什么是 散射通信 zt
对流层散射通信

利用大气层中传播媒介的不均匀性对无线电波的散射作用进行的超短波、 微波超视距通信
01 结构物理特性
目录
02 主要特征
03 传播机制
04 特性
05 发展
散射通信是指利用大气层中传播媒介的不均匀性对无线电波的散射作用进行的超短波、微波超视距通信。根 据散射媒质的不同,散射通信一般分为对流层散射通信和电离层散射通信。散射通信中应用最多是对流层散射通 信。
传播机制
对流层散射现象的发现源于20世纪30年代,在实践中观察到了传播距离达到800-1000km,远远超出视距的超 短波、微波信号。由于频率太高,射向地面的超短波、微波频段的电波几乎无法在地表激起表面电流,这时地表 对于这个频段的电磁波而言相当于良导电体,电磁波在地表几乎全部反射而没有入射;另一方面,大气层中的电 离层处于等离子体状态,电离层由于拥有自由电荷且自由电荷随着空间高度的变化而不均匀,可以使射向天空的 频率较低的电磁波经过多次折射而返回地面,但是这个频率最高大概能达到50MHz,再高频率的电磁波将穿过电 离层进入宇宙空间。这意味着超短波及以上频率的电磁波既无法以地波的形式沿着圆形地球表面传播,也无法以 天波传播的方式经电离层折射返回地面,其传播方式为空间波传播,又称视距传播,传播路径类似于光路径,是 一条射线,不会发生弯折而发生超视距传播。即使考虑到大气折射效应导致的实际电波传播路径弯折,超短波和 微波的超视距效应也是非常微弱的,不可能显著超出视距传播到上千公里之外的地方。后来,有人用大气波导之 类的偶然因素来解释这种超短波、微波超视距传播,但随后的研究否定了这种理论。于是,人们提出了新的传播 机制来解释这种现象,即对流层散射传播机制。
但是,对流层散射传播机制具体是什么并没有一个定论,人们通过构造各种理论模型来解释这种传播,使理 论模型得出的数据尽可能地与实测数据相符。已经提出的机理主要有湍流非相干散射(散射理论)、不规则层非 相干反射(多模理论)和稳定层相干反射(反射理论)三种。这里首先了解大气物理中的一些相关概念,再引出 对流层散射传播的这三种机制。
数字对流层散射通信在民用的应用

数字对流层散射通信在民用通信的应用第一部分综述散射是一种自然现象。
我们知道,在地球的外围是厚厚的大气层,大气层分布着大量随机运动的不均匀介质,它们是大小不同和形态各异的空气漩涡、云团和片流层等。
由于这些不均匀物质的温度、湿度和压强与周围空气的不同,因而对电磁波的折射率也不同。
当发射天线辐射的电磁波通过这些随机不均匀介质时,其传输方向不再与以前一致,而是向四面八方发散,我们把电磁波经过大气中的不均匀物质后传输方向发生改变的现象称为散射,把这些不均匀物质称为散射体。
利用大气层中散射体对电磁波的散射和反射作用而进行的超视距无线电通信叫散射通信。
根据散射体在大气中所处的位置和来源的不同,散射通信又分为电离层散射通信、流星余迹通信和对流层散射通信。
电离层散射通信是利用电离层的 E层和 D层对超短波的散射和反射作用实现的超视距通信。
流星余迹通信是利用穿过大气层的流星形成的短暂电离余迹对超短波的散射和反射作用实现的远距离快速通信。
对流层散射通信是利用对流层中散射体对微波的散射或反射作用而实现的超视距通信。
由于大气中的散射体多集中在对流层,因此对流层散射通信成为散射通信的主要方式。
由于散射体既不受电离层变化的骚扰,又不怕雷电等恶劣天气的影响,即便在太阳黑子活动情况异常或是在磁爆、核爆炸等恶劣情况下,大气中的散射体也始终存在,因而散射通信具有抗破坏能力强、抗干扰性强、通信稳定可靠、保密性强等特点,尤其适合用在近海跨越海峡、海湾和岛屿及用于内陆跨越沙漠、高山、湖泊、沼泽和人烟稀少的边远地区的通信。
散射体的分布不是均匀的,散射能量主要指向电磁波原发射的方向。
接收天线收到的信号是发射天线与接收天线波束相交的公共散射体前向散射的信号之和。
电磁波在大气层中传播时,其能量除一小部分被散射体散射和反射外,其余大部分能量都会被吸收或穿透大气层进入太空,使收到的信号非常微弱,从而给信号的接收带来一定的难度。
为保证可靠通信,需要采用高增益定向天线、大功率发射机、高灵敏度接收机和抗衰落措施。
美军对流层散射通信及未来发展

