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短波通信中的自适应信道均衡技术分析摘要：短波通信与人们的生活有着密切的联系，天气预报、信息传递等多个领域都加强了对短波通信技术的应用，因此，提升短波通信信号传输质量有着重要的意义。
在短波通信技术应用中，需加强自适应信道均衡技术研究，通过对自适应信道均衡技术的有效运用，才能为短波通信提供有力的技术保障。
本文对短波通信中的自适应信道均衡技术进行了分析，以供参考。
关键词：短波通信；自适应；信道均衡；应用随着科学技术发展，短波通信快速发展，并在多个行业领域得到了广泛的应用，人们的生活也变得更加的便捷。
短波通信有着很强的自主通信能力，可以在短时间内完成信息传输，且资金消耗相对较少，且在一些特殊的情况下，可以完成部分远距离的信息传输。
但从实际应用情况看，短波通信容易受到多种因素的影响，导致信息传输出现失真的情况，甚至可能发生数据丢失问题，进而严重影响短波通信的作用。
因此，短波通信中，还需加强自适应信道均衡技术研究，合理运用自适应信道均衡技术，才能更好的保障短波通信的价值作用。
1、自适应均衡器技术概述1.1自适应均衡技术基本原理在自适应均衡技术应用中，相应结构主要有横向结构、格型结构，结合其他一系列延迟线，即可形成相对完整的自适应均衡结构。
横向均衡器是其中最为常见的一种结构。
在自适应均衡技术的具体应用中，为更好的发挥技术作用，还需综合考虑整个平台构建与费用消耗等内容。
线性横向均衡器有着广泛的应用，这一结构有着简单方便的特点，且限制性作用也相对较小，同时，其中还结合了前馈延时技术优势，充分运用多项式计算方式，可以实现对相关函数与数据的有效传输。
1.2自适应均衡技术特点数字信号传输中，需充分考虑码间干扰所造成的影响，通常，出现干扰问题时，很容易对数据流中相关数据造成负面的影响，进而出现信号失真问题。
随着通信系统的快速发展，信道均衡技术发展速度不断加快。
在短波通信中，可以充分发挥自适应均衡技术优势，以避免短波通信中出现信号失真的情况，保证短波通信能够顺利的开展工作。
短波通信中的自适应均衡技术研究摘要：文中给出了均衡问题的数学描述，综述了实现均衡的方法，讨论了基于LMS和基于RLS的自适应均衡算法。
关键词：短波通信；自适应均衡；算法短波通信主要使用国际无线电咨询委员会（CCIR）划分的九个无线电通信频段中的第7频段——高频频段（包括3至30MHz），因此，短波通信又常称为高频通信。
短波通信可以利用地被，但主要要是利用天波。
无线电波沿地球表面传播的部分称为地被（或地表波）。
短波地波受地面吸收而衰减的程度，比长波和中波大，而且受地面电气特性的影响也较大，故短波地波只适用于近距离通信。
短波通信技术成熟，传播距离远，不需转发器就可实现超视距通信，体积小、成本低，被广泛地应用于政府、气象、商业等部门。
近年来，卫星、光纤通信等技术发展迅速，可实现大带宽、高质量的远距离传输，在很多性能上优于短波通信，一度出现短波通信受冷落的局面。
但相对于卫星易毁性的缺点，短波通信有其不可替代的优势：具有不易被摧毁的中断系统——电离层，因此短波通信重新被人们所重视。
随着数字信号处理、微处理器的发展和各种新技术如：自适应选频、自适应均衡、自适应速率控制等的应用，使得短波通信在克服多径衰落，改善通信质量，提高频率利用率和可通率方面取得了突破性进展[1]。
一、短波信道模型在短波信道上现有的被广泛接受的信道模型是窄带小于12kHz。
短波信道为时变多径衰落信道，典型的有：独立瑞利衰落模型、相关瑞利衰落模型、时变多径模型和Watterson模型。
广泛使用的Watterson模型是CCIR推荐的一种短波信道模型，但是它属于窄带信道模型，其有效带宽小于12KHz。
在Watterson模型的基础上人们作了改进，拓展成宽带模型。
但是这些改进的模型都不具有完整的理论分析和实测验证，因而并不具有权威性。
但是它们在一定条件下是可以适用的，因此研究这些模型有一定的使用价值。
本文中短波信道模型就是基于Watterson模型建立起来的。
短波自适应跳频通信系统的开题报告一、选题背景随着信息技术的发展，人们对于通信的需求越来越高。
短波通信是一种高频率无线电通信方式，在地球上能够实现远距离通信。
但由于短波通信受到许多因素的影响，如电离层扰动、电磁干扰等，其通信质量易受到影响，通信可靠性较低。
