無(wú)線電抗干擾性能探究

秦齊

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無(wú)線電抗干擾性能探究

秦齊

中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司河北分公司，河北 石家莊 050000

無(wú)線電是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個(gè)有限頻帶，上限頻率在300?GHz，下限頻率較不統(tǒng)一。在各種射頻規(guī)范書(shū)中，常見(jiàn)的有3?kHz～300?GHz（ITU-國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定），9?kHz～300?GHz和10?kHz～300?GHz。然而，無(wú)線電在傳輸?shù)倪^(guò)程中極易受到外界因素的干擾。為此，針對(duì)無(wú)線電抗干擾性能進(jìn)行了探究。

無(wú)線電；抗干擾；性能

引言

近些年來(lái)，無(wú)線通信已經(jīng)和人們的生活密不可分，但是由于發(fā)射功率、信號(hào)傳播距離、接收信號(hào)端較弱、信道環(huán)境差等問(wèn)題，非常容易導(dǎo)致無(wú)線通信受到人為或自然的干擾，而當(dāng)通信處于極端條件之下時(shí)，擴(kuò)頻技術(shù)往往會(huì)被看作是一種可以抵抗干擾的技術(shù)，不僅可以降低截獲概率，而且還可以擴(kuò)大通信距離。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。盡管無(wú)線電通信技術(shù)在社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是干擾無(wú)線電傳輸?shù)氖侄我矊映霾桓F。這也使得提升無(wú)線電抗干擾性能成為當(dāng)下亟待解決的事情。提升無(wú)線電的抗干擾性能，將大大提高各個(gè)領(lǐng)域無(wú)線電通信的保密性。

1 無(wú)線電抗干擾技術(shù)性能的分析

無(wú)線電在通信過(guò)程中極易受到外界因素的干擾。由于無(wú)線電通信是依靠電磁波進(jìn)行信息傳輸?shù)模虼诵畔⒃趥鬏斶^(guò)程中極易受到外在自然界因素的影響。這種來(lái)自自然界的干擾，是不存在任何敵意的。然而，無(wú)線電通信一旦被人為干擾，就會(huì)嚴(yán)重影響無(wú)線電通信的安全性與隱蔽性。就我國(guó)目前的無(wú)線電抗干擾性能而言，通過(guò)對(duì)無(wú)線電通信信號(hào)在傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的誤碼率進(jìn)行比對(duì)和研究，可以衡量無(wú)線電抗干擾性能的高低。在分析誤碼率時(shí)，需要按照以下幾個(gè)步驟來(lái)進(jìn)行：（1）建立無(wú)線電鏈路接收機(jī)和發(fā)射機(jī)模型；（2）建立信道模型；（3）得出隨機(jī)的分布函數(shù)；（4）通過(guò)接收信號(hào)得出誤碼率的表達(dá)方式[1]。

2 典型的無(wú)線電抗干擾技術(shù)

2.1 擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)頻技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號(hào)所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬。頻帶的展寬是通過(guò)編碼及調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)的，并與所傳信息數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)。在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來(lái)解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用。到目前為止，其最主要的兩個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動(dòng)通信系統(tǒng)。

2.2 跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)是指收發(fā)雙方傳輸信號(hào)的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式。也就是說(shuō)，通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變。從通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)說(shuō)，“跳頻”是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。與定頻通信相比，跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對(duì)方不清楚載頻跳變的規(guī)律，就很難截獲到通信的具體內(nèi)容。它在使用過(guò)程中可分為兩部分。首先，是頻率的自我適應(yīng)性，也就是在工作中不斷對(duì)通信技術(shù)中的信息干擾頻率進(jìn)行檢測(cè)，從而保證調(diào)頻時(shí)信息傳輸?shù)挠行浴Ｆ浯危翘l功率的自我適應(yīng)性，指在通信時(shí)通信方本身能夠適應(yīng)調(diào)頻的有效頻率，從而使信息在傳輸發(fā)射過(guò)程中快速、可靠，保證頻率在通性傳播時(shí)不被干擾。另外，跳頻通信也具有良好的抗干擾能力，即使有部分頻點(diǎn)被干擾，仍能在其他未被干擾的頻點(diǎn)上進(jìn)行正常的通信。由于跳頻通信系統(tǒng)是瞬時(shí)窄帶系統(tǒng)，因此易與其他窄帶通信系統(tǒng)兼容，促進(jìn)設(shè)備的更新?lián)Q代。

2.3 多輸入多輸出技術(shù)

多輸入多輸出技術(shù)在無(wú)線電通信中的運(yùn)用，有利于擴(kuò)大無(wú)線電通信系統(tǒng)的容量，并且提升無(wú)線電頻譜的利用率。為此，此技術(shù)在無(wú)線電通信中有著重要的作用。多輸入多輸出技術(shù)是指在基站和移動(dòng)終端都有多個(gè)天線。此技術(shù)為系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益和空間分集增益。空間復(fù)用是在接收端和發(fā)射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個(gè)子信道發(fā)射信號(hào)，使容量隨天線數(shù)量的增加而線性增加。空間分集有發(fā)射分集和接收分集兩類。基于分集技術(shù)與信道編碼技術(shù)的空時(shí)碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。多輸入多輸出技術(shù)可以提供很高的頻譜利用率，且其空間分集可以顯著地改善無(wú)線信道的性能，提高無(wú)線電系統(tǒng)的容量及覆蓋范圍。

