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1、最低限度通信技术研究科技论文最低限度通信技术研究张津津罗武忠摘要:本文基于最低限度通信的特点,针对MIL—STD一188一l10A/B中稳健75bps~形进行了性能和机理分析,确认此信号模式是专门为最低限度通信设计的.提出用软解扩方法解调MIL—STD-188—110A倡中75bps信号的思路.通过试验仿真比较,该方法的信噪比门限为一5dB,比常规方法的信噪比门限降低了18dB.关键词:最低限度通信短波软扩频软解扩1最低限度通信的军事需求与应用背景从近十几年发生的现代高科技条件下的局部战争可以看出,争夺制电磁频谱权的电子对抗已经成为继海,陆,空之外的第四维战场.在摧毁和干扰的双
2、重威胁下,军事通信系统的"顽存性"受到前所未有的挑战.所谓"顽存性",是指军事通信系统在电子对抗条件下继续生存并完成通信任务的能力.系统的顽存性与抗毁性,抗干扰能力,网络拓朴结构和组网能力等多种因素有关.最低通信能力和最低限度通信能力是衡量军事通信系统"顽存性"的两个重要指标.其中,最低通信能力,指军事通信装备和系统在双重威胁条件下,能保证的最低平均信息通过率;最低限度通信能力强调的是战场需求,指在摧毁和干扰双重威胁条件下,保证战场各作战单元最基本信息传递的通信能力需求,也是维持战场指挥的最低通信需求.对于一个国家和军队来说,最低限度通信是十分重要的.但是要实现最低限度通信能力
3、,必须研究能够抵御摧毁和干扰双重威胁的有效的通信手段和相应的关键技术.在军事通信中,目前远距离无线通信的两种主要手段是卫星通信和短波通信.卫星通信是利用卫星作为中继而进行的通信.短波(HF)通信是利用短波波段(频率1.5M~30M~),通过电离层反射来进行远距离通信的一种无线电通信手段.短波的反射媒质"电离层"不易被摧毁,卫星在战争期间易被干扰或阻塞,甚至被摧毁而失去通信能力.尽管短波信道存在着衰落,易受干扰等缺点,但是对军事通信来说,短波的廉价性,隐蔽性,顽存性,机动性和灵活性是卫星通信手段所无法代替的,可以在实现最低限度通信方面发挥重要作用.在抗干扰方面,短波信道易受干扰,
4、必须找到相应的技术解决这个问题.2MIL-STD.188.110A,B中稳健75bps波形的最低限度通信性能分析2.1MIL.STD一188.1lOA/Bqa稳健75bps波形简介在MIL—STD一188—1IOA/B中描述了一个非常稳健的低速波形,其信息数据率只有75bps.图1示出了稳健75bps波形的发射机框图.卷积编码器(Rc=l/2),分组交织器,8-PSK加扰.和协议中其它波形不同的是除了初始的同步码外,没有已知符号,并且编码比特是通过正交Walsh函数调制的.电信技术研究2007年第12期信息图1MIL.STD.188.1l0A/B中…-~一一"一一21-射机框图
5、在符号映射时,是通过正交Walsh~制,每2个连续编码比特和+映射到四个walsh函数之一,产生32个BPSK信道符号,称为Walsh符号,符号映射规则如表1.这就意味着每信道符号的编码比特数Q=2/32=1/16.因为没有训练符号,帧格式的效率为Rr=1.符号速率=2400Bd.得出信息数据速率为=ReQR厂=75bps.信息比特wlalsh符号a.普通设置下O00000重复8次010404重复8次100044重复8次ll0440重复8次b.特殊设置下0000004444重复4次0104044040重复4次1000444400重复4次l104404004重复4次2.2波形的最
6、低限度通信性能分析从上小节对MIL.STD一188—110A/B中稳健75bps波形的介绍中可以看到,协议是用符号速率为2400Bd的串行高速8PSK来传输信息速率只有75bps的数据,调制到1800Hz的载波上,信号频率范围为300-3300Hz,占用带宽3000Hz,因此,此75bps通信模式属于最低限度通信.根据香农公式C=Blog2(1+N)b/s(1)MIL.STD-188.110A/B中75bps波形模式下,信道容量C:75b/s,带宽B=3,N:o.01748即10log(o.01748):一17.6拈,表明系统能在很低的信噪比下工作.另一方面,MIL-STD-1
7、88-1IOA/B协议中常用2400bps波形,以此为例,该75bps波形由于降低信息速率而获得信噪比改善为10log2400/75:15.1.根据第1节对最低限度通信的分析,MIL—STD一188-1lOMB中稳健75bps波形模式符合最低限度通信抗摧毁和抗干扰的要求.我们认为协议中此模式是专门为最低限度通信设计的.2撇了列码]●.●一一一数一一列一一科技论丈3MIL-STD.188.n0A/B~稳健75bps波形通信机理分析3.1软扩频软扩频技术又称为缓慢扩频技术,是从直接序列扩频技术与