自适应跳频技术是一种在数据传输中能够自动调整信道选择的技术，能够大大提升短波通信的可靠性。
二、选题意义自适应跳频技术在短波通信中能够提高通信信号的质量，减少干扰，增强系统的可靠性和安全性，对于国防、军事、安全等领域的通信有着重要的意义。
此外，自适应跳频技术可以避免频段的被占用，优化频段利用，提高频谱利用率。
三、研究目的本研究旨在设计和实现一种基于自适应跳频技术的短波通信系统，该系统能够自动选择信道，避免干扰，提高通信质量和可靠性。
具体研究目的包括：1. 综合了解短波通信和自适应跳频技术的原理和实现方式；2. 研究自适应跳频技术在短波通信中的应用，分析其特点和优缺点；3. 设计和实现一种基于自适应跳频技术的短波通信系统，能够实现自动选择信道、提高通信质量和可靠性；4. 对系统性能进行测试和评估，验证自适应跳频技术在短波通信中的应用效果；5. 对实验结果进行分析和总结，提出进一步改进和优化的建议。
四、研究内容1. 短波通信和自适应跳频技术的综述：对短波通信和自适应跳频技术的原理、应用及发展现状进行综合介绍和分析。
2. 短波自适应跳频通信系统的设计：根据研究目的，设计一种基于自适应跳频技术的短波通信系统，包括硬件和软件。
3. 系统实现及测试：完成短波自适应跳频通信系统的搭建、各模块调试及性能测试。
并对实验结果进行分析和总结，提出改进建议。
五、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：第一阶段：短波通信和自适应跳频技术的综述。
（1个月）第二阶段：根据研究目的，进行短波自适应跳频通信系统设计，包括硬件和软件设计。
（2个月）第三阶段：完成系统实现及测试，对实验结果进行分析和总结，提出改进建议。
科学与财富随着社会发展速度的提高，通信技术在新时代社会形态中的占有非常重要的位置，尤其在无线电通信领域中的短波通信。
由于短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，无论在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；一旦发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。
无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比的；所以这么多年来短波通信不仅没有被淘汰，而且越来越受到人们的重视，我们要充分了解无线电波的工作原理以及传播规律，在实际工作中不断总结重新，这样才能充分发挥出短波无线电波的作用，促进通信领域的快速发展。
一、近代我国短波通信的发展状况在军事领域中，由于短波特有的性质一直被高度重视及广泛采用，特别是从20世纪80年代以来，短波通信更加得到了相关技术人员的重视。
在短波通信中，也不断更新了各种各样的应用技术，例如信道自适应技术、宽带直接序列扩频技术、差分跳频技术、信道均衡技术、信道编码技术、短波组网技术等等，由于这些新技术的出现和微型计算机、微电子技术及移动通信的快速发展，传统短波通信技术存在的很多问题得到解决，短波通信装备得到了很大的提升，通信质量也显著提高。
1.1HF.90H超小型跳频短波电台HF.90H由澳大利亚被引入国内，最突出的特点是采用了智能边带跳频技术，与数字语音技术相比，数字语音跳频是频谱不够隐蔽，容易被识别、破译和跟踪，而HF.90H的边带跳频模式是利用SSB（Single Sideband Signal）调制方式传送话音信号，瞬时频谱很像噪音，由于跳频码隐含在语音的起伏中，无法确定跳频频率的设置。
短波信道常掺杂着强烈的噪声和干扰信号。
HF.90H具有很强的频带适应性技术，能够周期性的自动测评跳频内每个信号的强度，并指令网内成员自动弃用嘈杂信道，提高通信质量。
1.2CHESS系统CHESS系统以先进的数字信号处理技术和高速DSP（Date Signal Processor）芯片为基础，跳频宽带为2.56MHz,跳频速率高达5000Hops/s,数据传输率最高可达19.2kbit/s,CHESS系统最突出的特点是采用差分跳频技术，差分跳频实质上是一种将频率调制和编码相结合的技术，通过对频率编码，使跳频频率具有特定的相关性，起到了以频带换取信噪比或信干比的作用。
