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摘要：在我们应用长波通信传输信号的过程中，信号是容易受到当时的大气噪音等影响，那么这类噪音是属于非高斯非平稳类信号的典型类型之一，我们通常采用的方式和手段對于这种噪音并没有十分显著的效果，在某种程度上影响了长波信号传输的传送能力，影响其通信质量。本文通过对这一问题的讨论，采用中值滤波一小波降噪的方法，降噪效果以信噪比提高值来判断其效果，通过对其模拟来测试方法是否能高效抑制。
关键词：长波通信;大气噪声;干扰
前言
关于甚长波通信是我国军事斗争中最低限度的通信手段之一。其主要应用在下通信系统和海军对潜通信系统中。在通信中，甚长波波段内发出的能量，只有其低端频可以穿透电离层进行传播，而其余频率的波段的信号都不能透过，被限制在“地一电离层”的波层之中，我们可以通过波导模的定义对这种传播方式进行一些说明。甚长波在传播过程中有着十分显著的优点，比如传播过程中衰减少、传播稳定等。但对其受到噪音的影响应给出相应的方式处理。长波信号噪音主要是人为噪音和自然噪音。
一、甚长波通信技术发展现状
甚长波通信由于设备过于巨大和传输速率低等限制了其应用，但可以通过采用等幅报、移频报等多种调制方式，甚至采用相位连续的移频键控，其中最小移频键控在其频域上具有能量集中、频带利用率高、抗噪声性能好等优点。因此其通信技术得到了相应的发展。
从1910年起，远距离通信使用的通信频率已降到12～30千赫。也就是开始使用长波进行通信。在第一次世界大战以前，荷、法、德、英、美等国家先后在洲际建立了陆地到陆地的甚长波通信系统，后来又逐渐被短波通信所取代。在1920年，美国又将甚长波通信应用于海军。后来随着潜艇部队在战略中地位的慢慢提高，就使的甚长波通信技术得到发展。对其发射天线的辐射效率、改进天线接受、采用调制解调以及编译码技术等，不断的进行研究。到目前为止甚长波通信的噪声的处理依然是保证通信质量的关键。
二、长波通信信号及噪声
长波信号通常是指超长波信号和甚长波信号，频率在30～300Hz的范围内的信号波被称为超长波。而在甚长波波段内发出的能量，低端频能够穿透电离层进行传播。依据其优点，使其在军事通讯和大地勘测中应用十分广泛。而在应用过程中产生的噪音主要是人为噪音和自然噪音。当长波通信在传播时，其传播的效果与其环境相关。地面环境主要影响两个方面：一是地面的平整程度，当然这个影响较小;另一个是当地的地质情况，如电磁特性，参数是介电常数、电导率和磁导率等。其中人为噪声主要是指工频电力线引起的50Hz干扰信号、空间中的各种电磁波信号和一些机器电磁辐射信号。自然噪声则是指大气噪声引起的天电干扰、哨声、两极和声、极光嘘声等。
三、长波通信信道噪声的处理方法
1.传统的非线性处理方法
长波通信系统在噪声的条件下，其传统数字接收机是由专门的无记忆非线性处理器和后接一个相应匹配滤波器构成。而无记忆非线性处理器主要是有削波器、限幅器和熄灭器。对其通信中含有噪声的信号进行非线性操作的目的是为了消除信号中噪声持续较短、幅度较大的尖峰脉冲，因此无记忆非线性处理本质是对噪声的高斯化，是要将进入接收机前端的脉冲噪声尽量地处理成为准高斯噪声，为后续的匹配滤波器的检测提供方便。由于长波通信的信道噪声是非平稳的时变过程，而根据长波信道特性的实时改变，传统的噪声处理方法难以做出实时的调整，因此传统方式不能实现对长波信道噪声的有效抑制。
2.中值滤波一小波降噪的噪声处理方法