美军对流层散射通信及未来发展外军了望一FoRElGNFoRCESoVERV":W用于Promi★李冬房朝辉段俊宏摘要:本文介绍了对流层散射通信的概念,美军对流层散射通信的应用,并对美军未来散射通信的发展作了分析和阐述.关键词:对流层散射通信美军AN/TRC一17《)一,对流层散射通信对流层散射通信是利用大气层中对流层中分布的不均匀介质如气旋云团等对电磁波的散射作用来通信的,它能够传输话音,数据,图像,传真等信号,是实现超短波和微波超视距通信的一种传统的,成熟的散射通信方式.对流层散射通信是典型的变参信道,具94国防科技02007.7有接受信号电平弱,信号快速衰弱,幅度起伏变化大,多径扩散大的特点.对流层是大气层的一个区域,其顶部位于地面上空+多公里处,并在不同的纬度地区有所不同.在中纬度地区约为1O_-12千米,而低(高)纬度地区较高(低) 些.在对流层中存在大量随机运动的不均匀介质:空气涡流,云团等, 当无线电波通过这种存在大量不均匀介质的对流层时,电波将受到折射,散射和反射.作为一种超视距通信技术,其单跳通信与传输速率,发射功率及天线口径有关,跨距可达几百至上千千米.对流层散射通信是大气层通信技术中的一种,被誉为现代战场的"机动兵".众多军事通信手段中,惟有大气层通信在任何时候都不怕敌方摧毁,因为按照目前人类掌握的技术来看还没有哪一个国家能将大气层摧毁.因此.大气层通信技术在现代军事通信中有着十分重要的意义,受到各国军队的高度重视.国外军事家断言,在现代战争情况下,作为战略通信网和战术通信网中的主要传输手段,对流层散射通信具有建站快,抗毁性强,机动性好,适应复杂地形能力强等特有的特点,是其他通信手段无法取代的.秉.发展二,美军对流层散射通信的应用在美国,除了国防战略通信系统中早就采用了不少对流层散射通信线路外,对流层散射通信已成为美国全球战略通信网的重要组成部分,主要用于跨越极区,海峡,湖泊,高山,沙漠等特殊地形进行通信.另外,在远程预警网中也应用甚广.在战术网中,对流层散射通信主要用于三军联合战术通信网(配备于集团军,旅级指挥机关)和保障战区的指挥通信网中. 1,美军对流层散射通信的历史发展美空军最早于20世纪80年代中期部署多信道对流层散射通信系统,旨在为联合三军战术网络提供远程扩展能力.在"沙漠风暴"行动期间,美军的100多个高数据率对流层散射系统首次在军事行动中得到了广泛应用,它把有史以来安装的最大的一个军事通信网络连接了起来.20世纪90年代初期之中期,美军开始向陆军和空军交付并部署AN/TRC一170(V)2(重型)和AN/TRC一170(V)3(轻型)对流层散射系统.同时,美海军陆战队也配发了AN/TRC一170(V)5(轻型)对流层散射系统.重型对流层散射系统的最大计划工作距离设计为15O英里,最大可靠数据率为每秒4兆位.轻型系统更适用于战术作战,而重型系统主要用于扩展从支持基地到战术任务区域的通信.2003年3月,美军及其联军开始了"伊拉克自由"行动,对流层散射通信系统在第11通信旅和美海军陆战队中就得到了有效而广泛的应用.战斗期间,美军从科威特北部到巴格达曾一度部署对流层散射系统,为军队行动提供关键的远程"骨干"通信.2004年1月,第7 通信旅接防第11通信旅后,继续使用对流层散射系统.例如,第7通信旅的甲连和第72通信营部署了对流层散射通信/J,组,为海军陆战队第1陆战队远程部队在伊拉克的作战行动提供支持.在战术卫星终端寥寥无几时,美军通过部署对流层散射系统把关键的指挥控制链路延伸到了整个战区.2,对流层散射通信在陆军国民警卫队中的应用美陆军国民警卫队的第356通信连(重型)和第114通信连(轻型)参加了第一阶段的"伊拉克自由"行动,从2003年5月开始.这些部队在网络中安装了对流层散射系统,并在科威特和伊拉克南部的浩瀚沙漠里使用了这些系统. 2004年3月,第143通信连(重型) 和第321通信连(轻型)接防了第356和第114通信连.第143通信连建立的从科威特弗吉尼亚兵营到伊拉克南部的乌姆盖斯尔的链路,是"伊拉克自由"行动第二阶段网络中最为稳定的链路之一,第321连的系统和链路也同样非常可靠.第143通信连部署了8套AN/TRC一170(V)2对流层散射系统.根据地形情况的不同,训练有素的士兵能够在4—5小时内安装一套重型对流层散射系统.第143通信连总共能够安装4条150 英里的链路,每条链路的最大可靠数据率可达每秒4兆位.第321通信连部署了16套~—Emall:gfkj@—外军了望FoREIGNFoRCESoVERV1日W AN/TRC一170(V)3对流层散射系统.