3 無(wú)線通信中的抗干擾新技術(shù)

3.1 超寬帶和超窄帶技術(shù)

超寬帶技術(shù)是一種特殊的無(wú)線電通信技術(shù)。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題。它具有對(duì)信道衰落不敏感、發(fā)射信號(hào)功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)[2]。此技術(shù)在軍事領(lǐng)域、災(zāi)害搜救工作上以及雷達(dá)的定位方面得到了廣泛的應(yīng)用。

相對(duì)于超寬帶技術(shù)而言，超窄帶技術(shù)仍然處于發(fā)展的起初階段。超窄帶技術(shù)可以將無(wú)線電信號(hào)傳輸?shù)念l帶控制在一個(gè)極窄的范圍內(nèi)，進(jìn)而將信號(hào)相對(duì)集中起來(lái)在傳輸頻帶內(nèi)進(jìn)行傳輸。在頻帶外無(wú)須進(jìn)行信號(hào)傳輸，這樣就大大提高了信息傳輸過(guò)程中的抗干擾能力。

3.2 虛擬智能天線技術(shù)

虛擬智能天線技術(shù)在成本消耗上比較大，此技術(shù)并沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，目前在軍事以及雷達(dá)領(lǐng)域用到較多。虛擬智能天線可以將信息的傳送方與信息的接收方進(jìn)行區(qū)域的固定，在固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行信息的傳輸與接收使得信息更加具有保密性。也正是由于固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行固定方向的信息傳輸與接收，可以減少外部因素對(duì)信息的干擾，提升信息的抗干擾能力。

3.3 智能組網(wǎng)技術(shù)

智能組網(wǎng)技術(shù)是將可用的通信資源進(jìn)行最大限度的利用，降低無(wú)線電通信過(guò)程中外界因素對(duì)信息的干擾，提高通信的抗干擾性能。此技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中可以對(duì)通信環(huán)境進(jìn)行分析，得出無(wú)線電通信過(guò)程中的受干擾程度，再根據(jù)受干擾程度的高低有針對(duì)性地調(diào)整組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，提高無(wú)線電通信的抗干擾性能[3]。由于此項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)通信資源的優(yōu)化配置，因此在社會(huì)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。

4 無(wú)線電抗干擾性能的發(fā)展趨勢(shì)

每一種無(wú)線電通信技術(shù)在抗干擾方面都具有一定的優(yōu)勢(shì)，然而將多種無(wú)線電通信技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用才能大大提升整個(gè)無(wú)線電通信系統(tǒng)的抗干擾性能。比如，將典型抗干擾技術(shù)與新型抗干擾技術(shù)相結(jié)合。智能天線技術(shù)可以將可用的通信資源進(jìn)行充分的開(kāi)發(fā)利用，而且可以在固定區(qū)域進(jìn)行固定方向的信息傳輸與接收。基于此，可以將單天線轉(zhuǎn)化成多天線，并且與擴(kuò)頻、跳頻技術(shù)相結(jié)合，可以將抗干擾性能提升到一個(gè)新高度。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)于無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展來(lái)說(shuō)是一把雙刃劍。無(wú)線電應(yīng)用過(guò)程中會(huì)受到越來(lái)越多的電磁干擾。在此種環(huán)境下，提高無(wú)線電的抗干擾性能就顯得尤為重要。另外，除了自適應(yīng)天線技術(shù)之外，數(shù)字波束、軟件天線、智能天線等也在研究之中。這些均體現(xiàn)了無(wú)線通信領(lǐng)域抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。每種無(wú)線電通信技術(shù)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為了提升整個(gè)無(wú)線電通信系統(tǒng)的抗干擾性能，需要將無(wú)線電通信技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的組合運(yùn)用，促進(jìn)我國(guó)無(wú)線電抗干擾事業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

[1]胡盛銘. 無(wú)線通信抗干擾技術(shù)的思考與探索[J]. 信息與電腦（理論版），2016（5）：136-137.

[2]羅奎宋，向彥宇，譚彬. 無(wú)線電通信抗干擾技術(shù)研究[J]. 中國(guó)新通信，2017（23）：21.

[3]李官敏. 無(wú)線通信抗干擾技術(shù)及性能的探究[J]. 中國(guó)新通信，2016，18（22）：39.

Research on Radio Anti-Jamming Performance

Qin Qi

Hebei Branch of China Communications System Co., Ltd., Hebei Shijiazhuang 050000

Radio refers to electromagnetic waves propagating in all free spaces (including air and vacuum). It is a limited frequency band with an upper limit frequency of 300 GHz and a lower frequency. Among various radio frequency specifications, 3 kHz～300 GHz (ITU-International Telecommunications Union regulations), 9 kHz～300 GHz, and 10 kHz～300 GHz are common. However, the radio is highly susceptible to interference from external factors during transmission. To this end, we have explored the anti-interference performance of radio.

radio; anti-interference; performance

TN972

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