變換域通信系統
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變換域通信系統(transform domain communication system，TDCS)
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什麼是變換域通信系統
變換域通信系統是指能適應快速變化的無線通信環境，主動避開干擾，具有低截獲(LPI)傳輸信號波形的一種智能無線電技術，它以其良好的自適應性和兼容性受到越來越廣泛的關註，有望成為實現認知無線電(CR)的一項潛在的候選技術。
變換域通信系統的主要特點[1]
1.較強的多址性能
變換域通信系統主要通過PN序列將偽隨機相位構成，與此同時構成基函數，但是由於用戶的不同，會在使用同一序列中的不同碼片時，導致構成不同形式的隨機相位，因此所產生的基函數也有所不同。另外，變換域通信系統中具備不同的基函數，並擁有一定的正交性，繼而變換域通信系統擁有較強的多址性能。
2.超寬頻通信
變換域通信系統所開展的數據調製，具體利用的是自身所具備的雜訊特性，此特性中所涉及到的基函數與超寬頻通信有著類似的特性，能夠在完成通信的過程中達到正確跟蹤定位的目的，在很大程度上拓寬了系統的應用領域。寬頻通信中所具備的干擾信號包含：阻塞式干擾、瞄準式干擾。其中所涉及到的阻塞式干擾包含：均勻頻譜、掃頻、單頻等寬頻干擾等。阻塞式干擾的均勻頻譜寬頻干擾中，在白雜訊類寬頻干擾方面，現階段缺乏相應的抗干擾措施，其他的干擾信號包含：非平穩干擾信號、平穩干擾信號。在現代化信息處理和信號處理的發展過程中，基於特性檢測、能量檢測、匹配濾波這三種檢測方法，相應學者對信號估計提出了不同的信號分析理論，例如：小波變換、時頻分析等。這些理論拓寬了研究通信信號的領域，尤其是在研究時頻分析理論方面，將成為非平穩信號的分析重點。
3.新穎的抗干擾理念
在傳統形式下的抗干擾手段，具體是在接收端的位置濾除干擾，然而變換域通信系統的抗干擾，使收發信號的雙方在同一時間以實時的方式來頻譜估計電磁環境，準確找出正常的頻率，並有效地避免干擾頻段。
4.抗干擾能力較強
傳統形式下的抗干擾手段是去除信號頻率中的頻率，其中不論是干擾部分還是非干擾部分，都會全部去除。這種抗干擾方式是在對干擾進行濾除的過程中，並將有用信號一同濾除，造成了信噪比的逐漸降低，並且也因此提升了誤碼率。變換域通信系統的抗干擾是基於收發信號的雙方，都儘量不使用被干擾頻段，對於信號的調製基本上不會將干擾頻段頻譜成分包含在內，這種方式，信噪比就會避免因變換域的處理而產生的不利影響。
變換域通信系統的理論分析[1]
變換域通信系統具體包含同步技術、變換域信號處理技術、偽隨機相位生成技術等。
(1)同步技術。任何通信系統中，尤其是數字通信系統，在建立可靠同步的情況下，才可以確保在戰場環境中高效、可靠的傳輸數據和語音信息。針對變換域通信系統技術來分析，同步主要包含：網同步、幀同步、位同步、載波同步。在調製信息數據方面主要利用的是基函數，在基函數相同的情況下，能夠認定變換域通信系統的載波同步與獲取基函數的問題相關，然而網同步是與全部用戶取得基函數的問題相關。研究變換域通信系統的過程中，同步技術是重點內容，在未來的發展方向上是保證有效通信的主要條件。
變換域通信系統的抗干擾性能研究，需要分析信號的通道模型和傳播特性，即和常規的無線接入系統設計相同，變換域通信系統的設計一定要對信號的通道特性充分掌握，創建出不但能夠符合實測數據，又能夠便於模擬和理論分析的通道模型。以此來研究變換域通信系統通道的相關測試技術，由此可見，創建變換域通信系統信號的通道模型是必然的選擇。
(2)偽隨機相位生成技術。偽隨機序列在擴頻通信中得到了廣泛的應用，普遍會通過對與白雜訊相類似的特性加以利用，進而開發擴展頻譜的流程，由此實現抗干擾的最終目標。對變換域通信系統的使用，具體是對復隨機的相位矢量進行構造，從而保證系統整體的多址接入能力。此外，反饋移位寄存器擁有簡單的結構、低廉的成本，能夠促進偽隨機序列的實現，是提倡應用的抗干擾載體。
(3)變換域信號處理技術。變換域通信系統的核心是變換域信號處理技術，而變換域信號處理技術的廣泛應用又推動了變換域通信系統的實施。變換域信號處理技術通過對信號自身所具備的相互正交特性的應用，充分提高了系統的性能。在變換域通信系統中具體應用於基函數生成以及功率譜估計當中。
變換域通信系統的應用前景[1]
收發信號的雙方同時對干擾進行避免，以此能夠實現順暢通信，作為變換域通信系統所具備的主要原理，也是現階段通信抗干擾領域中的新技術，不單能夠將抗干擾的作用發揮到軍用領域中，還能夠有效地應用在民用領域中，為超寬頻雷達、飛機編隊通信等方面解決相關事宜。
但以未來的發展考慮，變換域通信系統所具備的變換域信號處理技術，和對干擾機理的有效避免需要拓寬應用的限制條件，即要考慮收發信號的雙方所處在的干擾背景。例如：在機群的內部不同的作戰單元之間，利用變換域通信系統進行通信時，從戰略手段上進行分析，機群的不同會體現出不同的作戰目的、作戰手段和作戰用途，並且在干擾環境方面也會有所不同，因此對機群之間頻譜態勢共用問題的解決是研究的發展方向。與此同時，對變換域通信系統的作用如何在通信體制不斷改進的形勢下合理髮揮，需要予以足夠的重視，即要在軟體無線電等實施過程中做好變換域通信系統的應用。
1.民用領域中的應用
軍用和民用的通信系統中都會呈現出對無線通信的不斷利用、對頻譜的受限這兩種趨勢，導致兩者的矛盾尤為顯著。美國相關學者提出，對多帶頻譜接入問題的研究，與研究頻譜的物理缺乏問題進行比較，更加具備研究價值。其原因主要是頻帶的不同會分給形式各異的服務提供商和用戶，想要對動態程度上未使用的頻譜加以利用，就必然要分析如何讓通信系統按照特定的電磁環境來接入動態頻譜。然而原有的通信用戶會受到極小的干擾，或者並未受到干擾，因此需應用認知無線電技術將動態頻譜接入的問題解決，這種技術是現階段廣泛應用的通信體制，若利用新型的通信體制足可以增強抗干擾力度，由此可見，變換域通信系統在民用通信系統中，擁有較為重要的應用前景。
2.軍用領域中的應用
軍用領域中的通信不單要面對敵方的干擾，還需要面對自然條件的干擾，這兩種干擾條件均會使得通信系統的可靠性受限。窄帶干擾是軍事通信系統中最具殺傷力的系統，而寬頻干擾能夠對整體的有效頻帶進行全覆蓋，能夠不斷地提升本地雜訊。由此可見，對窄帶干擾的抑制，是研究抗干擾過程中的重點。
