虚拟短波/超短波通信系统的关键技术研究

张玉波 李志达 沈延峰

【摘要】 由于虚拟无线电技术的出现，使得虚拟通信系统达到了基本的构成，此外，本文对超短波地波信号作为经典信道进行了研究。本文主要内容包括虚拟系统的关键技术、基本原理及其解决方法，同时给出虚拟短波试验系统和超短波通信试验系统。

【关键词】 短波 超短波 虚拟通信系统

首先，线性调制的原理是一种频谱搬迁原理，它把虚拟通信系统作为基带系统。本文把超短波地波传播信道为经典信道进行一次基带等效的研究；并且探讨了虚拟通信系统的组成一级电台的实现原理。其次，按照虚拟现实的原理，探讨了虚拟短波/超短波通信的关键技术和它的解决方法。虚拟通信系统拥有逼真的效果，它的关键在于实现信道对于语音信号有着很大的真实影响，因为通信环境是虚拟信道模型参数的关键所在。环境参数和实际的模型的关系一般用函数是表达不出来的，有时候是实测曲线，所以数据库都是让计算机的自动模型参数的查询和储存，所以它的数据库的建立也是关键所在。保证系统地实时性和逼真性，就必须找一个可靠稳定快速的平台去实现整个系统，这是关键技术之三。最后，它的通信试验系统，对本身的结构和它虚拟信道、虚拟电台两个模块的组成以及工作原理进行了探讨，同事对主要的性能做了实验，结果表明了其关键技术实现的可行性和正确性。

一、等效基带信号系统

通信系统中，信源输出的图像信号、语音信号都是低通信号，它的特点是直流分量低通频谱，而它最高频率最低值大于1，并且，在频谱地段分布的能量较大，所以称之为基带信号。它可以通过电缆、架空明线等有线信道直接传输，不过不可以在无线信道传输。另外，即便能够在有线信道传输，但是一对只能传输一路，对其的利用很不理想。为了能够让基带信号像无线信道哪样传输，同样也为了让有线信道一起传输很多基带信号，就要用到解调和调制的技术。调制指从发送端内搬移给定信通道基带信号的过程。解调是指接收端把搬到定信内的频谱还原成基带信号。

二、虚拟短波天波信道模型参数的确定

电离层拥有随四季、昼夜而变的物理特性。它的逼真效果主要在接受的语音信号体现出来的因为时间而变化的影响。这种影响通过参数的改变去实现。所以，它的逼真度的关键所在是因时间地点而变化的环境参数去确定模型参数。

不过短波模型的参数和环境参数间没有确定的关系，因此由于环境参数直接计算的模型参数不是轻而易举的。

三、最高可用频率

最高可用频率是指通信距离下，电波传出电离层和返回地面的临界值，假如频率比这个临界值高的话，那么电波穿过电离层，就不会反馈到地面。最高可用频率也和反射层的电离密度有着关系，所以，只要是影响到电离密度的因素，都会利用最高可用频率的数值。如果通信线路选择最高可用频率作为工作频率的时候，因为只有一条路径，所以通常情况下，可能会获得最好的接收。因此，可用工作频率选择短波通信电路，是非常重要的。

四、虚拟信道模型参数数据库的建立

按照虚拟短波/超短波信道模型参数的研讨，得出的模型参数的选择和环境参数有着很大的关系，其中的环境参数指时间、日期及地理位置等。这种关系一般不能用确定的函数表达出来，只可以用一些图描述出来。在环境参数确定出模型参数的时候，不可能进行人工查图表，所以应该把这些图表中的数据以数据库的方式存到计算机里面，就可以自动计算出模型参数。

五、虚拟短波/超短波通信系统平台的构建

实现所有虚拟通信系统，电台的语音数据都要在虚拟信道处理。通信部队的训练都是以很多电台对通信的集中训练为主要目的。要是多电台对通信，首先不知道双方都是谁，但是串口通信必须要提前布线；而且虚拟信道的数据处理工作量很大，所以以串行通信显然不能保证它的实时性和逼真性。因此找到一个可靠、迅捷、稳定的平台去实现虚拟通信系统，是虚拟短波/超短波通信系统平台的关键技术之一。

六、虚拟短波/超短波通信系统平台的功能

服务器主要有三大功能：1.网络管理。负责系统的数据传输及网络管理。2.数据管理。对所有的虚拟信道模型参数进行储存兵对其进行数据管理和查询。3.用户管理。主要设置及组织虚拟干扰机和虚拟电台，就是指挥虚拟电台去进行通信，分配虚拟干扰机去进行干扰；数据库管理功能的查询到的信道参数以及每个电台送来的各个参数去进行相应的处理和配置；按照信道参数以及每个电台送到的虚拟干扰机的数据和语音数据去进行处理。

参 考 文 献

[1] 秦春木. 手持式超短波通信平台硬件设计与实现[D]. 电子科技大学 2012

[2] 吕争. 安卓嵌入式平台中的超短波通信软件设计与实现[D]. 电子科技大学 2012

[3] 张忠连. 超短波通信系统射频前端电磁防护技术研究[D]. 电子科技大学 2010

[4] 李照帅. 超短波通信静噪关键技术研究与验证[D]. 电子科技大学 2012

[5] 何玉洁. 超短波通信设备转信系统通信控制器的研究与实现[D]. 武汉理工大学 2010