無線通信抗干擾技術性能研究

計惠玲

摘 要：衰落和干擾是制約無線通信系統性能的主要因素，本文分析了無線傳播環境的復雜、互調干擾產生及采取的措施，針對干擾特性總結出一種無線通信抗干擾的性能試驗措施，并對極端通信條件下同頻干擾抑制技術進行初步研究，對豐富和完善已有的抗干擾技術具有現實的理論和實用意義。

關鍵詞：無線通信；互調干擾；同頻干擾；抗干擾

1 抗干擾技術的研究背景

伴隨著無線通信應用范圍的不斷擴大，無線通信技術已經融入到我們生活，然而通信條件卻受到各種因素的影響，有些地區的通信條件甚至可以用極端惡劣來形容，其中最常見的干擾有互調干擾、同頻干擾，對于通信工作者來說如何根據這些干擾所產生的機理，來采取有效的抗干擾措施，進而提高通信網絡的質量，增強通信系統的數據傳輸速率，提高抑制提高抑制信道干擾的能力，同時增大了系統容量這是通信中的重要課題。

2 無線通信抗干擾技術研究現狀

2.1 當前無線通信網絡傳播環境

目前無線通信傳播環境非常復雜，原因有以下幾點：

第一，無線通信信號的傳播路徑復雜。不僅有視距傳播中的路徑損耗，而且傳播過程中要面臨著復雜的地理環境，比如城市高層建筑群、山地、丘陵等等所以就會導致接收端在接收無線信號時，往往是經過可信道畸變的信號，并且疊加了各種的干擾，造成通信信號質量下降。第二，無線通信通道是對范圍內的所有無線設備開放的，這就使的各種無線通信系統和無線通信設備共存其中。如果衰落或干擾強度很高，無線信號達到接收端時可能存在兩種狀態：（1）通信鏈路中的干擾信號相對于期望信號很大，使得接收信號相對于干擾很微弱。（2）由于路徑損耗和多徑衰落，接收信號本身已經非常微弱。

2.2 互調干擾

2.2.1 互調干擾類型

互調干擾是指幾個不同頻率的信號通過非線性電路時，會產生與有用信號頻率相同或相近的頻率組合，而對通信系統構成的一種干擾，常見的互調干擾有，發射機互調干擾、接收機互調干擾、外部效應引起的互調干擾。

（1）發射機互調干擾。發射機互調干擾是指由于其他信道的發射信號或RF共用器件耦合到發射機末級與本機，發射信號在功放電路中相互調制而產生新的頻率組合，隨同有用信號一起發射出去，對接收機形成干擾。

（2）接收機互調干擾。在接收機的前端電路中，同時兩個偏離接收頻率的干擾信號同時侵入接收機時，由于高頻放大器和變頻器的非線性，使其調制而產生互調頻率，互調頻率落入接收機頻帶內造成的干擾。

（3）外部效應引起的互調干擾。在發射端的傳輸電路中，常常會因為反饋線接頭、天線等接點的接觸效果不好，或者在傳輸過程中異種金屬的接觸導致非線性的干擾，在強射頻電場中起到檢波的作用從而產生互調干擾。由外部效應引起的互調干擾特性比較復雜，可能會因為氣候的變化而產生的干擾程度也不盡相同。

解決互調干擾的方法很多，傳統的解決方法是試探法。試探法是先給定幾種方案，然后用無線端口的響應情況從而測出互調干擾的量級，再通過測量實際的數據給子系統給予一定補償或者通過降低天線間耦合度方面進行完善，主要是通過改變天線的布局來實現。

2.2.2 減少發射機互調干擾采取的措施

（1）加強發射機和天線饋線的匹配度。（2）在發射機和天線之間，可通過插入單向隔離器或者是單向隔離器與腔體濾波期的組合器件降低干擾。（3）完善發射機末級功放的性能，提高發射機線性動態范圍。（4）在規劃和建設設計臺站時，應根據互調干擾的程度選用無三階互調工作頻率組。

2.2.3 減少接收機互調干擾采取的措施

（1）接收機輸入回路應有良好的選擇性，如采用多級調諧回路，以減少進入高效的強干擾。（2）高放和混頻器宜采用具有平方律特性的器件，如結型場效應管。（3）接收機前端加入衰減器，降低干擾信號電平。

2.2.4 減少外部效應引起的互調干擾

在施工和平日檢修過程中，應重點注意插件的接觸性，特別是發信機的高頻濾波器、射頻避雷器、天線等關鍵器件的接觸性，注意檢查系統外的異種金屬的干擾產生非線性干擾，注意保護設備的玩好性，暴露室外的設備應涂防銹涂料。

2.3 同頻干擾

凡是無用信號的載頻與有用信號的載頻相同，并對接收同頻道有用的信號的接收機造成干擾的都稱為同頻干擾。協調解決同頻干擾的方法也有多種，常用的有降低發射機功率、接收機靈敏度，降低天線高度或增益，更換工作頻率，相鄰發射臺的載頻采用2/3行頻（10KHz）偏置，可降低對同頻保護度要求等等。

3 無線通信系統抗干擾技術概述

在對無線通信系統抗干擾技術研究的過程中，其中最重要的問題就是如何衡量算法或系統的性能。一般情況下衡量算法性能的方法有以下三種：①首先進行理論分析，從而獲得算法和系統性能的理論表達式。此方法的優點是，結果是通過理論分析得來的，準確率高，而且具有普遍意義。缺點是約束條件比較多，在復雜環境下不適用。②通過計算機仿真軟件進行仿真分析。優點是操作起來簡單實用，能過模擬實際的通信環境，也可以降低成本，缺點是仿真時間長，仿真過程中隨機過程的場景模型不能很好的重現實際場景。③通過測試床或者實現硬件平臺，從而測得實際的數據并進行統計學分析。優點大大降低時間，統計的數據量大，能過很好的重現實際通信場景，結果直觀。缺點成本高，測試周期比較長。一般結合算法或系統實現階段的驗證。

4 抗干擾技術的多核并行處理方法的系統模型建立

考慮基于稀疏矩陣的多核并行擾碼無線收發信機，圖1給出了其通信鏈路。發射機對比特流b（i）進行基于稀疏矩陣的多核并行加擾，具體步驟為：首先對輸入信號進行串并轉換，并將N路信號分別送入對應序號的處理器核；在單個處理器核內，對輸入信號進行加擾處理；然后將N路并行擾碼輸出并串轉換得到d（i）。d（i）經過調制，產生發射信號s（t）。發射信號經過無線信道到達接收機。接收機對接收信號r（t）進行信道均衡，得到發射信號s（t）的估計值s（t）%；然后解調得到比特流d（i）的估計值d%（i）；最后經過基于稀疏矩陣的多核并行解擾恢復出比特流b（i）的估計值b%（i）。

5 結束語

如今通信技術在迅猛發展，同樣通信環境也在日益嚴峻，通信網絡內部和外部的干擾在不斷的變化，研究人員只有不斷創新技術水平采用先進的抗干擾技術，才能夠使得無線通信網絡的安全通暢可靠。

參考文獻

[1]曾一凡，李暉.擴頻通信原理[M].北京：機械工業出版社，2005.

[2]楊際祥，譚國真，等.多核軟件的幾個關鍵問題及其研究進展[J].電子學報，1990.

[3]沈嘉，索士強，等.3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計（第一版）[M].北京：人民郵電出版社，2008.