數字通信技術論文

數字通信技術論文

　　數字通信是一種用數字信號作為載體來傳輸信息的通信方式。下面是學習啦小編整理的數字通信技術論文，希望你能從中得到感悟!

　　數字通信技術論文篇一

　　短波數字通信系統關鍵技術探討

　　摘要：短波數字通信具有眾多優點，比如機動性好、通信距離遠、生存能力強等，其在許多領域中都有應用，尤其是在軍事領域中有著重要的應用。但是短波通信中容易受到電離層騷動的影響，其通信信道有時變的特性，導致了短波通信的可靠性差。為了改變這種現象，人們研究出了一些技術來提升短波通信的性能，其中就包括自適應均衡技術和信道編碼技術。本文先介紹了短波通信的特性，然后再分析探討自適應均衡技術和信道編碼技術對短波通信的改善。

　　【關鍵詞】短波通信 主要技術

　　短波通信技術機動性好、通信距離遠、生存能力強、經濟有效，雖然目前衛星通信以及其他的通信技術發展的十分迅速，但是短波通信由于其優良的特性沒有被時代淘汰掉。短波通信技術和計算機技術相結合，能夠使短波通信在實施信道估算、自適應天線陣列等技術得到了很大的進步。短波通信的目標小，在戰爭爆發時，短波通信基站不易被摧毀，而衛星通信所使用的衛星極易被摧毀，所以在戰爭中短波通信的可靠性較高。與其他的技術相比，短波通信的成本低、體積小、便于移動，在軍事上使用的范圍更廣。短波通信能夠實現全球通信，在低緯度地區時可用的頻段較寬，可用頻率較高，受到其他因素影響較大。在電離層中，短波通信有著獨特的優勢，但是由于電離層受到季節、太陽活動影響較大，這樣會對短波通信的質量造成一定的影響，比如多徑傳輸會產生符號間干擾導致接收信號失真。面對這種情況，研究人員探索出很多提升短波通信性能的技術，本文主要介紹自適應均衡技術和信道編碼技術，它們即可以單獨使用，也可以結合使用。

　　1 自適應均衡技術

　　在段波數字通信中，在短波信道的相關帶寬信號的調制帶寬的情況下，會產生碼間干擾，調制信號也會隨之展寬。使用均衡技術可以有效消除碼間干擾，同時消除其對信道畸變進行補償，能夠在接收端正確地重建發送信號，是一種濾波技術。短波通信信道具有未知性和時變性的特征，所以在設計時，濾波器應該能夠對短波信道的改變進行適應和調整，能夠自動調節，所以這種技術叫做自適應均衡技術。

　　自適應均衡技術有兩類，第一種是傳統的自適應均衡，另一種是盲均衡。其中盲均衡可以用于無法發送訓練序列的情況中，也可以應用于實時性要求不高的情況，但是短波數字通信系統對實時性要求較高，所以傳統的自適應均衡技術仍然是短波通信的主要技術，其具有高性能的發送訓練序列，能夠滿足短波通信的要求。

　　傳統的自適應均衡需要發送一個訓練序列，能夠調整自適應均衡器的系數，使其能夠在大范圍內迅速收斂，也能夠保證在均衡過程中用來進行跟蹤，能夠更加逼近真實的信道。這種方法會降低傳輸速率，但是這種自適應算法會加快收斂速率，能夠達到較好的性能，而且算法易于實現。

　　在短波數字通信中信道均衡是一個十分重要的問題，數據在傳輸中會有碼間干擾的存在，使接收端的信號產生畸變，一些簡單的解調處理不能夠很好地恢復發送的數據，有可能會出現錯誤。為了克服信號失真和碼間干擾，信道均衡是最有效的方法，利用信號的先驗信息，采用相應的算法估計信道特性，來補償信號失真，能夠使數據在接收端得到正確的重現。由于短波信道的特性，均衡器必須要能夠跟蹤信道的時變特征，應該使用自適應均衡器。