短波通信实时选频技术研究及其实现作者：张春艳徐开军王书旺邢华刚来源：《电子世界》2012年第19期【摘要】短波通信实时选频技术是针对短波信道的缺陷而发展起来的频率自适应技术。
文章针对短波通信数字接收系统，分析了系统的关键技术和总体结构设计，从选频算法的原理到与短波差分跳频系统的结合应用，详尽阐述了实时选频技术方案，该方案能使系统在通信前快速确定质量优良的通信频点。
最后通过仿真实验来验证该方法的有效性。
【关键词】短波通信；频段；预选频；实时选频；数字信号处理器1.引言短波通信是指利用波长为100～10m（频率为3～30MHz）的电磁波通过电离层反射来传输信息的无线通信方式。
短波实时选频技术（RTFS：Real Time Frequency Selection）是针对短波信道的缺陷而发展起来的频率自适应技术。
短波频率自适应是指短波通信系统适应通信条件变化的能力。
随着短波自适应技术、扩频技术的发展，以及超大规模集成电路、微处理器和数字信号处理等技术的发展，逐渐形成了具有高性能、高度自动化和自适应能力的现代短波通信系统，推动了短波通信的新发展。
在通信过程中，实时选频系统不断根据短波信道的传输质量实时选择最佳工作频率，使短波通信链路始终工作在相对最佳状态。
因此，实时选频技术在现代短波通信系统中具有至关重要的作用[1—4]。
2.短波通信系统的方案设计2.2 实时选频技术方案采样后的数字信号经FIFO送入DSP系统后完成信号的数字下变频、FFT变换、解调译码及实时选频。
其原理框图所示。
其中虚线框中部分即为实时选频系统的噪音信号流程图。
此处设计的实时选频系统的工作原理为：根据分析信道中噪音情况的结果，得到电离层相关传输特性，从而完成选频。
噪音信号经FFT的输出结果为复数，通过取模得到信号频域信息的幅度，然后计算各个频点上的对应功率。
接着送入预选频模块，对平均检测概率和平均虚警概率的影响进行数值分析（分析的信噪比范围设定在—10dB～10dB之间），得出相对应的门限值Td；然后系统根据频谱的能量与门限值Td比较去除大气背景噪音和邻台干扰噪音，剩下的噪音可以反映电离层传输情况；最后根据干扰矩心频率ICF（Interference Centric Frequency）与电离层F2层临界反射频率foF2的相关性来确定链路最大可用频率的方法进行选频[4，7]，得到频率优劣表，为短波电台通信初始链路建立确定较优传输频段[4—6]。
短波通信自适应选频的研究
通过对短波信道实际采集数据的统计分析，验证了干扰信道条件下频率分布具有“多孔性”和各频点干扰电平具有“瞬时”稳定性，提出基于干扰电平最小的短波自适应实时选频算法。
该算法根据信道的干扰情况自动调节选频门限，能够更精确地反映短波信道干扰情况的实时特性，选频精确度更高，具有抗“突发性”干扰能力。
最后通过实验仿真证明此选频算法是正确的、可行的。
实时选频，短波信道，自适应选频算法，抗干扰通信
短波自适应通信技术主要是针对短波信道的缺陷而发展起来的频率自适应技术，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，使短波通信链路始终在传输条件较好的信道上。
短波选频的目的是为了在当前十分拥挤的短波干扰信道中寻找出能可靠通信的频率，即“安静信箱”，这就用到了实时信道监测与分析技术。
实时信道监测与分析主要解决的问题是利用干扰信道条件下频率和时间的“多孔性”分布特征，实时寻找未受干扰的“安静信箱”。
然后使用这些被选出的安静信箱进行数据通信。
频率自适应根据功能的不同可以分为两类：通信与探测分离的独立系统和探测与通信为一体的频率自适应系统。
融探测与通信为一体的短波自适应通信系统是近年来微处理器技术和数字信号处理技术不断发展的产物。
该系统对短波信道的探测、评估和通信一起完成，能实时选择出最佳的短波通信信道，减少短波信道的时变性、多径性和噪声干扰对通信的影响，使短波通信的频率随信道变化自适应地变化，确保通信始终在质量最佳的信道上进行。
频率自适应系统根据是否发射探测信号可分为主动选频系统和被动选频系统，主动选频系统需要发射探测信号来完成自适应选频；被动选频系统不需要发射探测信号而是通过某种方法计算出信道中的可用频段，进而在该可用频段内再通过某种算法测量出若干个安静频率作为通信频率。
由于被动选频不需要发射装置，接收简单、成本低。