专业操作员能够在1—2小时内安装一套轻型对流层散射系统. 第321通信连总共能够安装8条100英里长的链路,每条链路最大可靠数据率为每秒2兆位.3,对流层散射系统在综合战区通信营中的规划应用美军对军以上梯队的通信兵率先开始了部队结构的重大变革, 即建立综合战区通信营(ITSBo ITSB设有3个连,每个连都包括有交换,视距,战术卫星,轻型对流层散射,电缆和数据设备.目前,对对流层散射通信资源规划了三种ITSB模型:轻型,重装和混装.专门就对流层散射设备而言,轻装营只有AN/TRC一170(V)3,重装营只有AN/TRC一170(V)2.而混装营既有轻型设备又有重装设备.根据当前提出的ITSB概念,现役组成部队有4个轻装营,3个重装营和2个混装营,国民警卫队和预备役也是类似的混编情况.目前的ITSB模型旨在将对流层散射用于远程交换机至交换机链路.在最终决定ITSB概念的执行时,应考虑战术/战略上的差异.那些完全装备轻型对流层散射设备的营,应当更多地锁定战术任务,而只装备重型对流层散射设备的营则应更多AN/TRC一(V)2对流层散射系统20077◆国防科技95外军了望…:唑FoRE●GNFoRCESoVERV●日W 地限于战略/支持基地作战.三,美军对流层散射通信的未来发展"沙漠风暴"和"伊拉克自由"行动都证明了陆军对流层散射系统的有效性.轻型及重型系统都可为通信计划人员提供所需的手段, 使其能够在不使用紧缺的卫星资源的情况下扩展数据率相对较高的链路.在不远的将来,美陆军远程通信既会使用轻型对流层散射系统,也会使用重型系统.不幸的是,轻型及重型对流层散射系统配备的仍然是比较陈l13的数字群多路复用/三军战术设备.美军将会对其进行技术升级,使得它们能够运行在不断扩展的全球信息网格(GIG)中.1,将对流层散射通信系统带宽增加至每秒4.096~t1~位以上AN/TRC一170目前的带宽处理能力严重限制了战区用户的所需服务.带宽增加后,将可改进向作战人员提供全面通信服务的能力,而且还可提高系统的使用率.此外,增加带宽还可改进远程及战术传输的效率,有助于满足联合作战环境下的通信需求.联合战术作战要求向卫戍部队以及途中_和已部属机动部队提供高速多媒体通信和信息流.当今作战人员所需的许多服务,如"捕食者"无人机,联合全球情报通信系统(JWICS),视讯会议(VTC),AN厂rYQ一127等,其数据文件大小有数百Kb至数Mb,必须要有散射通信示意图有效的带宽才能对其进行传输.在这些装备和临界电路中,绝大多数需要至少2—4MB的带宽才能运行.现有的AN/TRC一170调制解调器的带宽容量只有有限的2MB,因而与这些已增加的带宽需求不匹配.要在短时间内及时分发信息产品,如图像,情报信息,导弹预警,气象,记录报文业务,联合及单军种新闻,教育,训练,视频及其他所需的信息服务,美军需要大容量的AN/TRC一170能力.美国防部支持采购和使用升级型AN/TRC一170调制解调器,以便为作战人员提供大容量信息流,还可有效克服当前及所计划的通信系统中存在的容量局限性问题.2,使用最新的FCC一100和FCC一100用于对流层散射通信设备升级96国防科技~'2007.7Promina交换机等多路复用设备对轻型及重型对流层散射系统进行升级和AN/TSC一93及AN/TSC一85战术卫星系统的"Charliemodel"升级类似,美军将会对对流层散射系统的调制解调器,合成器,上/下变频器,发射机,接收机和HPA进行最新的升级.因为在无法使用战术卫星资源的情况下,美军将继续使用对流层散射链路来实现远程交换机至交换机的连接.在对流层散射系统的升级中,美军将考虑可支持实时数据压缩的调制解调器和多路复用器,以代替有限的战术卫星资源.这样,不但可以将关键的任务设备解放出来,而且还可以为客户提供可靠的通信能力.美陆军对流层散射系统的现代化,将为通信兵提供又一种支持作战人员的关键工具.随着战术卫星在ITSB营之间的调配整合,对流层散射系统将会成为远程通信中的一个更为关键的组成部分.最后,使用最新的FCC一100和Promina对当前的对流层散射系统进行升级,将可延长美陆军大量远程设备的服务寿命,还可扩展全球信息网格(GIG).因此,对流层散射系统在美陆军中前景光明. 豳。
散射通信

散射通信一.散射通信简介散射通信(scatter communication):利用空中传播煤质如对流层及电离层中的不均匀性对电磁波产生的散射作用进行的超视距通信。
