠避免空間選擇性的衰退，然而分集接收機(jī)間的距離需要符合超過3倍波長的本質(zhì)要求。

4 結(jié)語

甚低頻通信是對(duì)水下潛艇實(shí)施指揮的主要手段，加強(qiáng)對(duì)甚低頻通信可靠性的研究具有十分重要的軍事意義，其能夠滿足自適應(yīng)與抗干擾通信的要求。本文主要對(duì)甚低頻無線通信的背景及技術(shù)進(jìn)行概述，分析了通信中甚低頻傳播、信道特性等特性，并對(duì)其幾種噪聲及其對(duì)抗噪聲性能進(jìn)行研究。總之，甚低頻無線通信仍有大量關(guān)鍵問題需要深入研究，可進(jìn)一步改善系統(tǒng)糾錯(cuò)效果，這樣可以保持在工作深度接收信號(hào)，有利于最大限度發(fā)揮其戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)性能。

參考文獻(xiàn)

[1]王華力，吳燕軍，郝歡，等.甚低頻 Chirp 擴(kuò)頻通信體制及大氣噪聲干擾抑制技術(shù)[J].現(xiàn)代軍事通信，2014，22（4）：8-12.

[2]李永貴，李斌武，干練.無線通信抗接入攻擊能力研究[J].現(xiàn)代軍事通信，2014，22（1）：6-11.

[3]李斌，柳超，董穎輝，等.復(fù)雜大地甚低頻十三塔傘形天線陣的互耦效應(yīng)[J].無線電工程，2015，45（8）：65-68.

[4]周生奎，戴秀超，朱秋明，等.無線衰落信道模擬方法及儀器研制[J].電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2015，（7）：988-994.

[5]Akyildiz I F， Jornet J M， Han C. Terahertz band： Next frontier for wireless communications[J]. Physical Communication，2014，12：16-32.