無線通信抗干擾技術(shù)研究

洪 濤

（山西工商學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心，山西太原030006）

無線通信的主要傳輸形式是電磁波，而電磁波在傳輸過程中會(huì)受很多因素影響，導(dǎo)致無線通信技術(shù)存在干擾問題，亟待解決。如今，人們通過對(duì)無線通信技術(shù)抗干擾性能展開深入研究并取得了重大成果，能夠?qū)o線通信技術(shù)遭受干擾的問題給出相應(yīng)的解決對(duì)策。本文分析了無線通信技術(shù)抗干擾現(xiàn)狀及抗干擾技術(shù)。

1 影響無線通信的干擾因素

無線通信技術(shù)抗干擾衡量算法及評(píng)價(jià)系統(tǒng)性能方法有三種：第一，理論分析得出算法及系統(tǒng)表現(xiàn)公式。理論分析算法系統(tǒng)準(zhǔn)確度較高，且適用于多數(shù)情況對(duì)數(shù)據(jù)的獲取，但在理論分析中受限較多，只適用于簡單情況下的估算，無法適用于復(fù)雜情況；第二，計(jì)算機(jī)仿真模擬分析得出數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)仿真模擬能夠降低人工勞動(dòng)，提高分析效率并降低成本，但是計(jì)算機(jī)的仿真模擬并不能全面分析，沒有實(shí)際通信場(chǎng)景實(shí)體化模擬，就使其自身實(shí)用度缺乏保障，在實(shí)際抗干擾工作中無法給予設(shè)備穩(wěn)定分析；第三，硬件測(cè)試平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的分析及統(tǒng)計(jì)。這種算法及評(píng)價(jià)能夠減少分析時(shí)間，對(duì)實(shí)際場(chǎng)景能夠較好模擬。美中不足的是這種方法使用成本高，在論證階段即測(cè)試周期上存在耗時(shí)性，無法保證數(shù)據(jù)完整。

無線通信技術(shù)傳播環(huán)境具有復(fù)雜性，這種復(fù)雜性主要分為地理?xiàng)l件復(fù)雜與傳播環(huán)境多變兩個(gè)層面。首先，無線信號(hào)傳播過程中，地理?xiàng)l件中的距離因素是首要問題。信號(hào)傳播過程中復(fù)雜的地理?xiàng)l件會(huì)導(dǎo)致信號(hào)路徑存在損耗，例如當(dāng)信號(hào)經(jīng)過山脈、河流或高層建筑時(shí)會(huì)導(dǎo)致到達(dá)終端時(shí)出現(xiàn)信號(hào)微弱的情況，甚至完全接收不到信號(hào)，給人們的生活帶來不便。除此之外，信號(hào)傳播過程中還會(huì)遭受到其他信號(hào)的干擾，使自身信號(hào)失去質(zhì)量甚至出現(xiàn)信號(hào)失聯(lián)情況。互調(diào)干擾對(duì)無線通信設(shè)備會(huì)產(chǎn)生重大影響，無線通信設(shè)備運(yùn)行過程中若出現(xiàn)了幾組不同信號(hào)處于相同頻率，多組信號(hào)間就會(huì)產(chǎn)生信號(hào)沖突從而對(duì)系統(tǒng)造成干擾。例如，發(fā)射機(jī)、接收機(jī)等信號(hào)干擾都是現(xiàn)實(shí)生活中常見的幾種干擾，對(duì)無線通信準(zhǔn)確性和及時(shí)性都造成很大影響。因此及時(shí)解決無線通信技術(shù)干擾問題是保證無線通信設(shè)備正常運(yùn)作的根本。

2 無線通信抗干擾技術(shù)

2.1 頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)

無線通信抗干擾技術(shù)中的頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)主要分為四種形式，即DS直接序列擴(kuò)頻，F(xiàn)H跳頻技術(shù)，TH跳時(shí)技術(shù)與混合技術(shù)。下面對(duì)這四種形式的抗干擾技術(shù)進(jìn)行簡述。

（1）DS直接序列擴(kuò)頻。這種方法主要是在較寬頻帶上對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展從而達(dá)到減小頻帶單位功率的目的。DS直接序列擴(kuò)頻的主要作用就是降低功率譜密度。這種方法的使用可以使截獲概率低，隱蔽性較好，達(dá)到碼分多址并且可以與多徑干擾對(duì)抗，熱噪聲與信道噪聲之下通信功率譜數(shù)值較低，噪聲能夠?qū)⑿盘?hào)淹沒使信號(hào)不易被發(fā)現(xiàn)。

（2）FH跳頻技術(shù)。這種技術(shù)屬于多頻率鍵控，通過跳變載波頻率進(jìn)行頻譜擴(kuò)展，選擇通過碼序列完成，適用于民用通信或戰(zhàn)術(shù)通信上，它的抗干擾能力極強(qiáng)。跳頻原理是對(duì)集中干擾的頻率點(diǎn)實(shí)施隔離，從而保證信息傳輸?shù)念l率不受干擾，達(dá)到保證傳輸質(zhì)量的最終目的。FH跳頻技術(shù)分為兩部分，第一，頻率自適應(yīng)，即工作中通信實(shí)時(shí)對(duì)干擾頻率進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證調(diào)頻的全面有效性。第二，功率自適應(yīng)，指的是通信方自身能夠自適應(yīng)調(diào)整有效頻率的發(fā)射功率，保證干擾頻率多時(shí)仍能實(shí)現(xiàn)正常通信。

