一种基于短波窄带波形的通信系统技术方案

本发明专利技术属于短波通信技术领域，公开了一种基于短波窄带波形的通信系统，采用更窄带宽的短波通信信号设计方法，通过减小信号传输带宽，降低带外噪声影响，提高单位赫兹功率谱密度、改善短波通信数据传输性能；可直接应用于现短波通信设备，具有抗干扰能力强、稳定可靠、适应性强等优点，能够进一步提升现有短波通信设备性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于短波窄带波形的通信系统
本专利技术属于短波通信
，尤其涉及一种基于短波窄带波形的通信系统。
技术介绍
短波通信主要依靠电离层发射进行通信，电离层信道是一种时变色散信道，其特点是路径损耗、时延散布、噪声和干扰等都随频率、地点、季节、昼夜的变化不断变化。因此，通信噪声和空间干扰是接收机不可避免的重要问题，设计研发人员根据短波通信的特点，一直致力于数据传输可靠性的研究，但是由于短波信号受天气、地形等因素的影响较大，从抗噪声性能方面很难有较好的办法解决该问题。传输性能无法进一步提高，技术水平达到瓶颈状态。在近距离范围内窄带波形与其他波形的性能差别不大，而在远距离天波环境下，由于窄带波形带宽较窄，在相同的干扰以及噪声等环境因素下，落入波形带宽内的无用信号较少，这样接收机受到的影响较小。另外，设计人员通过技术手段可以尽量减少有用信号的叠加损失，这样一来，窄带波形在天波环境下具有非常明显的优势。现有的短波发射机、接收机一般利用3KHz带宽的波形进行通信，该波形在短距离通信中受到环境因素的影响较小，现有的调制解调技术可以满足指标要求。现有的短波波形技术在实际使用过程中，受到频率、纬度、天气、昼夜等环境因素的影响较大，导致信号传输质量不高，甚至影响信号的正常接收，降低了短波可通范围，尤其在距离拉远后，在凌晨1点至3点之间，数据传输性能不可靠的问题开始突显，严重制约了短波通信距离的发展要求。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于短波窄带波形的通信系统，能够保证短波数据传输的可靠性，扩大了短波通信的半径。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案予以实现。一种基于短波窄带波形的通信系统，所述通信系统至少包括：发射机和接收机，所述发射机中设置有依次连接的发送数据处理单元、发送成型滤波器和信道单元；其中，所述发送成型滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述接收机中设置有依次连接的信道单元、接收低通滤波器、带通滤波器和接收数据处理单元；其中，所述低通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内，所述带通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内。本专利技术技术方案的特点和进一步的改进为：(1)在所述发射机中：所述发送数据处理单元，用于将待发送数据分为多个数据帧，并完成待发送数据的编码、交织、walsh扩频、扰码以及基带波形的调制；所述发送成型滤波器，用于完成波形成型，并限定待发送波形的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述信道单元，用于完成载波频率的上变频操作，使所述载波频率为2MHz～30MHz之间，并通过射频模块将所述载波频率发送出去，形成天波波形。(2)在所述接收机中：所述信道单元，用于捕获天波波形，进行AD转换，完成载波频率的下变频操作，把高频信息转换到DSP单元可以处理的基带信息；所述接收低通滤波器，用于对接收波形进行带宽抑制；所述带通滤波器，用于滤除1kHz到1.5kHz带宽外的波形数据；所述接收数据处理单元，用于完成数据同步、信道估计和信道均衡，确定同步位置，完成去扰码、解walsh、解交织运算，最后完成译码操作，得到有用数据。(3)所述发送成型滤波器的滤波带宽为1.24kHz，所述低通滤波器的滤波带宽为1.24kHz，所述带通滤波器的滤波带宽为1.24kHz。(4)所述所述发送数据处理单元，用于将待发送数据分为多个数据帧，其中，每个数据帧的帧结构依次包括：一个同步报头序列、一个报文起始序列、多个交替重复的分段数据序列和对应的同步报头序列，以及最后一个分段数据序列后的报文结束序列；其中，每个同步报头序列包含80个符号位，所述报文起始序列包含32个比特位，所述分段数据序列包含176个符号位，所述报文结束序列包含32个比特位。(5)所述分段数据序列包含四个未知数据序列和三个已知数据序列，且每个未知数据序列和每个已知数据序列交替重复，其中，每个未知数据序列包含32个符号位，每个已知数据序列包含16个符号位。(6)所述同步报头序列，用于携带位同步信息和载波同步信息；所述报文起始序列，用于表示开始传输分段数据序列；所述分段数据序列，用于传输数据信息；所述报文结束序列，用于表示所有分段数据序列传输结束。