OFDM在短波通信中的应用

·FEC编码：内层卷积编码1/2，结束长度7，生成多项式[133,171]8;外层Reed-Solomon编码[44，36]8；

·具有图像、语音、数据加密功能。

2.4 一种满足地面和飞机通信标准的并行调制解调器

1998年国际民事飞行组织（ICAO）建立了地面与飞机联系的短波通信标准；SARPS for HF Datalink、AMCP/5-WP172。该标准采用单载波数据，最高传输速率达1800bps。S.Zazo等人对此进行改进，提出采用OFDM调制的两套新方案。第一种方法：每帧由3个OFDM符号组成，子载波个数16，一个用于信道探测的OFDM符号后接两个连续OFDM数据符号。第二种方法：每帧由一个用于信道探测的短OFDM符号和一个长OFDM数据符号组成；短OFDM符号由16个子载波组成，长OFDM符号由32个子载波组成。系统主要参数如下：

·信道编码：Reed-Solomon编码[63，45]；

·信号调制方式：QPSK；

·短交织长度1.8s;长交织4.2s；

·方案一：子载波间隔175Hz，有效OFDM符号周期5.71ms，保护间隔2.62ms；

·方案二：子载波间隔87.5Hz，有效OFDM符号周期11.43ms，保护间隔3.93ms。

仿真结果表明：两方案在误比特率（BER）方面性能改善显著，同时还有效降低了前同步信号（preamble）和信道探测信号的长度，对于提高传输速率具有重要意义。

3 OFDM在

由于短波带宽较窄，在MIL-STD-188-141B中定义的带宽为4kHz，通常语音带宽可以压缩至3kHz,因此目前串行体制的调制解调器可以在3kHz带宽实现9600bps以上的传输速率。考虑采用OFDM体制时，由于子载波个数有限，需要降低插入导频的密度，这就给信道估计带来一定的困难。以MIL-STD-188-110A中39音调制解调器为例，OFDM符号周期Ts=22.5ms，子载波频率间隔Δf=76.92Hz，对于最大时延扩展Td=4ms，最大多普勒扩展fd=σ=2Hz，需要每隔Nk=1/2fdTs=11.1≤个OFDM符号和在NL≤1/2TdΔf=1.6个子载波间插入导频。可见插入导频的方式值得深入研究，文献提出一种在时域、频域内采用六角形插入的导频方式，比矩形插入方式更为有效。降低插入导频密度的另外途径是采用最大似然译码方法改进信道估计和解调的性能。

另外，信道编码方式也需要深入研究。采用信道编码直接降低了有效通信速率，目前短波中大多采用删除型卷积编码方式，如MIL-STD-188-141B中采用生成多项式（133，171）约束长度7，1/2码率输出的卷积码，经删除后输出码率为3/4。而其它编码方式，如网格编码（TCM）、turbo码、分组trubo码（Block Turbo Code）、多层卷积编码（Multievel Convolutional Codes）也可能是更有效的方式。

虽然OFDM对抗多径干扰具有较好的性能，但是OFDM也存在如下缺点：（1）存在较高的峰值平均功率比（PAR）；（2）对载波频偏移敏感，对同步要求高，如果考虑保密通信，在保持OFDM载波同步、符号同步和采样同步的前提下，跳速通常低于100跳/秒，容易被地方跟踪上。

目前单载波短波通信传输速率已达到9.6kbps，对均衡的要求很高，若要进一步提高传输速率已经很难了，OFDM技术能够将频率选择性衰落信道转化为平衰落信道，具有较强的抗ISI能力。可以预计，在未来提高短波通信速率方面OFDM将是一个研究的主要方向。本文对OFDM技术在短波通信领域的实际应用做了一个综述性回顾，并指出在OFDM实际应用中需要解决的关键性问题。