基于非连续频谱的短波传输技术研究

魏红星

（作者单位：新疆广电局节目传输中心9169台）



基于非连续频谱的短波传输技术研究

魏红星

（作者单位：新疆广电局节目传输中心9169台）

摘 要：以短波传输技术为主题，探讨在非连续频谱、短波通信的联合问题。首先对短波及短波传输技术进行了简要概述；主要探讨了非连续频谱的概念、特点、应用的OFDM技术；重点说明了非连续频谱OFDM发送接收系统的原理、流程与不足，并提出了解决峰均比过高的问题，对优化波形进行了简单说明。最后，对最优窗函数设计进行提示。希望通过该论述可以引起更多的关注与交流，为该方面的研究工作提供一些有价值的参考信息。

关键词：非连续频谱；短波；传输技术

短波是高频无线电波的另一种名称，通常而言，是指频段在3～30 MHz，波长在10～100 m的电磁波。近年来，由于电台的增加，在短波传输中，往往会因为过于拥挤而出现各种干扰，给短波宽带通信质量带来了很大影响，通过对认知无线电技术与短波通信的结合，能够改善这种状况，尤其是在基于非连续频谱的技术基础上，进行短波传输，可以通过认知模块增加信道参数评估与控制，在有效地提升高频利用率的同时，抵抗各种干扰因素。以下就对其展开具体说明。

1 短波通信技术与认知通信技术

短波通信技术常用于航空、气象、航海、军事和救灾等领域，主要以语音、数据和图像等进行信息传输，成本低、设备简单、易操作、保密性强、不易破坏及可灵活移动；通常可分为地波与天波传播，地波通信距离近，天波适应于远距离传播。但从影响方面看，各种干扰因素对天波的影响远远大于对地波的影响，尤其是在信号的稳定性方面，影响最大。而认知通信技术主要是以标准化的认知循环模型，达到对各种干扰的抵抗并使其信号传输始终保持在最佳状态，如由发送功率控制和频谱管理、无线环境、无线场景分析、信道状态估计与预测模型等认知功能构成的基本认知循环模型就可以很好地解决各种干扰，达到所要求的目标；认知通信技术在短波通信中的应用前景广阔，且效果较佳，尤其是通过对频谱感知、波形重配、优化等可以达到更好的短波传输效果。

2 基于非连续频谱的短波传输技术

在无线通信系统之中，广泛采用了OFDM技术，它的特点是频谱利用率高，对多径干扰抵抗力强。OFDM，英文全称为Orthogonal Frequency Division Multiplexing，中译为正交频分复用技术，属于频分复用；从构成来看，集中体现在把频域信道分割为子信道，并对其进行同时传输，这些子信道可分为若干，实现手段是在每一子信道上以子载波的形式，进行调制符号的独立传输。非连续性频谱OFDM主要是指部分子载波关闭的OFDM波形。此种方式能够将每一符号的持续时间进行延展，增加其持续性，这也是明显优于单载波技术的一个主要特征，其频域均衡能力的提升，完善了对恶劣多径衰落的抵抗能力。

从非连续频谱OFDM发送接收系统的流程来看，简单形式为发送序列——输出序列。具体而言，就是将发送序列中的子载波映射、降峰均比与降旁瓣处理、M点IFFT（发射机）、添加循环前缀、数模转换/射频前端的最后结果以信号的方式，通过信道，传送到输出序列中的射频前端/模数转换、抗干扰预处理、信号同步/去除循环前缀（接收机）、M点FFT、信道估计及子载波均衡、解调数据，最后输出即可。

在整个流程中，需要在子载波映射与信道估计及子载波均衡进行连接，主要是利用认知模块，有效的达到频谱及信道状况估计、选出可用子载波信息；这种物理层的传输方案主要是增加了认知模块，可以对频谱空洞进行智能感知，从而进行信道状态、用户信息的参数评估，再以控制信道达到与接收端的共享。

从优化波形的方面来看，影响或限制非连续频谱OFDM的因素有峰均比，因为当峰均比增高时，就会与子载波数关联，但在通常情况下，总子载波数、子载波数皆可共同作用，对峰均比的值变产生影响，针对这个问题，可采用正交预编码技术、保留子载波技术。

3 结语

在基于非连续频谱的短波传输技术中，主要是利用了OFDM技术，利用认知模块对信道状态、用户信息的参数评估，再以控制信道达到选择与控制的目的，有效的解决了短波通信中易受干扰的问题，通过对峰均比的技术处理，可以有效的达到波形优化的目的；但是，应该注意在窄带用户、宽带用户方面的平均功率密度，通常是前者大于后者，因此，易因相互干扰带给子载波污染，最终引发系统破坏，所以，应该加强这方面的探析，以最大化信干噪比、最小化旁瓣功率为原则，最终设计出最优窗函数，解决干扰带的外泄漏问题。

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