本专利技术技术方案为解决特殊场合下的短波通信应用问题，提出了一种采用更窄带宽的短波通信信号设计方法，通过减小信号传输带宽，降低带外噪声影响，提高单位赫兹功率谱密度、改善短波通信数据传输性能；可直接应用于现短波通信设备，具有抗干扰能力强、稳定可靠、适应性强等优点，能够进一步提升现有短波通信设备性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种短波窄带波形帧结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的副载波调制示意图；图3为本专利技术实施例提供的发送成型滤波器的时域波形和频域波形示意图；图4为本专利技术实施例提供的接收低通滤波器的时域波形和频域波形示意图；图5为本专利技术实施例提供的带通滤波器的时域波形和频域波形示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供一种基于短波窄带波形的通信系统，所述通信系统至少包括：发射机和接收机。所述发射机中设置有依次连接的发送数据处理单元、发送成型滤波器和信道单元；其中，所述发送成型滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述接收机中设置有依次连接的信道单元、接收低通滤波器、带通滤波器和接收数据处理单元；其中，所述低通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内，所述带通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内。需要补充的是，在所述发射机中：所述发送数据处理单元，用于将待发送数据分为多个数据帧，并完成待发送数据的编码、交织、walsh扩频、扰码以及基带波形的调制；所述发送成型滤波器，用于完成波形成型，并限定待发送波形的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述信道单元，用于完成载波频率的上变频操作，使所述载波频率为2MHz～30MHz之间，并通过射频模块将所述载波频率发送出去，形成天波波形。还需要补充的是，在所述接收机中：所述信道单元，用于捕获天波波形，进行AD转换，完成载波频率的下变频操作，把高频信息转换到DSP单元可以处理的基带信息；所述接收低通滤波器，用于对接收波形进行带宽抑制，减少空中信道传输过程中带来的噪声影响；所述带通滤波器，用于滤除1kHz到1.5kHz带宽外的波形数据，减少带外干扰带来的影响，作为接收低通滤波器的补充，进一步提高了该传输波形的抗干扰性能；所述接收数据处理单元，用于完成数据同步、信道估计和信道均衡，确定同步位置，完成去扰码、解walsh、解交织运算，最后完成译码操作，得到有用数据。优选的，所述发送成型滤波器的滤波带宽为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于短波窄带波形的通信系统，所述通信系统至少包括：发射机和接收机，其特 征在于，所述发射机中设置有依次连接的发送数据处理单元、发送成型滤波器和信道单元；其 中，所述发送成型滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述接收机中设置有依次连接的信道单元、接收低通滤波器、带通滤波器和接收数据 处理单元；其中，所述低通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内，所述带通滤波器的 滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内。

【技术特征摘要】
1.一种基于短波窄带波形的通信系统，所述通信系统至少包括：发射机和接收机，其特征在于，所述发射机中设置有依次连接的发送数据处理单元、发送成型滤波器和信道单元；其中，所述发送成型滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述接收机中设置有依次连接的信道单元、接收低通滤波器、带通滤波器和接收数据处理单元；其中，所述低通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内，所述带通滤波器的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内。2.根据权利要求1所述的一种基于短波窄带波形的通信系统，其特征在于，在所述发射机中：所述发送数据处理单元，用于将待发送数据分为多个数据帧，并完成待发送数据的编码、交织、walsh扩频、扰码以及基带波形的调制；所述发送成型滤波器，用于完成波形成型，并限定待发送波形的滤波带宽为1kHz到1.5kHz的范围内；所述信道单元，用于完成载波频率的上变频操作，使所述载波频率为2MHz～30MHz之间，并通过射频模块将所述载波频率发送出去，形成天波波形。3.根据权利要求1所述的一种基于短波窄带波形的通信系统，其特征在于，在所述接收机中：所述信道单元，用于捕获天波波形，进行AD转换，完成载波频率的下变频操作，把高频信息转换到DSP单元可以处理的基带信息；所述接收低通滤波器，用于对接收波形进行带宽抑制；所述带通滤波器，用于滤除1kHz到1.5kHz带宽外的波形数据；所述接收数据处理单元，用于完成数据同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，
申请(专利权)人：江苏卓达信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32