第五章短波通信系统5-3

1、5.2 5.2 短波单边带通信技术短波单边带通信技术第五章第五章 短波通信系统短波通信系统5.1 5.1 现代短波通信概述现代短波通信概述5.4 5.4 短波跳频通信技术短波跳频通信技术5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念1. 1. 何谓短波自适应通信何谓短波自适应通信采用自适应技术的短波通信称为短波自适应采用自适应技术的短波通信称为短波自适应通信。通信。2. 2. 短波自适应短波自适应广义而言，包括自适应选频、自适应广义而言，包括自适应选频、自适应跳频、跳频、自适应功率控制、自适应数据速率、自适应调零自适

2、应功率控制、自适应数据速率、自适应调零天线、自适应调制解调、自适应均衡、自适应网天线、自适应调制解调、自适应均衡、自适应网管等管等技术的短波通信称为短波自适应通信。技术的短波通信称为短波自适应通信。窄义而言，短波自适应主要指频率自适应。窄义而言，短波自适应主要指频率自适应。5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念2. 2. 频率自适应技术频率自适应技术 实时、最佳地调整系统参数以适应信实时、最佳地调整系统参数以适应信道的变化道的变化 准确、实时地探测和估算短波信道特准确、实时地探测和估算短波信道特性（实时信道估值：性（实时信道估值：RTCE）一种通过在通信过程中

3、不断测试短波信道的一种通过在通信过程中不断测试短波信道的传输质量、实时选择最佳工作频率、保证短波通传输质量、实时选择最佳工作频率、保证短波通信链路始终在传输条件较好的信道上的自适应技信链路始终在传输条件较好的信道上的自适应技术。术。5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念3. 3. 频率自适应的作用频率自适应的作用有效地克服有效地克服“静区静区”效应效应有效地减小衰落的影响有效地减小衰落的影响有利于短波通信业务范围有利于短波通信业务范围有效地提高系统的抗干扰的能力有效地提高系统的抗干扰的能力5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.3.1 5.3.

4、1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统5.3.4 5.3.4 自适应选频对通信质量的改善自适应选频对通信质量的改善5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术一、实时信道估值一、实时信道估值(RTCE)的基本概念的基本概念二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类三、三、RTCE技术技术一、一、RTCERTCE的基本概念的基本概念1. RTCE的定义的定义实时测量一组信道参数并利用得到的参数实时测量一组信道参数并利用得到的参数值来定量描述信道的状态和对传输某种

5、通信业值来定量描述信道的状态和对传输某种通信业务的能力。务的能力。2. RTCE实施方法的一般描述实施方法的一般描述从特定的通信模型出发，实时处理到达收从特定的通信模型出发，实时处理到达收端的不同频率的信号，并根据获得的信道参数端的不同频率的信号，并根据获得的信道参数和对通信质量的要求和对通信质量的要求，选择线路损耗小、传播选择线路损耗小、传播模式少，噪声较小的频率和频段供通信使用。模式少，噪声较小的频率和频段供通信使用。可利用的信道参数可利用的信道参数 信号能量信号能量 信噪比信噪比 误码率误码率 多径时延多径时延 多普勒频移多普勒频移 衰落特征衰落特征 干扰分布干扰分布 基带频谱基带频谱

6、谐波失真谐波失真一、一、RTCERTCE的基本概念的基本概念3. 3. 对对RTCERTCE的要求的要求准确！准确！研究表明：只需对通信影响大的研究表明：只需对通信影响大的信噪比信噪比、多径时延多径时延和和误码率误码率进行测量，就可以较全面地进行测量，就可以较全面地反应信道的质量。反应信道的质量。快速！快速！二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类1. 1. 按实时选频的功能分按实时选频的功能分 不含通信功能的专用探测系统（频率管理）不含通信功能的专用探测系统（频率管理） 有探测及通信功能的短波自适应通信系统有探测及通信功能的短波自适应通信系统2. 2. 根据是否发射探测信号分根据是否发射

7、探测信号分 主动式实时选频系统主动式实时选频系统 被动式实时选频系统被动式实时选频系统二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类3. 按所采用的按所采用的RTCE技术分技术分 脉冲探测脉冲探测RTCE实时选频系统实时选频系统 啁啾啁啾(chirp)探测实时选频系统探测实时选频系统 多音连续波体制实时选频系统多音连续波体制实时选频系统 8移频键控体制实时选频系统移频键控体制实时选频系统 CHEC探测实时选频系统探测实时选频系统 导频探测实时选频系统导频探测实时选频系统 干扰重心频率干扰重心频率(ICF)实时选频系统实时选频系统脉冲探测RTCE1. 1. 基本原理基本原理发端在一组离散频率上发射

8、高能量的窄发端在一组离散频率上发射高能量的窄脉冲信号，收端同步地接收脉冲信号，通过脉冲信号，收端同步地接收脉冲信号，通过数据处理系统计算出每个频率的信道质量，数据处理系统计算出每个频率的信道质量，从而选出最佳通信频率。从而选出最佳通信频率。 信噪比、时延展宽、多普勒频移等。信噪比、时延展宽、多普勒频移等。2. 2. 测量参数测量参数脉冲探测RTCE3. 3. 确定最佳频段的基本方法和原则确定最佳频段的基本方法和原则利用由探测系统得到的电离图，在单模利用由探测系统得到的电离图，在单模式传播区域内选择工作频率。式传播区域内选择工作频率。 当所得到的电离图不存在单模式传播区当所得到的电离图不存在单模

