浅谈战术单位短波通信系统的技术改造

一、短波通信在军事通信中的地位短波通信由于所依赖的电离层反射信道为一变参信道(即信道衰减随时间而变、信道传输延迟时间随时间而变和多径传播),以及在这个频段上因用户越来越多所造成的严重干扰,使其通信质量和可靠性远较其它信道为差。但是,由于它具有简单、经济、电路建立和拆除容易、机动性好、抗毁力强、以及以较小的功率(不需要转接)即可进行远距离通信等优点,致使短波通信一直是我军无线电通信的支柱。近年来出现了卫星通信,由于其通信质     

短波无线接入网方案的研究

由于短波信道特性和通信技术水平的制约 ,长期以来短波通信局限于话音通信、点对点通信等有限的几种通信业务。研究短波无线接入技术 ,实现利用短波电台组网 ,并接入公用或专用数据网 ,对实现野战机动条件下的指挥自动化具有非常重要的意义。本文介绍了一种利用短波信道接入公用或专用数据网的设计方案和实现方法 ,并根据短波信道特点 ,对各层协议进行了分析。该协议对上层应用透明 ,并能够保证短波信道上相对无差错传输     

天波雷达信号传播模拟研究

针对天波超视距雷达(OTHR)和短波通信系统均工作在高频段,分析了采用短波宽带信道模型模拟OTHR信道的可行性和有效性。研究了ITS宽带短波信道模型的建模方法,由于OTHR对信号误码率和误信率等要求低于通信系统,从而对ITS模型进行了合理的简化。由某实测数据获得信道的具体参数,对采用线性调频信号的OTHR进行了信号传播模拟,验证了传播模拟的合理性。     

高频速率自适应系统

在短波通信中,采用频率自适应与数据速率自适应是提高通信质量和容量的有效方法之一。本文根据短波信道特点,提出了一种采用 ARQ 纠错、包含信道估值、数据速率可变的新的短波通信系统结构,并对该系统的工作过程、信道估值原理、同步性能等进行了简要的论证和分析。部分电路及软件在实验室进行了验证。结果表明,该系统在短波常用的 WTK 系统中,误码率约改善2～3个数量级,并可用于改良现有的一些短波通信装备。     

短波信道模型仿真实现及改进算法研究

针对短波信道多径、衰落、多普勒频移和频扩的特点,设计了一种以Watterson模型为基础的纯软件短波信道仿真算法,并应用Matlab进行仿真实现,仿真结果验证了算法的有效性.同时,就Watterson模型中各子路径的时间延迟和多普勒频移不是时变参数这一不足,提出了模型的改进方案,将多径时延和多普勒频移建模为满足高斯分布的随机变量,从而更好地反映短波信道的时变特性,扩展了Watterson模型的适用条件和有效带宽,并进行了仿真验证.该算法既适应于全数字化短波通信系统的仿真,又可以方便地应用到短波信道半实物模拟器中,具有重要的实际意义.     

短波无线信道特性的计算方法及其仿真

介绍了短波无线信道的传播特性,重点介绍了短波信道的损耗特性,给出了短波在天波传输和地波传输两种方式下的损耗特性的估算方法,分析了短波小尺度衰落时采用的Clarke和Jakes仿真模型。采用MATLAB软件仿真了短波在天波传输方式下的大尺度衰落特性、小尺度衰落特性和误码率特性,得到了短波通信时的中值衰落波形、总衰落波形和误码率仿真结果,可以为外场试验提供参考数据,为联合仿真提供短波信道物理层特性。     

短波通信组网研究

对于短波信道,目前基本上是用于点对点的通信媒介。采用组网通信方式可以在网内选择最佳链路,克服信道不稳定、干扰大、可靠性差等不足。首先介绍了网络的拓扑结构,然后针对短波通信的特点研究了短波星形组网、树形组网和网形组网的军事应用及拓扑设计,并给出了具体的构造方法。可为短波军事通信网络系统的规划与建设提高参考。     

