频谱感知技术在短波通信中的运用

武兵

摘 要在人们的生产生活过程中，通讯技术越来越发挥着不可替代的作用，便利了人们的交往交流，也促进了整个社会的快速发展。在通讯技术领域中，短波通信凭借其优良的适应能力而逐渐扮演者不可替代的重要角色。目前，频谱感知技术逐渐应用到了短波通信中。本人研究了频谱感知技术在短波通信中的应用问题。

【关键词】频谱感知技术 短波通信 特征及应用

自从无线电技术快速发展以来，短波通信技术在通讯领域占据的地位便越来越重要。短波通信技术的优势主要在于其设施设备相对简单，抵抗外界干扰的能力相对较强，并且可以在较长的距离内实现高效传输。目前短波通信技术已被广泛地应用在了军事、政府、气象和外交等多个领域，发挥着不可替代的重要作用。

1 短波通信技术的内涵以及显著特征

在所有的通信技术中，短波通信技术具有其他技术无法替代的重要作用，它的操作设备相对简单，可以抵抗较强程度的干扰，并且可以实现远距离传输。然而，随着当今通信量与通信压力的逐步扩大，短波通信技术在应用时的所面临的问题也随之增多。随着频谱感知技术在短波通信技术中的广泛应用，我国的通信行业不仅可以实现高效地配置频谱资源，而且还可以随着现实情况随机调整工作状态，使得问题的解决变得简单。以下将对短波通信技术的内涵以及显著特征进行简单阐述。

1.1 短波通信技术的含义及形式

短波通信技术的别称为高频通信，已经成为目前主流的通信工具模式。所谓的短波主要是指利用100m到10m长度的波长，以2到30MHz为频率的电磁波进行通讯的过程。传播的形式包括了地波和天波两种。地波由于需要经过固体介质，其在传播时会产生大量的损耗，因此其主要应用于近距离的通信工作。相较于地波来说，天波的传播介质是空气，其损耗相对较小，显而易见其主要应用于远距离的通信传播。短波通讯应用时的好处在于其不需要中继站进行转导，因此其传输设备也就相对简单。可见，自然灾害等带来的损失会大大降低，这在一定程度上也反映出短波通信技术具有较强的抗毁性能力。以下将对短波通信传播的两种形式进行具体阐述。

首先，地波传播的形式主要使用的电磁波频率为1.5-5MHz，属于中波的高频段。地波传输方式主要指的是在传输的过程中，地波与天波两种波是同时存在的，但是地波占据主要地位。地波在传输过程中由于其波长的尺寸较大，在传输过程中容易被介质吸收，在传输时经常会大量衰减，并且频率越高，衰减速度越快。由于以上这些原因，地波传输方式主要适用于近距离的通信传输。

另外，天波传输方式主要是指以天波为短波通信的主要形式，这种传输方式又被称作电离层电波传播。天波传输方式主要是指将电磁波发射，在高空中经过电离层的反射，最终到达传输位置的一种方式。可以见得，天波传输方式由于在高空中进行传播，因此不会受到地势地形的影响。与此同时，由于高空中的电离层对于天波的吸收较少，因此其传输过程中的损耗也相对较小。综合上述分析，天波传输方式主要适用于较远距离的通信传输。

1.2 短波通信的显著特征

短波通信技术不同于其他的通信技术，它具有自己独特的特征，例如多径效应、相位起伏以及衰落等。以下将针对这三种显著特征进行简要分析阐述。

首先，短波通信技术具有多径效应的特征。多径效应主要是指，在短波信号发出后，由于其所經过的传播途径、所经历的时间长短不同，当到达接收端时，其产生的电场强度也随之有所差异。除此之外，电离层不均匀的特点，使得短波在传输时会产生许多散射体，并且经由漫反射效应传输到接收端时会产生多个信号，这便是所谓的多径效应。

再者，短波通信技术具有相位起伏的特征。相位起伏是指传输电磁波的相位在时间变化的同时，由于电离层的不均匀从而可能会产生不规则的变化。在这种现实情况下，就算只有一种电磁波的传输方式，电离层对于电波折射率的变化也会对短波的传输产生影响，导致传输的相位发生起伏变化。

2 频谱感知技术的重要性

作为无线电体系中的关键技术，频谱感知技术提高了无线电系统对周围环境的感知能力，有效的提高了短波通信的效率和质量。在确保授权用户不受到干扰的基础上，借助频率感知技术通过“见缝插针”的方式来获取授权用户对频谱资源所具有的临时使用权，并完成对授权用户活动的持续探测，其被认定为是解决无线频谱低利用率的有效方案。因此，在短波通信系统中引入频率感知技术，能够及时发现频率空洞，并对其进行实时传播，这样不仅可有效的解决频谱匮乏问题，而且还能实现频谱资源的高效灵活配置，实现对频谱监测的有效管理，提高短波通信的整体质量。

3 频谱感知技术在短波通信中的运用

由上述分析可以见得，伴随着频谱感知技术在短波通信技术中的广泛应用，我国的通信行业不仅可以实现高效地配置频谱资源，而且还可以随着现实情况随机调整工作状态，使得问题的解决变得简单。以下将对频谱感知技术在短波通信中的运用情况进行简要分析。

3.1 波形感知法的应用

波形感知法主要指的是在已知干扰信号波形的具体情况下，根据以往的本地信号的经验，将接收到的信号与本地信号进行对比，从而检测出干扰信号的一种理念。由于这种方式受以往经验的影响较大，因此可能在推算时产生一定的误差。只有接收到的干扰信号与本地信号的同步十分精确时，才能够保证检测数据的准确性。除此之外，由于本地信号的产生也主要依赖于现有信息，因此这也体现出波形感知法不具有普遍性，使用时较为局限。

3.2 匹配滤波法的应用

相较于波形感知法来说，匹配滤波法是一种更加传统同时更加有效的检测方法。匹配滤波法主要是指发射的冲击响应可以充分与接收信号匹配，以便于线性滤波的实现。它的优点是，它可以高效地实现检测干扰用户信号的过程。但这也就对工作人员了解干扰信号知识的程度提出了更高的要求。

4 小结

综上所述，随着当今通信量与通信压力的逐步扩大，频谱感知技术在短波通信技术中得到了广泛应用。这为我国的通信行业实现高效地配置频谱资源，实现随情况随机调整工作状态等的目标都发挥了重要的作用。将频谱感知技术更将广泛、多样的应用到短波通信技术中，对于促进整个通信产业的发展具有重要意义。

参考文献

[1]胡诗敏.论述频谱感知技术在短波通信中的运用[J].民营科技，2015（06）：53.

[2]杨敏，周治中.短波组网协作频谱感知技术研究[J].通信技术，2014（11）：1318-1321.

[3]徐承龙，程云鹏，董文斌等.基于频谱聚合技术的多用户短波机会频谱接入[J].数据采集与处理，2016，31（02）：370-376.

作者单位

91917部队 北京市 100000