在以往的短波通信中,人們利用長期頻率預報技術或經驗來選擇工作頻率。長期頻率預報是根據太陽黑子數來預測通信電路的最高可用頗率,由于這種方法基于月中值的概念,所以工作頻率不能夠實時跟蹤電離層的變化,因而影響短波通信的效果。為了克服長期頻率預報的缺點,20世紀60年代末發展了實時選頻技術,在國際上又將實時選頻技術叫做RTCE (Real Time Channel Evaluation)技術。通過利用RTCE技術實時得到最佳通信頻率來進行通信,就是頻率自適應的概念。因此,RTCE技術是頻率自適應的基礎和關鍵,也是其他自適應技術的基礎。
1、實時信道估值(RTCE)技術的定義
實時信道估值的定義首先由Darnell在1978年提出,根據Darnell的定義,實時信道估值是描述“實時測量一組信道的參數并利用得到的參數值來定量描述信道的狀態和對傳輸某種通信業務的能力”的過程。在高頻自適應通信系統中稱它為線路質量分析,簡稱LQA(Link Quality Analysis)。
由上述定義可以看出,實時測量信道參數是RTCE的主要任務。為了實現這個目標信道估算的實施方法和考慮問題的出發點,采用了與長期預測及短期預測不同的途徑。RTCE的特點是,不考慮電離層的結構和具體變化,從特定的通信模型出發,實時地處理到達接收端不同頗率的信號,并根據諸如接收信號的能量、信噪比、誤碼率、多徑延時、多普勒頻移、衰落特征、干擾分布、干擾非白色度、基帶頻譜和失真系數等信道參數的情況不同和不同通信質量要求,選擇通信使用的頻段和頻率。因此,廣義地說,實施頻率預測好像一種在短波信道上實時進行的同步掃頻通信,只不過所傳遞的消息和對信息的解釋是為了評價信道的質量,及時地給出通信頻率而已。顯然,這種在短波通信電路上進行的頻率實時預報和選擇,要比建立在統計學基礎上的長期預測和短期預測準確。它的突出優點表現如下表1所示的4個方面。
表1:RTCE技術的優點
對實時信道估算值的要求是準確、迅速,而這兩個要求又相互矛盾。要求實時信道估算準確,就要盡可能多地測量一些電離層信道參數,如信噪比、多徑延時、頻率擴散、衰落速率、衰落深度、衰落持續時間、衰落密度、頻率偏移、噪聲/干擾統計特性、頻率和振幅、諧波失真等。但在實際工程中,測量這樣多的參數并進行實時數據處理,勢必延長系統的運轉周期,同時要求信號處理器具有很高的運算速度,這在經濟上是不合算的。研究表明,只需對通信影響大的信噪比、多徑延時和誤碼率三個參數進行測量就可以較全面地反映信道的質量。實時選頻采用實時信道估值技術,探測電離層傳輸和噪聲干擾情況,即實時發射探測信號,根據收端對收到的探測信號處理結果進行信道評估,實現自動選擇最佳工作頻率。
2、實時信道估值(RTCE)技術的種類
實時信道估值(RTCE)技術的種類目前常用的有以下7種,詳見下表2。
表2:實時信道估值(RTCE)技術的種類