在通信领域对于传输的超窄带以及通信的缩频体制应用

韩吉霞+宋纪元+李浩亮

摘要：本篇文章将VMSK和VWDK作为代表对于超窄带的高效调制进行了阐述，进而提出了对于传输带宽进行压缩的缩频的通信领域的体制的创新应用，还对于这方面可能用到的应用进行了探讨。

关键词：通信领域；缩频应用；超窄带；调制的高效

通信在发展过程中，应该注意对于频率这种宝贵资源最大成度的研究与应用，比如对于频谱的传输能不能最大限度的实现、通信系统在缩频体制能否实现、该体制如果实现有什么特点、又如何可以更好的实现、发展的前景会不会好等等。超窄带在通信领域中的应用本身作为一种科学技术，值得我们对以上问题进行研究，但是要注意将辩证法作为基础。

1 频谱压缩的最大上限

当下人们已经充分认识到扩展频谱对于通信的好处，不仅如此扩频通信已经被广泛的投入应用，更甚至现在人们在追求频谱的进一步变宽的超宽带的通信应用。通过发送超窄的脉冲串来达到超窄的波形在时域中对应的超宽的带宽最终实现超宽带基带。而这其中的很多时间会产生空白的噪声也就是我们所说的和时域相关的冲激函数相对应的无线的带宽；还有一种情况是紧缩成一条不是零的频谱线（它是由信号频谱转化而来的），在理论上讲宽带为零时会导致能量的高度集中，此时由于原本的时域形状的波形转化为一个单纯的正弦波而导致这种情况下无法进行有效信息的传递。

假如由时域形状的波形无限延伸而产生的单纯正弦波的频率可以一直保持一个固定值，只有相位、波形、对称性或者形状发生很小的变化，这种情况下的频谱的能量依旧大多数都集中在载频上面，与此同时波形两旁也会有和随机的抖动相对应的连续谱出现，除此之外还会出现离散谱线在载频率的和谐波处，以上的一切都是对于信号和数据进行研究分析后才得出的结果。谐波的离散谱和连续普由于波形的形状抖动不是很大的原因，这两者的能量远不及载频的能量。因此，如果可以使有用信息对载波的波形状的微小抖动进行控制的话，就可以使用于信息传递的频谱得到最大程度的压缩，与扩频通信密切相关的、形成明显对比的缩频通信技术也会随之实现。

2 超窄带的现实意义

窄带传输或者超窄代的信息传输是缩频最终的目的。在通信的传统模式当中，即使使用了窄带信息传输也是经过调制后的一边的用于传输的带宽比信号基本带的带宽要窄。在数字通信领域当中，特别是在网络的计算机信息传输过程中，大家对于带宽这个词常常没有一个准确的理解和定位，在很多人看来带宽就是高速。但是事实上并不是这样，数字传输在一定程度上是实现了信息的高速传播，然而一旦技术落后无法作为高速传输的条件，带宽就无法实现相关的高速；甚至对调制方法的高效方面来讲，带宽就不是高速的必须的条件。因此会有一个考核的指标，就是在每个频带里传输的码率。

到底什么才是超窄带，对于这个全世界都没有准确的定义，但是有一个基本前提是对于频带的利用率大于十一B每秒每赫兹。但是通信领域里喜欢把本来的稍微多一点说成是远大于的特性，所以窄带和甚窄带通信，本文所说的只是频带的利用率应该大于三十B每秒每赫兹。

3 关于超窄带能否实现

根据与信道相关的容量公式得知，现在的通信设备对于频带的利用尚达不到那么高的要求、那么高的功率。所以，在传统上的信息论和经典的通信理论，超窄带只能是想想而无法实现。为了解决相关问题，为了将频带的利用率提高，要求我们将数字信号的调制也提高，达到模拟当中的信道效率。现在的有关调制技术是最大程度上的增加空间信号的点数。

4 关于超窄带通信现在面临的问题和设计思路

如果可以实现信号传输的码率和通信载频在数据上相等话，就可以实现超窄带的基本设计技术，这其中的关键又是最大程度的缩减已经被调制的载波的带宽。这在很多人看来是一种很传统的方式，这在通信工程师和科学家等专业人士眼中又太过于简单和经典，对这种方式的可操作性进行怀疑。

在这种方法的指导下，美国进行进一步研究，最后取得了成果并且实现了较高的频带的利用率。这在现在已经成为美国的一项调制的专利，现下已经广泛的应用了，这种技术对于当下的发展中国家包括我国的市场的抢占情况已经十分严重。这种技术的信号在矩形波和三角波的基础上经过过滤之后才会成形，这种调制方式很高效，关键在于让已经调制的信号和正弦信号保持最大相似度。

5 超窄带在实际通信中的应用

主要应用于带宽不够的信道，可以实现功率较大的应用。主要有以下的应用：

第一，应用于现代新型军事通信领域的干扰，与之相关的技术以及变成现实中的实际应用，冲击着原有、传统的通信观念、理论和应用，在现在的新型军事通信领域的抗干扰的方面有很多的应用前景，比如：伪装和示例、利用富裕的码率进行的强力纠错、最低限通信和带内扩频、信息隐藏等。

第二，应用于新型的广播和通信体制，移动通信中的多媒体业务是不会相互对称的，它往往都是高速的，来实现各个角落的高速网络下载，上行却只用有低俗的语音就好。下行功率能够绝对保证主要是因为它是由基站发射，但是上行由移动终端发射，功率不能够得到保证，所以需要一种新的体制来保证效率。除此以外，无线的广播电台、电视台的载频没有信息的携带，可是拥有很高的功率，可以从这个角度解决上述的问题。

第三，应用于接入的高速性和增加系统的容量，使用相关的电缆增容，已达成上网速度的提升和传输速率的增加。

第四，应用于信道的带宽受到限制的，潜水艇在水下的报文传输常常借助于低频传输或者是超声波传输，主要是因为电磁波在水下的衰减。这就导致了传输效率的低下。除此之外，短波具有广大区域的覆盖性，可是其带宽窄、信道的条件差，因此传输速率也不是很高，使用高速短波来进行传输，可以达到图像的传输。与之相似的还有高数据的电力线传输。

6 结论

缩频和扩频相对应，超窄带和超宽带成为两种通信的极端特例，硬件的制作和技术的实现上，后者可能更容易一些，然而前者的理论更加耐人寻味，对通信领域的影响和改变也将更大。

作者简介：

韩吉霞（1995—），女，汉族，黑龙江省肇东人，电气工程学院专业，自动化。