大气层中的对流层、电离层和流星余迹等,都具有对入射的电磁波再向多方向辐射的特性。
如果发射机发出的电磁波辐射到这些地方,就会向各个方向散乱地辐射出去,其中朝斜前方向射去的电磁波能达很远的地方。
远处的接收机,如果有足够高的灵敏度,就能将散射来的微弱电磁波接收下来,从而实现通信。
根据散射媒质的不同,散射通信一般分为对流层散射通信和电离层散射通信。
散射通信中应用最多是对流层散射通信。
对流层散射通信即用对流层对超短波或微波的反射作用来实施超视距通信。
军用对流层散射通信有固定式和移动式。
流星余迹通信则是利用流行穿过大气层高速运动造成的短暂电离痕迹对无线电波的反射或散射作用进行远距离瞬间通信。
流星余迹通信传输受核爆炸及太阳耀斑的影响较小,电波反射的方向性强,隐蔽性好,信号不易被截获,适用于远距离小容量的军事通信。
第一条对流层散射通信线路于1955年在美国建立,全长2600公里。
中国于50年代中期开始研究,于60年代初研制出对流层散射通信设备。
在军事通信中,由于散射通信比短波无线电通信稳定,并可多路传输,比起微波、超短波接力通信来可以不建或少建中间转接站,而且不受高山、海峡、海港等天然障碍地带和被敌占区阻隔的限制。
二.散射通信特点由于散射通信中电磁波传输损耗很大,到达接收端的信号很微弱,为了实现可靠的通信,一般要采用大功率发射机,高灵敏度接收机和高增益、窄波束的天线。
利用大气层中传播媒介的不均匀性对无线电波的散射作用进行的超视距通信。
根据散射媒质的不同,散射通信一般分为对流层散射通信和电离层散射通信。
通常所说的散射通信大多是指对流层散射通信。
从地面到十几公里高空的大气层称为对流层。
在对流层中由于大气的湍流运动产生了具有各不相同的介电常数的湍流团,当无线电波照射到这些不均匀的湍流团时,就在每一个不均匀体上感应电流,成为二次辐射体,从而向各个方向发出该频率的二次辐射波,这就是散射现象。
反向散射通信原理

反向散射通信原理一、引言反向散射通信是一种新型的无线通信技术,它能够让被动式标签通过反向散射的方式与读写器进行通信,从而实现数据的传输和接收。
本文将详细介绍反向散射通信的原理。
二、反向散射通信概述反向散射通信是一种基于电磁波的无线通信技术,它使用被动式标签将读写器发送的电磁波进行反向散射,以此来实现数据传输和接收。
被动式标签不需要内置电池或其他能源,它只需要从读写器发送过来的电磁波中获取所需能量,并利用这些能量来完成自身工作。
三、反向散射通信原理1. 电磁波传播原理在了解反向散射通信原理之前,我们需要先了解电磁波传播原理。
电磁波是由交变电场和交变磁场组成的一种波动形式,其在真空中传播速度为光速。
当电磁波遇到介质时,会发生折射、反射和透过等现象。
2. 反向散射原理被动式标签中的天线接收到读写器发送的电磁波后,会将这些电磁波进行反向散射。
反向散射是指当电磁波遇到物体时,部分能量被物体吸收,而另一部分能量则被物体反射回去。
在反向散射过程中,被动式标签会改变电磁波的幅度和相位,并将这些信息通过反向散射的方式传回给读写器。
3. 反向散射通信原理当读写器与被动式标签进行通信时,读写器会先发送一段连续的载波信号。
被动式标签接收到这段载波信号后,会利用其中的能量来激励自身电路,并开始工作。
在工作过程中,被动式标签会将其内部存储的数据编码成一系列幅度和相位不同的反向散射信号,并将这些信号通过天线进行反向散射。
读写器接收到这些反向散射信号后,会解码其中包含的数据,并进行处理。
四、应用领域1. 物流管理反向散射通信技术可以应用于物流管理领域。
通过在货物上添加被动式标签,可以实现对货物的追踪和管理,提高物流效率。
2. 资产管理反向散射通信技术可以应用于资产管理领域。
通过在资产上添加被动式标签,可以实现对资产的追踪和管理,提高资产利用率。
3. 无线传感网络反向散射通信技术可以应用于无线传感网络领域。
通过在传感器上添加被动式标签,可以实现对环境信息的采集和传输,从而提高传感器的使用效率。
2016年中国散射通信设备行业发展前景分析

2016年中国散射通信设备行业发展前景分析1.散射通信设备发展概述散射通信是指利用对流层及电离层中的不均匀性对电磁波产生的散射作用,进行的超视距通信。
分电离层散射通信,对流层散射通信和流星余迹通信。
经过散射的电波能量向多个方向发送,在超视距远方接收点的信号能量将很微弱并有衰落现象,因此在散射通信系统中需要大功率发射机、高增益天线和高灵敏度接收机,并采用分集接收方式。
