电子地磅短波数字通信系统关键技术探析

电子地磅短波数字通信系统在军事领域应用尤为广泛，它的主要优点为远距离通信、机动性好等，短波通信的缺点表现在其稳定性和可靠性比较差，原因是短波信道在通信时易受电离层干扰。为了提高信号的质量和链路的性能，本文将主要探析短波数字通信系统的自适应均衡和信道编码这两种关键技术。

短波数字通信系统被认为是最优的远程通信系统， 即使很远的距离也能保持通信，且机动性好、顽存性强。 短波数字通信因受电离层的干扰其在稳定性和可靠性方面性能很差。例如要想通过多径传输来传输高速数据时， 会因为信号间的干扰作用造成接收到的信号在某种程度上失真。 本文主要研究消除或减少这种数据失真的关键技术。

一、 短波数字通信系统的关键技术

1.自适应均衡技术

数字通信系统中所涉及到的关键性问题就是信道均衡，数据在信道的传授过程中因受到码间干扰的作用导致接受到的信号严重失真， 对数据码只做简单的调制解调无法高度还原所发送的数据。 为了解决码间干扰造成信号失真的问题，信道均衡无疑是最佳的方法。 信道均衡的基本原理是采用某种算法对传输信号的先验信息进行估计得出信道的特性， 从而补偿失真的信号，使得在接收数据时能够将其准确的复原。

自适应均地磅是指设计的短波信道均衡器能够根据信道响应的时变性对其进行自我调节。 这是因为只有当信号的调制带宽小于短波信道的相对带宽时调制的信号才是正常的，否则就会出现码间干扰的现象，导致调制信号被展宽。 自适应均衡技术就是为了解决码间干扰的问题， 使信号接收端能够正确还原发送的信号的一种过滤技术。

自适应均地磅主要有训练模式和跟踪模式两种工作方式。 首先当发射机发射的是一个已知的、定长的序列时，接收机中的均地磅就会自动调节设置，使 BER 达到最小值。 典型的训练序列通常是由二进制码组成的随机信号， 或者是预先已经指定好的比特流。 跟随训练序列之后要进行用户数据的传输。 这时内嵌于接受机中自适应均地磅则通过运用递归算法对信道特性进行评估， 而且还会通过修正滤波器系数的方式对信道进行补偿。 设计训练序列的目标是无论信道条件有多差， 自适应均地磅都能通过这个训练序列的到最佳的滤波系数。 这样就可以在整个序列被传输完成后，自适应均地磅获得的滤波系数更加接近理想值。 而在接受数据的时候，自适应均地磅就可以通过算法对信道的变化进行实时跟踪。 通过这样的处理方式，自适应均地磅的滤波特性得到不断的改进。 当自适应均衡器能够很好的训练后， 我们就认为它的收敛性已经很好了。

自适应均衡技术主要由传统自适应均衡和盲均衡两类组成， 其中盲均衡适用于没有办法发送训练列和对实时性的要求并不是太高的情况下， 这与短波通信系统对实时性的要求不符， 因此传统自适应均衡技术是我们需要研究的主要短波关键技术。

2.信道编码技术

在短波通信的过程中， 噪声和衰落是两种最常见的干扰因素， 信号在传输的过程中因受这两大因素的影响导致信号失真。 为了提高短波通信系统的性能，纠错编码技术是一种比较常见的用来纠正信号传输过程中出现错误的技术。

短波信道是一种衰落信道， 当多径分量出现大衰落时，信道发生的错误概率大大提升。 这时我们就要对信道进行编码来纠正信道发生的错误或者分散错误的突发结构。 信道编码主要有以下几种形式：交织、分组码、卷积码、级联码和 Turbo 码等。

（1）交织 ：相比于符号的持续时间来说 ，无线信道的变化过程则显得有些缓慢， 当信道处于一个衰落深陷区时大约会持续 10～100ms，这种情况会造成比特的严重衰减。 对于这种错误率比较大的情况，使用一般的编码方式根本就无济于事。但是使用交织就不同了， 码字中的每个比特都会变成独立衰落的情况， 利用码内的冗余信息就足够能将原来的信息还原出来。 但是如果不使用交织技术，码的有效性会差很多。

（2）分组码 ：分组码主要是对数据源进行分组 ，然后对每一组数据源都要计算出一个更长的码字并将其传输， 码率越低，信道冗余度越高，纠正错误的概率就越强大。

（3）卷积码：卷积码是一种将连续的输入序列转化成连续的输出编码序列，卷积码充分考虑了各组码之间的相关性。

（4）级联码：级联码是一种能够将短分量码构建成长码的技术。 它是非二进制码和二进制码进行单级级联的一种编码形式。

（5）Turbo 码：Turbo 码是一种将卷积码和交织有机结合的一种随机编码技术。

二、总结

为了提高短波数字通信系统的性能，提高其稳定性和可靠性，本文介绍了短波数字通信系统的两大关键技术，即自适应均衡技术和编码技术。 并分别针对自适应均衡技术和编码技术进行了详细的介绍，其中自适应均衡技术解决了码间的干扰问题，是传输的数据信号能够正确的被还原成初始数据。 而编码技术才是针对数据失真，采用某种算法将数据还原的方式。

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