周伟

摘要：短波通信技术，又被称为高频通信技术，其主要原理就是利用短波进行的一种无线通信形式。短波通信具有灵活机动、设备简单、重建较为容易且不易受地形因素影响等优点。OFDM能够将高速数据进行串并转换，由此可以使数据符号在子载波上的持续长度相应增加，有利于降低子信道信息速率，使其达到更好的抗干扰、抗噪声能力。基于此，本文就OFDM宽带短波通信关键技术，展开简要探讨。

【关键词】OFDM宽带 短波通信 关键技术

OFDM即正交频分复用，作为一种特殊的多载波传输方式，可以有效利用频谱资源；在OFDM中引入循环前缀，可以有效克服OFDM相邻块之间的相互干扰，能够维护载波间的正交性。目前，最为常用的短波通信规定有定频、慢速调频，其能够达到的高速率支持为：2400bps。最为常用的调制解调器有并行体制与串行体制两种其中并行体制的运行，是将数据通过并行分配的方式，使其在多个子载波上进行传输；而串行体制通过单载波调制的方式发送信息，同时在接收端通过信道均衡技术、频率分集技术、时间分集技术、长交织技术来对信道状态进行适时补偿。

1 关于OFDM宽带短波通信技术核心

OFDM技术的理论核心，是将一串高速数据分配到不同的子载波上进行传输，以此来实现降低传输速率的作用。由于传输速率的有效降低，傳输符号周期就会随之增大，导致抗信道弥散引起的多径延迟的影响程度增大。此外，从频域角度进行分析，同样得到这一结论，通过调制传输宽带，使其成为很多带宽较窄的子频带的组合，这样一来，信道特性在整个带宽中的表现，会呈现出频率选择特性，子带内则表现相对平坦。

OFDM作为一种特殊形式的多载波传输技术，由多个子载波构成，也可以认为是总带宽被分割为多个带宽大小相同的子信道。每一个子信道上的载波传输，在间隔一定时间在窗口内进行相互正交，由此可以得到子载波的运行模式以及OFDM技术的应用方式。基于模拟域分析方式，可以应用实际数字器件，对数字线号进行相应的数字处理，假定数字信号在发射机中发生离散作用时，OFDM的信号，依据模拟信号采样可以得到相关离散OFDM的表达式：

OFDM的关键技术主要包括短波信道同步技术以及短波信道均衡技术，其中短波信道同步技术是首要问题，在OFDM系统当中，为确保各个子载波之间至关重要的正交性，避免各子载波之间相互干扰，OFDM对信道同步的要求十分严格；而短波信道均衡技术，是对估计目标即信道中OFDM符号的所有子载波的位置进行信道特性估计，进而补偿，由此来消除短波信道对信号的告饶，正确调节接收信号。

2 0FDM宽带短波通信同步算法

2.1 同步误差对OFDM的影响

符号同步误差、载波同步误差、样值偏差对OFDM的性能，会产生一定影，由于符号定时产生的同步误差，很可能会引入符号间干扰；采样同步误差会使子载波的正交性无法保持，而时变的定时偏差会使其相位偏差，必须在信号接收是的到跟踪补偿。

2.2 时域符号同步计算

时域同步的算法有很多，但在OFDM的重复结构当中，经典的S&C算法，通过构造一个时域上的不同训练符号，进而完成过程的同步。

S&C算法由前导训练符号首先完成符号同步以及载波同步，并进行联合估计；首先进行的前导训练符号被用于符号同步作用，而第二个前导训练符号与上一个前导训练符号之间的估算方式，采用分数倍与整数倍的频偏估计。

s&c算法应用两个窗口内的信号互相关值，作为判决值；用两个窗口内的信号自相关值作为参考值。当信号发生时，其判决量会迅速上升，并持续一个训练符号长度的时间。这种经典算法的缺陷，是在峰值平台进行符号检测与到达检测时，用以遭受噪声以及外界时域的干扰，并进一步影响同步性能。

2.3 时域干扰抑制计算

抑制干扰能够有效降低对时域信号的影响，通过干扰预测，井信号中的预测干扰结果去除，能够得到期望的有效信号，并应用于以后的基带处理环节。一直干扰时域算法当中的经典计算方式，为现行预测法。

线性预测法的计算原理是通过设计横向滤波器，并将滤波器的零点以及接受端的信号谱极点位置进行一一对应。在干扰短波信道的情况下，接收端利用时域干扰抑制的计算方式，得到相对干净的接收信号，然后在利用S&C算法对其进行符号同步，以及之后的基带操作。这种算法同样存在缺陷，预测器的应用，带有极其复杂的系数计算，实际应用会带来很大的资源消耗，同时对训练服好的长度也有很高要求。

3 0FDM宽带短波通信均衡算法

在宽带短波传输过程中，在对信道的频率选择与时间选择上，多径衰落以及信道时变是其中无法避免的影响因素。在进行OFDM宽带短波通信均衡计算过程中，首先要进行的是信道估计，然后在对其进行相应的线性信道补偿。

3.1 0FDM的信道估计

可以大致分为盲信道估计与导在频符号辅助下的信道估计两种方式。盲信道估计，通过不发送冗余信息，利用循环前缀或者信号特性统计，它具有传输效率高、收敛速度较慢的特性，因此对信道的特性要求，保证变化时间远远小于收敛速度。以导频符号辅助为基础的的信道估计，其主要原理，是在数据部分进行一定比例的导频符号插入，这种算法的复杂度较小，结构也相对简单，具有很广泛的应用范围。进行信道估计时，可以在导频位置进行信道估计，也可以在所有位置进行信道估计，不同方式都有其对应的优势。

3.2 ZF均衡

频域均衡中，重要的均衡准则中有一条是峰值失真准则，其均衡目标使尽量减小估计误差，完全消除符号间干扰。这种均衡方式属于有一种迫零均衡，即ZF均衡，其方式简单，较为容易实现，但其对噪声的影响考虑不周，导致补偿缺失。在进行信道补偿时，会极大的影响子载波上的噪声，使子载波上的SNR趋向于零，因此，这种均衡方式在频谱深衰点上，很容易产生较大误差。

4 结束语

综上所述，本文对OFDM宽带短波通信的关键技术，即OFDM的同步技术与均衡技术进行了简要分析，由此我们可以了解到，当前的宽带短波通信技术当中，还有很多的缺陷对技术发展造成了阻碍，需要对其进行深入研究，并将实际应用作为考虑的重点，进行相应的技术完善与创新。

参考文献

[1]朱涛.OFDM在短波通信中的应用研究[D].电子科技大学，2014.

[2]董浩，基于协作通信的短波OFDM系统设计[D].北京邮电大学，2014.endprint