散射通信设备主要有散射通信终端机和散射天线。
设备的主要原材料包括金属原材料、五金加工、化工塑胶等行业,市场供给充足,短缺风险较小。
主要应用于军事和民用领域。
2.全球散射通信设备行业发展现状散射通信系统主要由散射通信机、供电设备、交换机以及其它一些相应配套设备组成,其研发难度还是比较大的。
目前的研制单位集中在极少数的几家中,如美国的雷锡恩公司、俄罗斯的莫斯科无线电技术科学研究所以及中国电子科技集团公司。
3.散射通信设备行业发展现状中国的散射通信系统大都作为支援保障性装备,曝光率不高。
特别是作为一型冷门装备的散射通信车,只是在《军事报道》这类节目中偶尔被提及。
毕竟卫星通信、光纤通信和短波通信已经在很大程度上成为了目前军用通信的主要方式。
近三年的市场需求规模大幅增加。
4.散射通信设备行业发展现状5.散射通信设备行业发展前景分析散射通信系统设备是目前国际上军用系统解决不依赖卫星的远距离高速数据通信的一种常见解决方案。
从某种角度而言,可以把它视为一个非常强大的“无线路由器”,是现代数字化战场的重要装备。
我国的散射通信设备主要是军工企业研发生产。
从全球市场看,美国军工企业都是上市公司,资本结构都是股份化的。
未来几年,国有军工企业资本运作持续推进,未来资产注入进展取决于研究所改制及实际控制人意愿。
散射通信设备领域的民间资本有望在军民融合的战略发展背景下进入,有效推进行业的改制和进步。
完整报告:《2016-2021年中国散射通信设备市场深度调研与投资机会研究报告》中商产业研究院简介中商产业研究院是深圳中商情大数据股份有限公司下辖的研究机构,研究范围涵盖智能装备制造、新能源、新材料、新金融、新消费、大健康、“互联网+”等新兴领域。
散射通信系统电磁辐射影响分析

散射通信系统电磁辐射影响分析随着无线通信技术的不断发展,散射通信系统(Scattering Communication System)逐渐成为新兴的无线通信技术之一。
散射通信系统是通过反射、散射、折射等多路径传播信号的无线通信系统。
相比传统的直射通信,散射通信的覆盖范围更广,可靠性更高,因此在一些特殊应用场景中得到了广泛的应用。
但是散射通信系统也存在一些问题,其中之一就是电磁辐射(EMR)对人体健康可能造成的潜在影响。
本论文将从散射通信系统的工作原理及电磁辐射的相关知识出发,对散射通信系统电磁辐射影响进行深入剖析。
一、散射通信系统的工作原理散射通信系统是一种基于多径传播的无线通信系统,其通信过程中信号会经过多个散射体反射、绕射、折射等过程,最终到达接收器。
相比传统的直射通信,散射通信可以克服直射通信的一些局限性,如阻挡、衰减等。
其覆盖范围更广,可靠性更高,因此在一些特殊应用场景中得到了广泛的应用。
如在建筑物内的通信、地下隧道通信、智能交通系统等。
在散射通信系统中,信号的传输可以通过多个路径进行,其中一种重要的传输方式是短程散射,即信号会经过多个散射体进行反射,形成多个散射波。
这些散射波在空间中互相干扰,最终到达接收器。
散射通信的信号可以分为两种基本类型,即多径信号和直射信号。
其中多径信号是信号经过多个散射体反射、折射等形成的多个信号,被接收器接收后需要进行处理;直射信号则是从信源直接向接收器传输的信号。
多径信号和直射信号的比例不同,会影响信号的传输性能。
在一些特殊情况下,如高速铁路、大型体育馆等环境中,散射通信的信号多数为多径信号,因此散射通信系统需要特殊的信号处理算法来提高信号的传输性能。
二、电磁辐射的影响电磁辐射是指在电磁场中的粒子,由于其运动而向外传递能量的现象。
电磁辐射具有较高的频率和能量,其对人体健康可能造成一定的影响。
事实上,目前的各种无线通信技术,均可能会产生电磁辐射,例如移动通信、无线网络、卫星通信等。
散射通信的技术发展现状及未来趋势

随着 电子技术 的发展 , 无线通信 技术得到很大程 度的提高 , 相 对于过
去的通信技术而言 , 这一技术 的应 用得到很大创新 , 为当前社会 发展发挥 出无可替代的作用, 也是的人们 生活越来越无法离开 网络 技术。散射通信 技术作为 网络信息 新技术 , 其应用 有效的改变 了传统通 信方式 , 为通信事 业发展做出积极贡献, 并 得到 业 界人 士 的重 视 。
1 、 散 射 通 信技 术概 述