近几年来人们对小波消噪的方法进行了广泛的研究，那么小波分析适合对信号的局部现象进行分析，通过Mattlap对信道噪声在小波域中的特性进行模拟分析，指出只保存变换中的局部极大值来进行有效的噪声抑制。但是，此方式也是基于对高斯噪声的假设，适用于高斯情况的处理。而在实际的长波通信过程中，长波通信的大气噪声不再服从高斯分布，因此小波消噪的结果并不理想，消噪后的信号仍然含有许多异常值。那么对于这一问题可以将中值滤波和小波消噪二者有机地结合。由于中值滤波能对脉冲干扰进行有效抑制，通过中值滤波后幅值较大的异常值被去除，便于进一步的小波消噪处理，因此二者结合对非高斯噪声能产生很好的效果。
四、提高中长波通信抗干扰能力
1.抗自然干扰
长波通信过程中，长波信号被大气噪声、天电干扰和工业干扰等干扰的十分严重，传输过程衰耗极大，这就使得通信在强干扰的条件下接受信号十分困难。为此，人们提出采用多元制MFSK来加大码元长度，从而提高信号能量的方案。但是，长波通信过程速率过低的缺点无法改变，而且过长的码元使得跳频速率无法提高。因此需要研究改变编码调制方法来提高频谱效率，这样不但可以提高传输效率，也可为跳频抗干扰打下基础。
2.抗电子战干扰
通过大量实践证明跳频方式是比直扩更加有效的军事抗干扰手段。由于长波通信中长波频段的大气噪声成分比例很高，敌方通过远程地下侦查，加上跳频措施使得敌方难以侦查和干扰。因此增加跳频措施是十分必要的。
对于长波通信问题，可以采用极小边带键控体制[（Very Minimum Sideband Keying，VMSK）加上跳频技术（Frequency Hopping，FH）的方式来解决中长波通信中的一些复杂问题。这种方式可以在几十赫兹的射频带宽内，传输几十kb/s的数据，而带宽效率达到100bits/Hz/s数量级的要求，这种方式是现有系统功能的100倍以上，而且噪声带宽的降低，可以极大的改善接受通信信号的性能。当我们在此基础上进行每秒10跳以上的跳频抗干扰通信，可以极大的提高中长波通信的抗干扰能力和传输效率，改善地下通信、海军对潜通信和陆军最低限度通信的抗电子作战效能。
结语
本文主要介绍了甚长波在通信过程中，长波波段大气噪声产生的原因以及其相关特性，同时还分析了如何处理大气噪声干扰的方法。同时还提出了如何提高抗通信干扰的能力，指出了不同方法应用于潜艇甚低频通信大气噪声抑制时的优缺点，提出增加跳频的方式提高通信接收机接收潜艇甚低频信号的可行性。通过分析认为采用适当的信号降噪处理技术能够有效提高甚低频通信系统性能。
关键词：长波通信;大气噪声;干扰
前言
关于甚长波通信是我国军事斗争中最低限度的通信手段之一。其主要应用在下通信系统和海军对潜通信系统中。在通信中，甚长波波段内发出的能量，只有其低端频可以穿透电离层进行传播，而其余频率的波段的信号都不能透过，被限制在“地一电离层”的波层之中，我们可以通过波导模的定义对这种传播方式进行一些说明。甚长波在传播过程中有着十分显著的优点，比如传播过程中衰减少、传播稳定等。但对其受到噪音的影响应给出相应的方式处理。长波信号噪音主要是人为噪音和自然噪音。
一、甚长波通信技术发展现状
甚长波通信由于设备过于巨大和传输速率低等限制了其应用，但可以通过采用等幅报、移频报等多种调制方式，甚至采用相位连续的移频键控，其中最小移频键控在其频域上具有能量集中、频带利用率高、抗噪声性能好等优点。因此其通信技术得到了相应的发展。
从1910年起，远距离通信使用的通信频率已降到12～30千赫。也就是开始使用长波进行通信。在第一次世界大战以前，荷、法、德、英、美等国家先后在洲际建立了陆地到陆地的甚长波通信系统，后来又逐渐被短波通信所取代。在1920年，美国又将甚长波通信应用于海军。后来随着潜艇部队在战略中地位的慢慢提高，就使的甚长波通信技术得到发展。对其发射天线的辐射效率、改进天线接受、采用调制解调以及编译码技术等，不断的进行研究。到目前为止甚长波通信的噪声的处理依然是保证通信质量的关键。
二、长波通信信号及噪声
