短波通信系统53..课件.ppt

1、5.2 5.2 短波单边带通信技术短波单边带通信技术第五章第五章 短波通信系统短波通信系统5.1 5.1 现代短波通信概述现代短波通信概述5.4 5.4 短波跳频通信技术短波跳频通信技术5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术第1页，共28页。5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念1.1.何谓短波自适应通信何谓短波自适应通信采用自适应技术的短波通信称为短波自适应通信。采用自适应技术的短波通信称为短波自适应通信。2.2.短波自适应短波自适应广义而言，包括自适应选频、自适应广义而言，包括自适应选频、自适应跳频、自适跳频、自适应功率控制、自适应数据速率、

2、自适应调零天线、应功率控制、自适应数据速率、自适应调零天线、自适应调制解调、自适应均衡、自适应网管等自适应调制解调、自适应均衡、自适应网管等技术技术的短波通信称为短波自适应通信。的短波通信称为短波自适应通信。窄义而言，短波自适应主要指频率自适应。窄义而言，短波自适应主要指频率自适应。第2页，共28页。5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念2.2.频率自适应技术频率自适应技术 实时、最佳地调整系统参数以适应信道实时、最佳地调整系统参数以适应信道的变化的变化 准确、实时地探测和估算短波信道特准确、实时地探测和估算短波信道特性（实时信道估值：性（实时信道估值：RTC

3、E）一种通过在通信过程中不断测试短波信道的传输质一种通过在通信过程中不断测试短波信道的传输质量、实时选择最佳工作频率、保证短波通信链路始终在传量、实时选择最佳工作频率、保证短波通信链路始终在传输条件较好的信道上的自适应技术。输条件较好的信道上的自适应技术。第3页，共28页。5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念3.3.频率自适应的作用频率自适应的作用有效地克服有效地克服“静区静区”效应效应有效地减小衰落的影响有效地减小衰落的影响有利于短波通信业务范围有利于短波通信业务范围有效地提高系统的抗干扰的能力有效地提高系统的抗干扰的能力第4页，共28页。5.3 5.3

4、短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统5.3.4 5.3.4 自适应选频对通信质量的改善自适应选频对通信质量的改善5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术第5页，共28页。5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术一、实时信道估值一、实时信道估值(RTCE)的基本概念的基本概念二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类三、三、RTCE技术技术第6页，共28页。一、一、RTCERTCE的基本概念的基本概念1.RTCE的定义的定义实时测量一组信道

5、参数并利用得到的参数值实时测量一组信道参数并利用得到的参数值来定量描述信道的状态和对传输某种通信业务的来定量描述信道的状态和对传输某种通信业务的能力。能力。2.RTCE实施方法的一般描述实施方法的一般描述从特定的通信模型出发，实时处理到达收端的不从特定的通信模型出发，实时处理到达收端的不同频率的信号，并根据获得的信道参数和对通信质量同频率的信号，并根据获得的信道参数和对通信质量的要求的要求，选择线路损耗小、传播模式少，噪声较小的选择线路损耗小、传播模式少，噪声较小的频率和频段供通信使用。频率和频段供通信使用。第7页，共28页。可利用的信道参数可利用的信道参数 信号能量信号能量 信噪比信噪比 误

6、码率误码率 多径时延多径时延 多普勒频移多普勒频移 衰落特征衰落特征 干扰分布干扰分布 基带频谱基带频谱 谐波失真谐波失真第8页，共28页。一、一、RTCERTCE的基本概念的基本概念3.3.对对RTCERTCE的要求的要求准确！准确！研究表明：只需对通信影响大的研究表明：只需对通信影响大的信噪比信噪比、多径多径时延时延和和误码率误码率进行测量，就可以较全面地反应信道进行测量，就可以较全面地反应信道的质量。的质量。快速！快速！第9页，共28页。二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类1.1.按实时选频的功能分按实时选频的功能分 不含通信功能的专用探测系统（频率管理）不含通信功能的专用探测系