行状况 , 使得整个 设备的工作都 能够 达到最佳标 准, 为信号 的传 输提供可 靠的通信质量, 将 其中各种影 响问题 降至最低 。 在 目前的工作 中, 通 过对理 论和实践分析 , 当信 号道的衰落期 达到一定值 的时候, 自适应选 频技术 的 应用能及时 的选择适 宜本阶段信 息传 输要求 的信 号道、 接收机 、 天线 以及 发射 机 , 从 而提 高信 息 传 输 速 度 和 效 率 。 在 目前 的信 号道 传 输 选 择 中 , 常 见 设备包含了双天线 、 双发射机散射通信技术 以及 由此设备组成的散射通信 系统, 这 种通信 技术 与传统 的通信发射系统相 比有着 简单、 明了 、 科学 的优 势。 在整个管理工作中, 自适应选 频技术 的各个探测频率应该衰落不相 关, 频率 间隔的选取应满足带 内频率分集的需要, 并使信号谱有较小的失真 。 2 . 2 自适 应 均 衡 技 术 大容量 的散射设备是未来 的发展趋势 , 但是大容量 的散射传输信号在 传输过程 中, 受到 的频率选择性衰落的影响 比传统 的低速 率散射信号要严 重, 因此信号在传输过程 中信号 的符号间干扰和频谱 的失真更为 明显 。为 了提 高散射通信系统 的码 间抗干扰能力 , 目前 自适应均衡 技术在大容量无 线传输设备 中得到很好 的应用。 自适应均衡技术在散射通信系统中信号处理是一种关键 的技术, 现就 自适应均衡技术 中时域均衡原理做简单介绍 。实践表 明, 在 接受系统中加 入一种滤波器可 以校正系统特性, 减少码间干扰 , 这种滤波器 叫均衡器 , 下 面介绍一种加入均衡器的接收系统和接收效果。 该系统加入一个 4抽头反 馈均衡器和一个 6抽 头前 向均衡器 。 反馈均衡器用一个加权系数 自适应抽 头延迟 线滤波 器实现 , 它 对判决的输 出信 号序列进行加 工处理 , 利 用加法 器反馈 回来 的取样值消除过去判决的符号 问干扰 ; 前 向均衡 器采用另一个 加权系数 自适应于信道状态的抽头延迟线滤波器来实现 , 使 得多径时延展 宽 的宽度减小 , 从而消除符号问干扰对检测 的影响 。由于反馈 均衡器在 当 前符号上消除过去的干扰 , 因此其抽头间隔采 用符号间隔 ( T) , 跨距为 4个 符号 。前向均衡器 的抽头 间隔为 1 / 2符号 问隔 ( T/ 2 ) , 因此跨距 为 3个符 号。 此种 自适应均衡技术 的应用 结果应 能达到在时域上消除符号问干扰 的
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什么是散射通信 zt[定义]对流层散射通信是利用对流层散射信道进行的通信。
对流层是大气层的一个区域,其顶部位于地面上空十多公里处,并在不同的纬度地区有所不同。
在中纬度地区约为10~12km,而低(高)纬度地区较高(低)些。
在对流层中存在着大量随机运动的不均匀介质-空气涡流、云团等,它们的温度、湿度和压强等与周围空气不同,因此对电波的折射率也不同。
当无线电波通过这种存在大量不均匀介质的对流层时,电波将受到折射、散射和反射。
电波再辐射的方向是不均匀的,其大部分能量在电波通过的方向及其附近,而对流层散射通信系统的接收天线接收到的信号,是收/发天线波束相交部分散射体内介质的前向散射信号之和。
对流层散射通信也是一种超视距通信,其单跳通信与传输速率、发射功率及天线口径有关,跨距可达几百至上千公里。
对流层散射信道存在电波多径传播现象。
由于多径传播引起的衰落都是所谓快衰落。
实际上,在对流层散射信道上,除快衰落之外,信号电平中值(或均方根值)都存在有较长的慢起伏,称为慢衰落。
对流层散射信道中,由于气象条件的有规律变化(昼夜、季节变化)和随机变化(如气流运动、大气风的影响等),造成了接收信号"短时"平均功率或"短时"中值电平的缓慢起伏而形成的慢衰落。
因此,一般情况下对流层散射信道是由快衰落和慢衰落这两种信道组成。
对流层散射信道具有以下特点:1)抗核爆炸能力强:该特点是散射通信独具的,在现代战争核爆炸环境中,散射通信不但不受影响,反而通信质量会更好,只要散射通信设备不炸毁,通信业务就不会中断。
所以用散射通信在现代战争中实施通信指挥能满足现代战争的需求。
2)通信保密好:散射通信采用方向性很强的抛物面天线,空间电波不易被截获,也不易被干扰;采用数字信号加密时,即使能截获也不易破密,这两点在战时是十分重要的。
3)通信容量大:对流层散射通信的通信容量比视距微波通信小,但比卫星通信和短波大。