长波信号通常是指超长波信号和甚长波信号，频率在30～300Hz的范围内的信号波被称为超长波。而在甚长波波段内发出的能量，低端频能够穿透电离层进行传播。依据其优点，使其在军事通讯和大地勘测中应用十分广泛。而在应用过程中产生的噪音主要是人为噪音和自然噪音。当长波通信在传播时，其传播的效果与其环境相关。地面环境主要影响两个方面：一是地面的平整程度，当然这个影响较小;另一个是当地的地质情况，如电磁特性，参数是介电常数、电导率和磁导率等。其中人为噪声主要是指工频电力线引起的50Hz干扰信号、空间中的各种电磁波信号和一些机器电磁辐射信号。自然噪声则是指大气噪声引起的天电干扰、哨声、两极和声、极光嘘声等。
三、长波通信信道噪声的处理方法
1.传统的非线性处理方法
长波通信系统在噪声的条件下，其传统数字接收机是由专门的无记忆非线性处理器和后接一个相应匹配滤波器构成。而无记忆非线性处理器主要是有削波器、限幅器和熄灭器。对其通信中含有噪声的信号进行非线性操作的目的是为了消除信号中噪声持续较短、幅度较大的尖峰脉冲，因此无记忆非线性处理本质是对噪声的高斯化，是要将进入接收机前端的脉冲噪声尽量地处理成为准高斯噪声，为后续的匹配滤波器的检测提供方便。由于长波通信的信道噪声是非平稳的时变过程，而根据长波信道特性的实时改变，传统的噪声处理方法难以做出实时的调整，因此传统方式不能实现对长波信道噪声的有效抑制。
2.中值滤波一小波降噪的噪声处理方法
近几年来人们对小波消噪的方法进行了广泛的研究，那么小波分析适合对信号的局部现象进行分析，通过Mattlap对信道噪声在小波域中的特性进行模拟分析，指出只保存变换中的局部极大值来进行有效的噪声抑制。但是，此方式也是基于对高斯噪声的假设，适用于高斯情况的处理。而在实际的长波通信过程中，长波通信的大气噪声不再服从高斯分布，因此小波消噪的结果并不理想，消噪后的信号仍然含有许多异常值。那么对于这一问题可以将中值滤波和小波消噪二者有机地结合。由于中值滤波能对脉冲干扰进行有效抑制，通过中值滤波后幅值较大的异常值被去除，便于进一步的小波消噪处理，因此二者结合对非高斯噪声能产生很好的效果。
四、提高中长波通信抗干扰能力
1.抗自然干扰
长波通信过程中，长波信号被大气噪声、天电干扰和工业干扰等干扰的十分严重，传输过程衰耗极大，这就使得通信在强干扰的条件下接受信号十分困难。为此，人们提出采用多元制MFSK来加大码元长度，从而提高信号能量的方案。但是，长波通信过程速率过低的缺点无法改变，而且过长的码元使得跳频速率无法提高。因此需要研究改变编码调制方法来提高频谱效率，这样不但可以提高传输效率，也可为跳频抗干扰打下基础。
2.抗电子战干扰
通过大量实践证明跳频方式是比直扩更加有效的军事抗干扰手段。由于长波通信中长波频段的大气噪声成分比例很高，敌方通过远程地下侦查，加上跳频措施使得敌方难以侦查和干扰。因此增加跳频措施是十分必要的。
对于长波通信问题，可以采用极小边带键控体制[（Very Minimum Sideband Keying，VMSK）加上跳频技术（Frequency Hopping，FH）的方式来解决中长波通信中的一些复杂问题。这种方式可以在几十赫兹的射频带宽内，传输几十kb/s的数据，而带宽效率达到100bits/Hz/s数量级的要求，这种方式是现有系统功能的100倍以上，而且噪声带宽的降低，可以极大的改善接受通信信号的性能。当我们在此基础上进行每秒10跳以上的跳频抗干扰通信，可以极大的提高中长波通信的抗干扰能力和传输效率，改善地下通信、海军对潜通信和陆军最低限度通信的抗电子作战效能。
结语
本文主要介绍了甚长波在通信过程中，长波波段大气噪声产生的原因以及其相关特性，同时还分析了如何处理大气噪声干扰的方法。同时还提出了如何提高抗通信干扰的能力，指出了不同方法应用于潜艇甚低频通信大气噪声抑制时的优缺点，提出增加跳频的方式提高通信接收机接收潜艇甚低频信号的可行性。通过分析认为采用适当的信号降噪处理技术能够有效提高甚低频通信系统性能。