7、统（频率管理）有探测及通信功能的短波自适应通信系统有探测及通信功能的短波自适应通信系统2.2.根据是否发射探测信号分根据是否发射探测信号分 主动式实时选频系统主动式实时选频系统 被动式实时选频系统被动式实时选频系统第10页，共28页。二、实时选频系统的分类二、实时选频系统的分类3.按所采用的按所采用的RTCE技术分技术分 脉冲探测脉冲探测RTCE实时选频系统实时选频系统 啁啾啁啾(chirp)探测实时选频系统探测实时选频系统 多音连续波体制实时选频系统多音连续波体制实时选频系统 8移频键控体制实时选频系统移频键控体制实时选频系统 CHEC探测实时选频系统探测实时选频系统 导频探测实时选频系统导

8、频探测实时选频系统干扰重心频率干扰重心频率(ICF)实时选频系统实时选频系统第11页，共28页。脉冲探测RTCE1.1.基本原理基本原理发端在一组离散频率上发射高能量的窄脉冲发端在一组离散频率上发射高能量的窄脉冲信号，收端同步地接收脉冲信号，通过数据处理信号，收端同步地接收脉冲信号，通过数据处理系统计算出每个频率的信道质量，从而选出最佳系统计算出每个频率的信道质量，从而选出最佳通信频率。通信频率。信噪比、时延展宽、多普勒频移等。信噪比、时延展宽、多普勒频移等。2.2.测量参数测量参数第12页，共28页。脉冲探测RTCE3.3.确定最佳频段的基本方法和原则确定最佳频段的基本方法和原则利用由探测系

9、统得到的电离图，在单模式传利用由探测系统得到的电离图，在单模式传播区域内选择工作频率。播区域内选择工作频率。当所得到的电离图不存在单模式传播区域时，当所得到的电离图不存在单模式传播区域时，可选择多径时延最小的区域。可选择多径时延最小的区域。tp0f1f2f3fm-1fmmode1mode2mode3单模式传播区单模式传播区第13页，共28页。4.4.卡斯自动选频和预报系统卡斯自动选频和预报系统卡斯系统是工作于远距离短波通信网干线上，卡斯系统是工作于远距离短波通信网干线上，为公共用户提供实时选频。为公共用户提供实时选频。每隔每隔1010分钟出一份频率质量等级表。分钟出一份频率质量等级表。测量信噪

10、比、时延展宽、多普勒频移等参数，测量信噪比、时延展宽、多普勒频移等参数，再根据通信系统性能的数学模型，通过计算机处理得再根据通信系统性能的数学模型，通过计算机处理得出误码率及其对应的频率质量等级表出误码率及其对应的频率质量等级表。脉冲探测RTCE第14页，共28页。卡斯系统的频率质量等级表卡斯系统的频率质量等级表频频 率率质量等级质量等级信噪比信噪比延时展宽延时展宽（ms）误码率误码率780001.2810-76240080001.281.7610-6580024001.762.5610-541608002.563.8410-43321603.846.1610-325326.169.3510-

11、2159.3510-1第15页，共28页。卡斯实时选频系统原理框图卡斯实时选频系统原理框图第16页，共28页。卡斯系统的工作过程卡斯系统的工作过程 第一次探测第一次探测 每每400ms400ms以以200kHz200kHz为间隔变换频率发、收探测为间隔变换频率发、收探测脉冲，脉冲，8080个频点，起始频率可任设。个频点，起始频率可任设。发收端均转入噪声测量发收端均转入噪声测量,80,80个频点每个频点每3 3秒变换秒变换一次。发端记忆背景噪声大的频点。一次。发端记忆背景噪声大的频点。噪声测量噪声测量 第二次探测第二次探测 扣除噪声大的频点再次探测并数据处理。扣除噪声大的频点再次探测并数据处理。

12、第17页，共28页。调频连续波(啁啾)探测RTCE1.1.探测信号探测信号这种方式的探测信号为调频连续波这种方式的探测信号为调频连续波扫扫频信号。频信号。收发频率扫描精确同步！收发频率扫描精确同步！第18页，共28页。2.2.基本原理基本原理假定探测信号经单径模式传输到接收端，假定探测信号经单径模式传输到接收端，且在所有频点上时延均相同为且在所有频点上时延均相同为 ，则：，则：0p fLotfRt0p0f(接收机本振频率接收机本振频率)fR：接收探测信号接收探测信号差拍频率差拍频率f0与与传输时延成正比！传输时延成正比！调频连续波(啁啾)探测RTCE第19页，共28页。一般情况下，信道传输模式