目前国外的散射通信的传信率最高达8Mb/s。
4)通信距离较远:单跳通信距离比卫星通信小,比视距微波通信的要大,固定站对流层散射通信设备采用大口径抛物面天线及大功率的放大器,通信距离(单跳)可达几百公里。
5)机动性好:对于高山、峡谷地、中小山区、从林、沙漠、沼泽地、岸-岛等中间不适宜建微波接力站地段,可使用移动散射通信设备进行通信,设备的架设和撤收都很快,可快速的将设备移动到指定位置。
[相关技术]地面传输;超视距通信[技术难点]为了满足现代通信中高机动性、抗干扰性、抗毁性、低截获概率的需要,以及满足跨越海峡、湖泊、高山和沙漠等特殊地形的需要,要着力解决以下关键技术问题:(1)自适应均衡技术:包括变参信道、自适应均衡技术、失真自适应技术等。
采用自适应均衡技术之后可以消除码间干扰提高传输码速,可以在不加设备量的前提下额外取得隐频率分集增益以及对频率选择性衰落可对敌方电子干扰提供干扰保护,提高对各种干扰威胁的适应能力。
美军在海湾战争中使用的AN/TRC-170就采用了失真自接收技术。
(2)变参信道差错控制技术:变参信道要高质量传数据就必须采取一些诸如高效级边扩散卷积码、交织矩阵等抗衰落、抗大片突发误码的技术措施才能使变参信道的RER从1×10-3被纠到1×10-6,满足散射信道传数据的要求。
(3)变参信道的分集接收技术:为了保障散射通信数据传输质量,分集重数一般应?4重。
分集有显分集与隐分集。
空间分集和频率分集等显分集对要求机动的地域网应用有一定局限,因此要研究能减少接收天线数量的角分集技术及不增加设备的的隐分集以及其它分集技术。
[国外概况]对流层散射通信作为一种通信手段付诸使用在国外已有三十多年的历史。
对流层散射通信的发展大体分四个阶段:六十年代中期以前,在此期间对散射传播机理进行了大量研究,并研制出模拟散射设备,建立了大量的模拟散射通信线路。
七十年代到七十年代中期,数字对流层散射通信技术发展较快。
主要研究适合于散射信道传输的调制解调技术、编解码技术、分级合并技术、失真自适应技术及装车技术,并在高可靠性、实用性上取得了明显进行展。
七十年代后期至八十年代初期美、英、法、苏等国相继研制出一些数字对流层散射通信设备,并建立了许多模拟和数字散射通信线路。
自八十年代初期至今,美、英、法、前苏联一直保持在对流层散射通信技术领域的领先地位。
美国研制的对流层散射通设备有20多个型号,法国有10多个型号,前苏联、英国、意大利等国也都有多种对流层散射通信设备。
美国Raytheon和Unisys公司研制的AN/TRC-170数字对流层散射通信设备代表了国际领先水平。
AN/TRC-170数字对流层散射无线电通信设备由两种类型组成:V2和V3。
这两类终端是为战术野战通信而设计的,可建立视距、绕射和对流层散射多信道通信链路;最远通信距离达250km。
AN/TRC-170的V2型装在S-280方舱内,使用两副2~9m的抛物面天线和2kW的功率放大器,采用4重空间和频率分集;V3型装在S-250方舱内,采用双重空间分集、抛物面天线和一个2kW功率放大器。
每一部终端包括空间分集工作的双天线、无线电台、多路复用设备和勤务线/勤务信道。
两类设备都符合战术部署军事规范要求。
无线终端是方舱式,可在其运载车内工作,一般不必准备站址,最快在1小时内就可开通使用。
AN/TRC-170原来是为美军三军TAC)系统而设计的。
现在研制了多路复用附加设备,所以也与联合战术(TRI- NATO、EUROCOM、CEPT30+2PCM和北美DSIPCM配套,以多种速率工作。
目前,AN/TRC-170按照TRI-TAC系统体系结构,为C3系统提供大容量干线和链路,该系统替代老式24路模拟对流层散射通信终端,如AN/TRC-97、AN/TRC-113和AN/TRC-123。
目前,共生产了324套终端。
工作频率为4.4~5.0GHz;天线尺寸1.8~2.9m抛物面天线;传输方式采用V2-4重空间和频率分集及V3-双重空间分集;输出功率为2kW;通信距离可达250km。
法国Alcatel公司生产的TFH950S数字式移动对流层散射通信设备是新一代数字式对流层散射通信或视距通信设备。
该设备具有抗干扰能力,符合法陆军环境要求,可装在方舱内用轻型车辆载运。
该设备采用模块化设计,可在350km范围内以不同的传输功率电平建立2~6重分集链路。