短波软件直扩调制解调器

将直接序列扩频技术应用在短波通信上，可以克服短波信道的多径衰落特性，增强抗干扰能力。但是由于短波信道带宽比较窄，数据传输速率受到了限制。为此，本文提出了一个直扩数据传输方案，以扩频增益8为例，信道速率可达到1．2kb/s，信息速率则为600b/s。该方案采用正交码扩频技术，同时，引入蜂窝移动通信标准SI－95中导频信道的思想，解决了正交码扩频信号识别和同步难的问题。在首先介绍了总体框图后，重点阐述了核心部分扩频调制解调模块的详细设计方案，并给出了基本参数，简要介绍了涉及的关键技术。最后从软件实现角度，介绍了产品的应用背景和技术特点。     

短波信道特性及其模拟器设计

本文分析和综合了前人在短波信道方面的一些研究成果,得出了短波信道特性的较详细的统计规律,确定了一种能较全面地反映短波信道特性的数学模型,根据此模型和信道的统计规律,设计和制作了短波信道模拟器,此模拟器采用TMS32010数字信号处理片和 Z—80单板机作为主要器件。TMS32010系统完成数字信号的处理和运算,产生多普勒频移、多径时延和衰落;而 Z—80系统主要用作系统的控制和数据交换,整个设备不仅成本低,而且灵活可靠,通过人为改变某个参数,可模拟出各种信道来,并且信道参数和曲线可通过 RS—232接口在 PC 机上显示出来,因此,模拟器是一部很好的模拟测试器材,对于科研和教学十分有用。     

用标准化,模块化,软件可编程技术设计短波抗干扰数字电台

本文分析比较我军、外军短波通信现状、动态和差距,根据短波抗干扰数字电台总要求和 目标,提出用标准化、模块化和可编程技术的设计思路和内涵,强调作战体系结构、系统体系结构、技术体系结构的相互关系,以及在技术体系结构基础上引用／选用标准和制订工程标准的重要性。论述了短波数字信道机统一体制的必要条件,并着重数字抗干扰技术、数字话音编码、数字安全保密体制的论证。为制定短波抗干扰数字电台工程标准作技术储备。     

基于层次分析法的短波地空网链路优选算法

针对短波网中影响链路质量的因素多、优选链路准确度小等问题,提出一种基于层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)的短波地空网链路优选算法。该算法综合考虑影响链路质量的信噪比、接收端场强中值、链路可靠度和时延等因素,构造数学模型进行链路排序,为通信双方选择一条性能最优的链路。联合OPNET网络协议仿真软件和ITS短波信道仿真软件,搭建短波地空网链路优选仿真场景,采用离线静态联合的思想对AHP链路优选算法进行仿真,结果表明:优选短波站的网络仿真结果和理论计算结果的一致性验证了算法的合理性,接收率和吞吐量的提高验证了算法的有效性。     

航空短波数据链动态TDMA协议设计

航空短波数据链是民用航空通信系统不可或缺的通信手段之一。针对短波资源有限、传输速率低的特点,提出了航空短波数据链动态TDMA协议,引入短波微时隙的使用,进一步提高信道利用效率,增加了系统容量,满足短波业务实时变化的需求。设计了航空短波数据链系统的仿真场景,分析了动态TDMA协议给航空短波通信系统带来的性能提升。仿真结果表明,设计的动态TDMA协议可以满足数据链的应用需求。     

短波扩频通信强窄带干扰抑制的研究

短波通信在军事领域具有相当重要的地位，但是，短波通信由于受到传播条件以及恶劣电磁环境的制约，限制了通信速率和质量的提高。本文提出了采用直扩加自适应频谱选择体制的高速短波通信方案。并且，针对短波直扩通信系统涉及到的强窄带干扰抑制关键技术进行了分析研究。     

具有多种通信规程的新型短波数据通信网

本文根据短波信道的传输特点,及国内外高频数据通信网的发展现状,重点讨论了适合短波中、近距离数据通信的组网问题。提出了一种具有混合拓扑结构、多种通信规程、多种寻址方式、多种标准接口、有用近垂直入射天波通信的新型短波数据通信网方案。并详细叙述了网络的组成、ＴＤＭＡ、ＣＳＭＡ、点名呼叫等多种协议及网控器的功能和硬件结构。     

