超宽带通信技术及其在军事通信方面的应用探究

2019-02-13孙荣辉顾玉全

数字通信世界 2019年5期

孙荣辉，顾玉全，闫东

（1.中国人民解放军66184 部队，保定 074200；2.中国人民解放军66336 部队，保定 074200）

超宽带技术建立在无载波体制、单载波超宽带体体制与多载波超宽带体制的基础之上。无载波体制可以让超宽带通信技术应用于超窄脉冲通讯领域。多载波超宽带机制可以让超宽带通信技术在传播效果与传播速度方面具有一定的优势。现阶段超宽带通信技术在民用通讯设备领域已经取得了一定的成就。现阶段这一技术已经开始在军事领域得到应用，对这一技术在军事通信方面的应用情况进行探究，有助于这一技术的创新发展。

1 超宽带通信技术中的关键技术

1.1 高速信号处理技术

超宽带通信技术及的传输速率可以达到几百兆bps，随着这一技术的不断发展，未来超宽带通信技术的传输速率可以达到几千兆比特每秒。OFDM 技术是超宽带通信技术的高传输速率的保障因素。OFDM 系统的调制与解调可以借助FFDT/IFF 实现。在实际运行过程中，OFDM 系统需要使用100个子载波，系统需要对每一个子载波进行FFT/IFF 运算[1]。光信息处理技术与超宽带通信技术之间的结合，可以让OFDM 系统的峰值运算成本得到有效控制。

1.2 超窄脉冲产生技术

超宽带通信技术的应用，让lns 量级信号脉冲成为了信息调制载体。超窄脉冲产生技术也在超宽带通信技术中发挥着较为重要的作用。这一技术可以为输出超窄脉冲的周期和宽度的可控性提供保障。

1.3 超宽带数据采样技术

超宽带数据采样技术中应用的采样技术包含有时域并行采样技术、频域并行采样技术和欠采样技术等多种技术。上述技术在通信领域的应用，有助于多个通道采样点的相位准确性问题的解决。

1.4 精确定时技术

精确定时技术也在超宽带通信技术中发挥着较为重要的作用。基于超宽带通信技术的通信系统可以被看作是时域信号通信系统，该系统的定时精确度可以达到亚纳秒级或皮秒级。

2 超宽带通信技术的特点

2.1 传输率高

根据前文论述，超宽带通信技术具有较强的数据传输能力。随着半导体技术的不断发展，光处理技术、阵列处理技术与超宽带通信技术之间的融合，可以让超宽带通信技术支持高容量无线通信的能力得到强化。

2.2 系统结构简单

基于超宽带通信技术的通信系统无需传统通信所需的变频器、本地振荡器及混频器等设备。故而此种通信系统的体积相对较小，系统结构较为简单。超宽带通信技术的信号处理方式也具有简单化的特点。

2.3 功耗低

超宽带通信技术的冲击脉冲宽度为纳秒量级。在这一技术应用于通信领域以后，通信系统可以在占用较低的占空比的情况下，提升信息传输速率。根据一些研究者的研究结果，超宽带通信技术的平均发射功率较低，同传统通信技术相比，在传输速率相同的情况下，超宽带通信技术的功耗仅为传统技术的1/10至1/100。

2.4 隐蔽性良好

基于超宽带通信技术的通信系统的发射功率频谱密度较低，系统所发射的信号可以隐藏于环境噪声和其他信号之中，在战争环境下，超宽带通信技术可以表现出隐蔽性良好与截获率低的优势。在信息化战争时代，超宽带通信技术为通信网络在战争环境下的稳定运行提供保障。

3 超宽带通信技术在军事通信领域的应用

3.1 超宽带通信技术在军事通信领域的应用现状

超宽带通信技术在军事通信领域的应用，可以让这一技术在战争环境下所具有的优势得到有效发挥。如针对这一技术所具有的系统结构简单的优势，军队通信系统研发者可以将这一技术应用于单兵装备之中。为避免地方情报人员窃取信息情报的行为，军队指挥机关也可以将这一技术应用于室内环境[2]。以美国军队为例，早在20世纪60年代，美国国防部门就确立了超宽带通信技术应用于国防军事领域的技术基础。现阶段美国国防部门所研制的超宽带通信系统包含有以下内容：一是，基于超宽带通信技术的无人飞机与车载雷达；二是，可高速移动的超宽带通信系统自组织网；三是，战场防窃听网络。超宽带通信技术设备的成本较为低廉，美国海军拟将此类设备应用于海外军事基地。除美国以外，英国、俄罗斯和法国等国家也开始在通信系统及雷达系统等方面对超宽带通信技术进行研究。2004年以后，我国学术界也开始对此类技术对于应用情况进行探究。

3.2 超宽带通信技术在军事通信领域的应用前景

超宽带通信技术在数据传输方面具有一定的优势。在信息化战争环境下，这一技术也将应用于军用高速骨干网和侦查/监视数据链体系的建设过程中。在短距离通信方面，超宽带通信技术可以替代以铜线电缆互连为主的传统通信连接技术。在设备参数加载维护方面，超宽带通信技术也可以替代无线USB 应用。可以说，在军事通信领域，超宽带通信技术可以发挥出提升通信操作自由度的作用。在实战环境下，舰船甲板与复杂地形环境也会成为高速数据通信的制约因素。舰船甲板与复杂地形对数据通信速度的影响与多径效应有关。在未来一段时期内，超宽带通信技术的抗多径能力也会得到强化。