在通信領域對于傳輸的超窄帶以及通信的縮頻體制應用

韓吉霞+宋紀元+李浩亮

摘要：本篇文章將VMSK和VWDK作為代表對于超窄帶的高效調制進行了闡述，進而提出了對于傳輸帶寬進行壓縮的縮頻的通信領域的體制的創(chuàng)新應用，還對于這方面可能用到的應用進行了探討。

關鍵詞：通信領域；縮頻應用；超窄帶；調制的高效

通信在發(fā)展過程中，應該注意對于頻率這種寶貴資源最大成度的研究與應用，比如對于頻譜的傳輸能不能最大限度的實現、通信系統(tǒng)在縮頻體制能否實現、該體制如果實現有什么特點、又如何可以更好的實現、發(fā)展的前景會不會好等等。超窄帶在通信領域中的應用本身作為一種科學技術，值得我們對以上問題進行研究，但是要注意將辯證法作為基礎。

1 頻譜壓縮的最大上限

當下人們已經充分認識到擴展頻譜對于通信的好處，不僅如此擴頻通信已經被廣泛的投入應用，更甚至現在人們在追求頻譜的進一步變寬的超寬帶的通信應用。通過發(fā)送超窄的脈沖串來達到超窄的波形在時域中對應的超寬的帶寬最終實現超寬帶基帶。而這其中的很多時間會產生空白的噪聲也就是我們所說的和時域相關的沖激函數相對應的無線的帶寬；還有一種情況是緊縮成一條不是零的頻譜線（它是由信號頻譜轉化而來的），在理論上講寬帶為零時會導致能量的高度集中，此時由于原本的時域形狀的波形轉化為一個單純的正弦波而導致這種情況下無法進行有效信息的傳遞。

假如由時域形狀的波形無限延伸而產生的單純正弦波的頻率可以一直保持一個固定值，只有相位、波形、對稱性或者形狀發(fā)生很小的變化，這種情況下的頻譜的能量依舊大多數都集中在載頻上面，與此同時波形兩旁也會有和隨機的抖動相對應的連續(xù)譜出現，除此之外還會出現離散譜線在載頻率的和諧波處，以上的一切都是對于信號和數據進行研究分析后才得出的結果。諧波的離散譜和連續(xù)普由于波形的形狀抖動不是很大的原因，這兩者的能量遠不及載頻的能量。因此，如果可以使有用信息對載波的波形狀的微小抖動進行控制的話，就可以使用于信息傳遞的頻譜得到最大程度的壓縮，與擴頻通信密切相關的、形成明顯對比的縮頻通信技術也會隨之實現。

2 超窄帶的現實意義

窄帶傳輸或者超窄代的信息傳輸是縮頻最終的目的。在通信的傳統(tǒng)模式當中，即使使用了窄帶信息傳輸也是經過調制后的一邊的用于傳輸的帶寬比信號基本帶的帶寬要窄。在數字通信領域當中，特別是在網絡的計算機信息傳輸過程中，大家對于帶寬這個詞常常沒有一個準確的理解和定位，在很多人看來帶寬就是高速。但是事實上并不是這樣，數字傳輸在一定程度上是實現了信息的高速傳播，然而一旦技術落后無法作為高速傳輸的條件，帶寬就無法實現相關的高速；甚至對調制方法的高效方面來講，帶寬就不是高速的必須的條件。因此會有一個考核的指標，就是在每個頻帶里傳輸的碼率。

到底什么才是超窄帶，對于這個全世界都沒有準確的定義，但是有一個基本前提是對于頻帶的利用率大于十一B每秒每赫茲。但是通信領域里喜歡把本來的稍微多一點說成是遠大于的特性，所以窄帶和甚窄帶通信，本文所說的只是頻帶的利用率應該大于三十B每秒每赫茲。

3 關于超窄帶能否實現

根據與信道相關的容量公式得知，現在的通信設備對于頻帶的利用尚達不到那么高的要求、那么高的功率。所以，在傳統(tǒng)上的信息論和經典的通信理論，超窄帶只能是想想而無法實現。為了解決相關問題，為了將頻帶的利用率提高，要求我們將數字信號的調制也提高，達到模擬當中的信道效率?，F在的有關調制技術是最大程度上的增加空間信號的點數。

4 關于超窄帶通信現在面臨的問題和設計思路

如果可以實現信號傳輸的碼率和通信載頻在數據上相等話，就可以實現超窄帶的基本設計技術，這其中的關鍵又是最大程度的縮減已經被調制的載波的帶寬。這在很多人看來是一種很傳統(tǒng)的方式，這在通信工程師和科學家等專業(yè)人士眼中又太過于簡單和經典，對這種方式的可操作性進行懷疑。

在這種方法的指導下，美國進行進一步研究，最后取得了成果并且實現了較高的頻帶的利用率。這在現在已經成為美國的一項調制的專利，現下已經廣泛的應用了，這種技術對于當下的發(fā)展中國家包括我國的市場的搶占情況已經十分嚴重。這種技術的信號在矩形波和三角波的基礎上經過過濾之后才會成形，這種調制方式很高效，關鍵在于讓已經調制的信號和正弦信號保持最大相似度。

5 超窄帶在實際通信中的應用

主要應用于帶寬不夠的信道，可以實現功率較大的應用。主要有以下的應用：

第一，應用于現代新型軍事通信領域的干擾，與之相關的技術以及變成現實中的實際應用，沖擊著原有、傳統(tǒng)的通信觀念、理論和應用，在現在的新型軍事通信領域的抗干擾的方面有很多的應用前景，比如：偽裝和示例、利用富裕的碼率進行的強力糾錯、最低限通信和帶內擴頻、信息隱藏等。

第二，應用于新型的廣播和通信體制，移動通信中的多媒體業(yè)務是不會相互對稱的，它往往都是高速的，來實現各個角落的高速網絡下載，上行卻只用有低俗的語音就好。下行功率能夠絕對保證主要是因為它是由基站發(fā)射，但是上行由移動終端發(fā)射，功率不能夠得到保證，所以需要一種新的體制來保證效率。除此以外，無線的廣播電臺、電視臺的載頻沒有信息的攜帶，可是擁有很高的功率，可以從這個角度解決上述的問題。

第三，應用于接入的高速性和增加系統(tǒng)的容量，使用相關的電纜增容，已達成上網速度的提升和傳輸速率的增加。

第四，應用于信道的帶寬受到限制的，潛水艇在水下的報文傳輸常常借助于低頻傳輸或者是超聲波傳輸，主要是因為電磁波在水下的衰減。這就導致了傳輸效率的低下。除此之外，短波具有廣大區(qū)域的覆蓋性，可是其帶寬窄、信道的條件差，因此傳輸速率也不是很高，使用高速短波來進行傳輸，可以達到圖像的傳輸。與之相似的還有高數據的電力線傳輸。

6 結論

縮頻和擴頻相對應，超窄帶和超寬帶成為兩種通信的極端特例，硬件的制作和技術的實現上，后者可能更容易一些，然而前者的理論更加耐人尋味，對通信領域的影響和改變也將更大。

作者簡介：

韓吉霞（1995—），女，漢族，黑龍江省肇東人，電氣工程學院專業(yè)，自動化。