TFH950S由一部收发信机(D2或D3操作)和一部功率放大器(固态行波管或速调管)组成。
两种收发信机按标准机架连接可组成D4或D6终端。
这使全部基带模块增加一倍,在基带发生故障的情况下,自动转换装置保持高度分集,还可遥控。
该设备的工作方式采用2DPSK(差分相移键控);频率范围为1.7~2.1和4.4~5.0GHz;波道数在1.7~2.1GHz或4.4~5.5GHz为4800;数据率256、512、1024、2048kb/s可选;输出功率在1.7~2.1GHz为0.1~0.8W(加功率放大器为50~1500W)和在4.4~5.0GHz为0.5W(加功率放大器为10/100或1000W);电源采用220VAC或48VDC;工作温度为-10~+55?;贮存温度为-40~+70?;相对湿度为95%(+55?);体积(D3)是440(高)×560(宽)×540(深)mm;重量为37kg。
随着经济的发展和现代化战争,特别是核战争的需要,对流层散射通信将成为为数不多的通信手段之一。
散射通信设备在现代电子战争中的应用势必越来越广泛,为了进一步提高散射通信在今后应用的完善性,应着重研究如下技术:1)大力发展自适应中容量、传输速率为2Mb/s的散射通信技术;2)扩展工作频段,扩大通信容量,增加单跳通信距离,提高通信的抗干扰能力和散射通信设备的通用化、标准化、小型化、智能化;4)发展高分级重隐蔽性;3) 数接收技术、失真自适应接收技术、自适应均衡技术等。
[影响]在民用通信领域,散射通信可广泛用于电力管理、石油、采矿、水利等各种工业部门作为指挥、调度等,也可用于森林防火、抢险救灾、应急通信系统,发挥着重要的作用。
日本NEC公司为利比亚撒哈拉沙漠地区研制了对流层散射电视传输线路,该系统采用27米大口径天线八重分集接收,中频相加,发射功率为20kW,容量为一路黑白电视和125路话,系统有两跳组成,全长为557km。
横贯澳大利亚的散射通信系统是跨越草原的散射线路,该系统三条全长640km,其射频频率为2.4~2.7GHz,发射功率为1kW,天线为10和米20米,容量为120路话。
加拿大水电部建成的一条拉布拉半岛到魁北克通信线路采用了对流层散射,天线为18米,容量为120路,四重分集工作。
英国的北海油田广泛采用散射通信作为平台至岸的通信手段,到目前为止,英国马克尼公司以为北海公司建成21条对流层散射电路,其工作频率为1.7~2.7GHz,发射功率为1kW,天线采用两付18米或12米的双偏置抛物面广告牌天线。
目前,我国已有十几条散射通信链路投入使用,创造了可观的经济效益和社会效益,充分显示出散射通信的经济性、实用性、有效性和可靠性。
在军事方面,美国、前苏联、法国和英国等军事大国充分利用着对流层散射通信。
在美国除了国防战略通信系统中早就采用了不少对流层散射通信线路外,对流层散射通信已成为美国全球战略通信网的重要组成部分,主要用于跨越极区、海峡、湖泊、高山、沙漠等特殊地形进行通信。
另外,在远程预警网中应用甚广。
在战术网中,对流层散射通信主要用于三军联合战术通信网(配备于集团军、旅级指挥机关)和保障战区的指挥通信网中。
在海湾战争中,有100多套AN/TRC-170对流层散射机用于"沙漠风暴"行动中,仅美国空军就使用了39条对流层散射链路,全长约为3000km。
这是对流层散射机在海湾通信的一次最大的部署。
前苏联以对流层散射通信做为军事通信网的主干线传输方式并辅以微波接力等多种手段的组网方式是鲜为人知的,单跳通信距离1000km时的链路一般使用卫星通信,单跳通信距离在30km 以下的链路视距微波接力,而在两者之间的,尤其是通信距离在100~300km之间的通信链路一般采用散射通信。
正是出于这种考虑,前苏联在其组建的许多军事通信网中都大量应用散射通信做为组网的干线传输手段。
"雪豹"网就是前苏联大规模应用散射通信方式组建通信网的例证。
"雪豹"网组网所用的散射通信设备主要采用前苏联的P-147及P-420,其工作4.4~4.75GHz,容量为30~60路话,有两条散射链路跨越罗马尼亚国土,其单跳通信距离达320~380km。
法国的"阿尔卡特"公司又推出先进的179型战术对流层散射站;"北约"的战略通信网-综合通信系统NICS中采用了大量的对流层散射通信设备,欧洲盟军司令部高级指挥控制系统(ACEHigh)由49条对流层散射线路和差不多数量的微波接力设备所组成,散射通信已成为该系统地面主干线路。