通常在选择出可用频率（安静信箱）后所采用的通信方式是一种瞬间通信方式，这种通信方式是把自适应选频技术、高速调制解调技术和分组报文及分组跳频技术相结合的一种高频自适应抗干扰通信系统。
当发送信息时，将数据信息分组后在瞬间突然发出，每次发送的信息时间短，频率更换频繁，而且每个频率点在短时间内不会重复使用，又因为可用频率（安静信箱）的选择具有随机性，因而通信过程具有随机性和短暂性，不容易被干扰、跟踪，从而达到抗干扰的目的。
通过对短波信道实际采集数据的统计分析，可知短波信道在任意时刻都有干扰较小的频点，验证了干扰信道条件下频率分布具有“多孔性”，各频点干扰电平具有“瞬时”稳定性，提出基于干扰电平最小的短波自适应实时选频的算法。
自适应实时选频的基本思想是利用干扰信道条件下频率的“多孔性”分布特征，实时寻找未受干扰或干扰较小的“安静信箱”，然后使用这些被选出的安静信箱作为下一时刻的可用通信频率，以12秒为一个时间单位作为选频周期，前12秒内完成选频任务，后12秒使用前12秒选出的频点作为安静信箱用于通信。
在256KHZ通带内进行FFT，每隔1KHZ抽取一个频率点，在12秒内进行统计平均，找出连续5个抽样频率点（5KHZ）电平小于门限电平的频率点，将其中心频率定义为“安静信箱”，依据此方法选出12个“安静信箱”作为可用频率点，记录具体频率和干扰电平类别，信道干扰类别可以衡量此频点所对应的信道的优劣，以便于根据信道的干扰强度调解选频门限、通信速率等参数。
通过前面的统计分析结果可知，短波信道确实还存在相当数量的“安静频点”，但这些频点只有通过实时选频才能发现，为此提出实时选频算法。
在选频周期内，通过短波接收机连续扫描短波信道的某一被选频段，获得NN个频率的平均值P1，P2，……，PNN，求出P1，P2，……，PNN中每个连续BKHZ（B取3～5）的平均功率Pa1，Pa2……，Pann-（B-1）。
设要得到的H 个安静频点的频率值为fu1、fu2、……、fuH。
获得fuk，k=1，2，……，H的方法如下：
先找出Pa1，Pa2，……，PaNN-（B-1）的最小值MinK，从Pa1，Pa2，……，PaNN-（B-1）找出所有满足Pai≤MinK+Vths，i=1，2，……，N-（B-1）的频率点f11，f12，……，f1MM，中随机抽取一个频率值作为H个安静频点的第一个频率值fu1。
使用相同的方法获得fu2，fu3，……，fu12。
此算法能够保证fu2，fu3，……，fu12彼此之间有一定的频率间隔，以免出现fu2，fu3，……，fu12过于接近，不利于躲避追踪和干扰。
其中Vths定义为选频判决门限，且Vths≥0。
当Vths为0时选择出的H个频点是被选频段中干扰最小的H个；当Vths不为0时，不能保证所选择的安静频点的干扰值最小，但可以保证安静频点干扰值的波动范围最大不会超过Vths，同时带来的好处是所选择的安静频点fuK的频率位置具有了更好的随机性，Vths越大随机性越好，通信时不容易被跟踪，增强了抗干扰能力。
这是以牺牲安静频点的性能为代价的，只要选频判决门限Vths选择合理，安静频点的性能不会有大的影响，这种代价是值得的，而且Vths根据信道的干扰情况具有自动调节的功能，当频段内的干扰信号比较强、安静频点比较少的时候降低Vths的值，甚至降到0，以免所选安静频点的性能太差而影响正常的通信；反之当频段内的干扰信号较弱、安静频点较多时，可以增大Vths，使可用频率的位置获得更好的随机性。
即使是Vths 为0 的时候，fuK的频率位置仍然具有一定的随机性，因为信道各频点的干扰电平在短时间内本身就具有随机性。
结束语
通过短波信道大量采集的数据，统计分析了短波信道的干扰及稳定性情况，
验证了干扰信道条件下频率分布具有“多孔性”和各频点干扰电平具有“瞬时”稳定性。
得到了“安静频率”随时间的变化情况，并根据选频方案确定了自适应实时选频算法，这种算法能够实时检测短波信道的干扰情况，发现信道中的“瞬时”可用安静频点。
实验证明，该算法能够准确寻找出干扰较小的可用频率点，因此若在中长期频率预测的基础上，使用此选频算法实时选出可用频率，并在此可用频率稳定时间之内完成通信，即可实现抗干扰能力很强的短波通信。
参考文献
[1]陆建勋.瞬间通信的原理和应用.全国数字通信学术会议论文集（上）
[C] .1990
[2]陆建勋.信息战条件下的高频通信新体制研究.现代军事通信[J] .1999（24）。