多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法

在多接口多信道车联网多车通信系统中,由于车辆的自组织特性和路网网格的不均衡性,产生同频电子干扰,对电子干扰的滤波消除能提高多车通信的信道均衡性,降低误码率。传统方法采用自适应陷波方法实现同频电子干扰消除,无法在突变的载波频率下消除同频电子干扰,导致性能差的问题。提出一种基于自适应线谱增强的多车通信系统中的同频电子干扰消除优化方法。首先构建多车通信系统,引入一种信噪干扰比的观点,对同频电子干扰进行信号模型构建,根据信号比容易分离的特点,使得模型可分离性变强,结合变步长自适应线谱增强方法,实现信号的分离过滤。仿真实验结果表明,进行同频电子干扰消除抑制处理后的功率谱收敛到信号的真实频率附近,多车通信信号能从背景色噪声中有效检测出来,降低了多车通信系统的误码率,展示了较好的信道均衡和改善能力,性能优越。     

基于ITS和OPNET软件联合的短波网络仿真方法

针对OPNET网络仿真软件不能体现短波天波传输特点的问题,分析了短波天波传输信道的特性,给出了天波传输方式下的路径长度和传输损耗的计算方法。介绍了OPNET网络仿真软件和ITS短波信道模拟软件,结合信道计算方法和软件仿真原理,分析了两种软件在短波网络仿真中的契合点,提出了基于两种软件联合的短波网络仿真方法。通过将联合仿真方法在短波网络性能分析中的应用,得到的结果能够体现短波信道特点,说明该联合仿真方法能够为OPNET软件下的短波网络仿真提供较真实的短波信道环境。     

一种适用于UHF频段军事卫星通信的高效传输方案

特高频(UHF)频段由于其良好的通信性能,正愈发广泛地应用于军事卫星通信,尤其是卫星移动通信,然而由于该频段信道所受干扰和固有衰落的限制,UHF在卫星通信中的应用并非一帆风顺。如何提高系统通信容量及在干扰环境下的信道可用率是目前UHF频段军事卫星通信发展所面临的主要挑战。文章在分析UHF频段卫星通信特点的基础上,简要介绍了具有良好性能的低密度校验码(LDPC)码和连续相位调制(CPM)方式,并结合UHF频段的卫星信道特点,提出了一种新的发展对策——LDPC+CPM+FH的串行级联通信方案,最后对方案进行了建模和计算机仿真。     

CHIRP调解器自适应窄带干扰消除算法性能分析

分析了短波信道的干扰特性和ＣＨＩＲＰ调解器的特点,重点研究了一种自适应窄带干扰消除算法。实现了对干扰定位算法和有关参数的优化设计,完成了对算法的全面测试,证明了算法在消除窄带干扰方面的有效性,以及对短波信道失效的自适应性能。     

非对称Colonel Blotto博弈模型下的多信道功率分配抗干扰

针对智能干扰条件下传输速率固定的通信系统多信道功率分配问题,建立了非对称Colonel Blotto博弈模型。在完全信息条件下,推导出了各种功率预算约束下通信方和干扰方的等效单信道最优功率分配策略,进而证明了通信方和干扰方存在唯一混合纳什均衡策略,并求得了纳什均衡收益。基于等效单信道最优功率分布,提出了一种多重扫描直接列元素交换算法,可以快速构建多信道混合功率分配矩阵,且相比于线性规划方法,可适应更多的信道数和更广的功率分布范围。通过数值仿真,验证了所提多信道混合功率分配矩阵构造算法的有效性及多信道功率分配策略的最优性。     

400W短波自动天线调谐器的研制

短波自适应通信系统自八十年代初期问世以来,已有十余年的历史,一些发达国家在短波通信中已普遍采用了该系统,而我国只有少量引进设备和仿制设备。400W自适应通信系统是我国首例自行研制的短波自适应通信系统。该系统由发射机、接收机、控制器和自动天线调谐器四大部分组成,本文介绍该系统自动天线调谐器的研制概况,并就“天调”在自适应通信系统中的作用、主要指标、设计考虑、主要部分的功能以及主程序的流程图作简要介绍。