　　自適應均衡器有兩種工作模式，一種是訓練模式，另一種是跟蹤模式。發射機首先發射一個定長序列，序列已知，這能夠使均衡器在接收機中可以適當地調整設置。典型的訓練序列是一個二進制的偽隨機信號，訓練序列之后是要傳輸的數據。自適應均衡器通過一定的算法來評估信道特性，并且對信道作出補償。設計訓練序列要求做到在最差的情況下也能夠獲得恰當的濾波系數，在訓練序列執行完后所獲得的濾波系數接近最佳值。接受用戶數據時自適應算法能夠適應不斷變化的信道，不斷改變濾波特性。

　　2 信道編碼技術

　　短波信道是一種衰落信道，短波信道中突發錯誤是不可忽略的，多徑信道的干涉相消會出現大衰落，錯誤的概率會非常大，糾正這些錯誤可以使用糾正突發錯誤的碼來實現。

　　2.1 交織

　　無線信道的變化相對于符號持續時間來說是緩慢的。典型的移動臺在衰落深陷區會持續幾十毫秒。一般的碼不能糾正大量錯誤，在使用交織后，每個符號會有獨立的衰落，即使有些符號較差，也能夠恢復出信息，如果沒有交織，有效性會下降很多。交織在與編碼結合時能夠減少平均誤比特率，對于沒有編碼的系統，交織器仍然能夠起到分散突發錯誤的作用，但是并不能減少平均誤比特率。交織會增加傳輸等待時間，在最大等待時間小于衰落深陷持續時間的情況下，交織器的有效性會大大降低。交織器有兩種，一種是分組交織，另一種是卷及交織。前一種與分組編碼一起使用，后一種與卷積編碼結合使用。

　　2.2 分組碼

　　最簡單的線性分組碼是漢明碼。分組碼將數據源分組，在分組內計算出一個更長的碼字并且進行傳輸，冗余度越高碼率越低，糾正錯誤的概率越強。分組碼的理論和實際已經很成熟，已經得到了廣泛的使用，但是還存在缺陷，比如分組碼是面向數據塊的編碼方式，要等到整個碼字全部接收完畢后才能進行譯碼，數據塊較長時會有較大的系統時延，分組碼對于幀同步的要求非常高，也會造成一定的增益損失，所以在低信噪比情況下分組碼的糾錯能力很弱。

　　2.3 卷積碼

　　卷積碼由連續輸入的信息序列得到連續輸出的編碼序列，利用了各碼組的相關性，在編碼器的復雜程度相同時，卷積碼獲得的增益更大，也能夠容易的實現最佳譯碼。卷積碼被廣泛的使用在數字通信系統中，發展前景很好，也已經成為了國際衛星通信的標準碼。

　　2.4 級聯碼

　　是一種利用短碼構造長碼的技術，在通信系統和數據存儲系統中得到了廣泛的應用，能夠減小譯碼的復雜度，獲得較高的可靠性。

　　2.5 Turbo碼

　　也成為并行級聯卷積碼，將卷積碼和隨機交織器相結合，實現了隨機編碼。Turbo碼能夠接近香農極限的譯碼性能，抗衰落干擾能力強。

　　3 總結

　　自適應均衡技術和信道編碼技術能夠有效地提高短波數字通信系統的可靠性和有效性，論文首先討論自適應均衡技術，然后分析了信道編碼技術，討論了這兩項技術的特點和具體技術。但是這些技術或多或少還是存在一些問題，所以還需要技術人員的共同努力，改善系統性能，提高系統有效性。

　　參考文獻

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　　[2]范偉，朱家成，胡飛等.短波自適應通信的信道仿真算法研究[J].通信技術，2013，(2)：19-21.

　　[3]鄭學梅.無線通信的兩種自適應均衡算法仿真分析[J].河南科技，2014，(18)：14-15.

　　作者單位

　　北京市房山區良鄉鎮91917部隊 北京市 102401

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