（3）TH跳時(shí)技術(shù)。跳時(shí)技術(shù)是指在時(shí)間軸上發(fā)射信號(hào)進(jìn)行跳變，在一定程度上類似于跳頻技術(shù)。跳時(shí)技術(shù)在開始部分需要將時(shí)間軸劃分為多個(gè)時(shí)片，再用擴(kuò)頻碼對(duì)發(fā)射信號(hào)時(shí)片進(jìn)行控制，是利用碼序完成時(shí)移鍵控。由于信號(hào)發(fā)送時(shí)片很窄，所以需要展寬信號(hào)頻譜，但若單獨(dú)使用跳時(shí)技術(shù)，則沒有有效的抗干擾性能，所以這項(xiàng)技術(shù)需要聯(lián)合其他方式將抗干擾性能發(fā)揮到最大。

（4）混合擴(kuò)頻。混合擴(kuò)頻是指將以上幾種方式進(jìn)行組合。對(duì)不同擴(kuò)頻技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的組合，能夠有效提高無線設(shè)備的抗干擾性能，同時(shí)混合擴(kuò)頻比單一擴(kuò)頻更加容易實(shí)現(xiàn)，且效果更好。

2.2 非頻譜擴(kuò)展抗干擾技術(shù)

（1）天線自適應(yīng)抗干擾技術(shù)。天線處理信號(hào)所采用算法較多，能夠?qū)Σ煌愋托盘?hào)進(jìn)行鎖定并且實(shí)施跟蹤，將干擾因素減少并將其降到最低以此得到最大信號(hào)輸出。無論受到時(shí)間還是空間的干擾，自適應(yīng)天線都能夠抑制干擾信號(hào)，對(duì)抗干擾信號(hào)。

（2）通信猝發(fā)技術(shù)。若空中信號(hào)暴露在外的時(shí)間較長，那么信號(hào)被干擾的可能性就越大，通信猝發(fā)技術(shù)的發(fā)明能夠使無線通信速度更快，使信號(hào)暴露在外的時(shí)間減少從而達(dá)到降低干擾的目的。通信猝發(fā)技術(shù)能夠使破譯難度升高，以此來預(yù)防信號(hào)被欺騙或者被冒充。通信猝發(fā)技術(shù)必須先儲(chǔ)存信息，同時(shí)高速發(fā)送信息并利用大功率的脈沖功能對(duì)抗干擾，使信息被截獲的概率變小。

（3）交織糾錯(cuò)編碼。數(shù)字技術(shù)及糾錯(cuò)編碼是實(shí)現(xiàn)無線通信設(shè)備抗干擾性能增強(qiáng)的重要技術(shù)，糾錯(cuò)編碼可以及時(shí)對(duì)干擾錯(cuò)誤進(jìn)行糾正，能夠?qū)崿F(xiàn)有效對(duì)抗干擾，所以它對(duì)于跳頻系統(tǒng)設(shè)備是非常重要的一項(xiàng)技術(shù)。交織編碼能夠?qū)⑼话l(fā)的錯(cuò)誤信號(hào)進(jìn)行分散打散處理，及時(shí)對(duì)錯(cuò)誤編碼進(jìn)行糾正。

（4）分集技術(shù)處理。分集技術(shù)通過多途徑對(duì)同一信息進(jìn)行傳輸，減輕衰落的影響。它包括合并技術(shù)與分離技術(shù)，其中的合并技術(shù)指信噪比合并、選擇合并及增益合并等，分離技術(shù)指極化、空間、頻率和時(shí)間的分離等。無論是合并還是分離，都能夠使信噪比增加從而得到分集的增益。分集技術(shù)主要運(yùn)用于對(duì)多徑傳輸?shù)膶?duì)抗。

2.3 其他技術(shù)

（1）多種輸出輸入技術(shù)。這種技術(shù)僅僅適用于傳統(tǒng)傳播方式，它可以較好地解決信號(hào)中斷問題，若有一個(gè)信號(hào)出現(xiàn)問題受到干擾，其他信號(hào)不會(huì)因?yàn)樗K止傳輸，而是繼續(xù)準(zhǔn)時(shí)準(zhǔn)確到達(dá)接收端口，不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。它的運(yùn)行原理是通過對(duì)需要發(fā)送出去的信號(hào)進(jìn)行多天線發(fā)送，使接收端能夠多途徑多方向接受，避免信號(hào)失聯(lián)。

（2）虛擬智能化天線技術(shù)。它能夠快速有效解決由于互調(diào)干擾原因造成信號(hào)中斷問題，為無線通信抗干擾性能提升提供重要基礎(chǔ)。這種技術(shù)原理是通過特定區(qū)域之內(nèi)的多信號(hào)接收天線對(duì)相應(yīng)特點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行接收的過程，在這個(gè)過程中可以避免對(duì)其他信號(hào)進(jìn)行干擾，提高信號(hào)傳播高質(zhì)量及速度，保護(hù)信號(hào)不受到損害，不失真。

3 結(jié)束語

綜上所述，無線通信抗干擾技術(shù)隨著信息技術(shù)的發(fā)展而更加多元化與綜合化，無線通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展有著重要作用，在充分預(yù)測(cè)基礎(chǔ)下通過有效措施實(shí)現(xiàn)抗干擾技術(shù)的有效應(yīng)用，以此提高無線通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾性。

［1］ 李文清.超短波無線電通信抗干擾技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)研究［J］.中國科技信息，2007，（22）：310-311.

［2］ 熊興中，胡劍浩.時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)在無線通信抗干擾中的應(yīng)用［J］.電信科學(xué)，2008，（07）：49-53.

［3］ 羅 暉.通信系統(tǒng)中抗干擾技術(shù)的研究［J］.科技廣場(chǎng)，2005，（05）：51-52.

［4］ 殷云志.無線通信抗干擾技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)［J］.無線電工程，2008，（10）：50-52.