9、式传播区域时，可选择多径时延最小的区域。域时，可选择多径时延最小的区域。tp0f1f2f3fm-1fmmode1mode2mode3单模式传播区单模式传播区4. 4. 卡斯自动选频和预报系统卡斯自动选频和预报系统卡斯系统是工作于远距离短波通信网干线卡斯系统是工作于远距离短波通信网干线上，为公共用户提供实时选频。上，为公共用户提供实时选频。 每隔每隔1010分钟出一份频率质量等级表。分钟出一份频率质量等级表。测量信噪比、时延展宽、多普勒频移等参测量信噪比、时延展宽、多普勒频移等参数，数，再根据通信系统性能的数学模型，通过计再根据通信系统性能的数学模型，通过计算机处理得出误码率及其对应的频率质量等

10、级算机处理得出误码率及其对应的频率质量等级表表。脉冲探测RTCE卡斯系统的频率质量等级表卡斯系统的频率质量等级表频频 率率质量等级质量等级信噪比信噪比延时展宽延时展宽（ms）误码率误码率780001.2810-76240080001.281.7610-6580024001.762.5610-541608002.563.8410-43321603.846.1610-325326.169.3510-2159.3510-1卡斯实时选频系统原理框图卡斯实时选频系统原理框图卡斯系统的工作过程卡斯系统的工作过程 第一次探测第一次探测 每每400ms400ms以以200kHz200kHz为间隔变换频率发、收

11、为间隔变换频率发、收探测脉冲，探测脉冲，8080个频点，起始频率可任设。个频点，起始频率可任设。发收端均转入噪声测量发收端均转入噪声测量, 80, 80个频点每个频点每3 3秒秒变换一次。发端记忆背景噪声大的频点。变换一次。发端记忆背景噪声大的频点。 噪声测量噪声测量 第二次探测第二次探测 扣除噪声大的频点再次探测并数据处理。扣除噪声大的频点再次探测并数据处理。调频连续波(啁啾)探测RTCE1. 1. 探测信号探测信号这种方式的探测信号为调频连续波这种方式的探测信号为调频连续波扫频信号。扫频信号。 收发频率扫描精确同步！收发频率扫描精确同步！ 2. 2. 基本原理基本原理假定探测信号经单径模式

12、传输到接收端，假定探测信号经单径模式传输到接收端，且在所有频点上时延均相同为且在所有频点上时延均相同为 ，则：，则：0p fLotfRt0p0f(接收机本振频率接收机本振频率)fR：接收探测信号接收探测信号差拍频率差拍频率f0与传输时延成正比！与传输时延成正比！调频连续波(啁啾)探测RTCE一般情况下，信道传输模式可能不是单一般情况下，信道传输模式可能不是单径，不同频点上的时延也不相同。径，不同频点上的时延也不相同。2. 2. 基本原理基本原理但通过但通过对接收机混频后的差拍信号进行对接收机混频后的差拍信号进行频谱分析，频谱分析，可以测量出信道的多径模式，这可以测量出信道的多径模式，这是因为差

13、拍频率与传输时延成正比。是因为差拍频率与传输时延成正比。调频连续波(啁啾)探测RTCE以上是比较极端的情况。以上是比较极端的情况。3. 3. 测量参数测量参数多径时延多径时延4. 4. 确定最佳工作频率的原则确定最佳工作频率的原则信号强度信号强度接近最高观测频率（接近最高观测频率（MOFMOF） 具有较高的接收信号电平具有较高的接收信号电平尽可能单模式传输尽可能单模式传输调频连续波(啁啾)探测RTCE5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统5.3.4

14、5.3.4 自适应选频对通信质量的改善自适应选频对通信质量的改善5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统一、短波自适应选频的三个环节一、短波自适应选频的三个环节 线路质量分析线路质量分析(LQA)对信道测量、统计分析、评分和排序。对信道测量、统计分析、评分和排序。 自动线路建立自动线路建立(ALE)a. 主呼台选择性呼叫主呼台选择性呼叫b. 被呼台预置信道扫描被呼台预置信道扫描通信线路建立通信线路建立 自动转换信道自动转换信道监测信道质量，需要时自动转换。监测信道质量，需要时自动转换。5.3.3 5.3.3 短波自适应通信

15、系统短波自适应通信系统二、自适应通信系统的组成及各部分的功能二、自适应通信系统的组成及各部分的功能实现自适应实现自适应通信的核心通信的核心5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制2020世纪世纪8080年代以来，计算机、移动通信年代以来，计算机、移动通信和微电子的迅猛发展促进了短波通信技术和和微电子的迅猛发展促进了短波通信技术和装备的更新换代。特别是微处理器技术、装备的更新换代。特别是微处理器技术、DSPDSP技术、自适应技术、扩频技术等现代信技术、自适应技术、扩频技术等现代信息技术的应用，大大提高了短波通信的质量息技术的应用，大大提高了短波通信的质量和数据传输速率，增

16、强了自动化和开展新业和数据传输速率，增强了自动化和开展新业务的能力，提高了自适应和抗干扰能力，形务的能力，提高了自适应和抗干扰能力，形成了现代短波通信新技术和新体制成了现代短波通信新技术和新体制。5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制1. 现代短波信道技术现代短波信道技术短波自适应技术短波自适应技术短波通信电子防御技术短波通信电子防御技术2. 现代短波通信终端技术现代短波通信终端技术多音并行调制技术多音并行调制技术单音串行调制技术单音串行调制技术格状编码调制技术格状编码调制技术多载波正交频分复用多载波正交频分复用(OFDM)调制技术调制技术5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制3.短波通信装备数字化与网络技术短波通信装