13、可能不是单径，一般情况下，信道传输模式可能不是单径，不同频点上的时延也不相同。不同频点上的时延也不相同。2.2.基本原理基本原理但通过但通过对接收机混频后的差拍信号进行频谱对接收机混频后的差拍信号进行频谱分析，分析，可以测量出信道的多径模式，这是因为差拍可以测量出信道的多径模式，这是因为差拍频率与传输时延成正比。频率与传输时延成正比。调频连续波(啁啾)探测RTCE以上是比较极端的情况。以上是比较极端的情况。第20页，共28页。3.3.测量参数测量参数多径时延多径时延4.4.确定最佳工作频率的原则确定最佳工作频率的原则信号强度信号强度接近最高观测频率（接近最高观测频率（MOFMOF）具有较高的接

14、收信号电平具有较高的接收信号电平尽可能单模式传输尽可能单模式传输调频连续波(啁啾)探测RTCE第21页，共28页。5.3 5.3 短波自适应选频技术短波自适应选频技术5.3.1 5.3.1 短波自适应通信的基本概念短波自适应通信的基本概念5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统5.3.4 5.3.4 自适应选频对通信质量的改善自适应选频对通信质量的改善5.3.2 5.3.2 自适应选频技术自适应选频技术第22页，共28页。5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统一、短波自适应选频的三个环节一、短波自适应选频的三个环节 线路质量分析线路质量分析(LQA)对

15、信道测量、统计分析、评分和排序。对信道测量、统计分析、评分和排序。自动线路建立自动线路建立(ALE)a.主呼台选择性呼叫主呼台选择性呼叫b.被呼台预置信道扫描被呼台预置信道扫描通信线路建立通信线路建立 自动转换信道自动转换信道监测信道质量，需要时自动转换。监测信道质量，需要时自动转换。第23页，共28页。5.3.3 5.3.3 短波自适应通信系统短波自适应通信系统二、自适应通信系统的组成及各部分的功能二、自适应通信系统的组成及各部分的功能实现自适应通实现自适应通信的核心信的核心第24页，共28页。5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制2020世纪世纪8080年代以来，

16、计算机、移动通信和微年代以来，计算机、移动通信和微电子的迅猛发展促进了短波通信技术和装备的更新电子的迅猛发展促进了短波通信技术和装备的更新换代。特别是微处理器技术、换代。特别是微处理器技术、DSPDSP技术、自适应技技术、自适应技术、扩频技术等现代信息技术的应用，大大提高了术、扩频技术等现代信息技术的应用，大大提高了短波通信的质量和数据传输速率，增强了自动化和短波通信的质量和数据传输速率，增强了自动化和开展新业务的能力，提高了自适应和抗干扰能力，开展新业务的能力，提高了自适应和抗干扰能力，形成了现代短波通信新技术和新体制形成了现代短波通信新技术和新体制。第25页，共28页。5.4 5.4 短波

17、通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制1.现代短波信道技术现代短波信道技术短波自适应技术短波自适应技术短波通信电子防御技术短波通信电子防御技术2.现代短波通信终端技术现代短波通信终端技术多音并行调制技术多音并行调制技术单音串行调制技术单音串行调制技术格状编码调制技术格状编码调制技术多载波正交频分复用多载波正交频分复用(OFDM)调制技术调制技术第26页，共28页。5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制3.短波通信装备数字化与网络技术短波通信装备数字化与网络技术高精度数字频率合成器高精度数字频率合成器全固态大功率宽带放大器全固态大功率宽带放大器短波跳频电台自动组网技术短波跳频电台自动组网技术短波数据通信网络技术短波数据通信网络技术全电子化低驻波比快速自动天线调谐器全电子化低驻波比快速自动天线调谐器软件无线电技术软件无线电技术第27页，共28页。5.4 5.4 短波通信的新技术和新体制短波通信的新技术和新体制 随着软件无线电技术的发展，短波通信系随着软件无线电技术的发展，短波通信系统正朝着自动化、智能化、功能全的方向发展。统正朝着自动化、智能化、功能全的方向发展。第28页，共28页。