無線電干擾信號發現與識別

王 浩

（中國鐵塔股份有限公司 保定市分公司，河北 保定 071000）

0 引 言

無線電通信是指利用無線電設備產生的無線電磁波在空間傳輸聲音、文字、圖片以及數據等信號的通信方式。與有線電通信相比，無線電通信無需架設通信傳輸線路，并且在通信過程中不會受到通信距離的限制，具有傳輸速度快、機動性高等優點，已經被廣泛應用到各個領域中，尤其是軍事領域[1]。但與此同時，無線電通信信號傳輸的穩定性較差，容易受到通信環境的影響。隨著電子信息技術的不斷發展，通信環境中的電子信息設備使用量較大，并且通信設備的體制復雜、種類多樣化，導致無線電通信過程中會產生大量高頻譜、高密度的電磁波輻射信號。這些信號包含噪聲較多，會對通信造成干擾，并且空間上也容易橫縱交錯，影響正常無線電通信。為了提高復雜電磁波環境下的無線電通信質量，提出無線電通信抗干擾方法，利用數據信號處理技術提高無線電通信系統的抗干擾能力。

1 無線電通信抗干擾技術發展現狀

目前，無線電通信抗干擾技術還存在許多問題有待進一步解決。隨著無線電技術的不斷發展，信息傳遞量在不斷增加，而通信信道有限，導致無線電在通信過程中可用頻帶越來越少。從抗干擾的角度分析，眾多干擾信號中分離出有效信息的工作量較大。此外，無線電通信過程中，高斯白噪聲干擾信號對其影響也較大。高斯白噪聲信號功率譜密度均勻，在通信信道上占據了較大空間，容易與其他信號發生重疊。

現有的抗干擾方法主要分為兩種。一種是通過安裝抗干擾器來消除高斯白噪聲的干擾。這種方法需要安裝大量的抗干擾器，成本比較高，并且抗干擾器經常會發生故障[2]。另一種是開發無線電通信抗干擾算法，利用開發的算法將有效信號從干擾信號中分離出來。現有的算法計算過程比較復雜，并且選取的信號分離依據代表性不強，導致在實際應用過程中無線電通信經常出現誤碼現象，誤碼率較高。

2 干擾原理分析

2.1 GPS失鎖干擾

全球定位系統（Global Positioning System，GPS）失鎖通常是由3個原因造成的：一是GPS本身故障或天線故障導致無法搜到足夠的衛星；二是GPS星卡出現故障；三是GPS使用頻率受到外來干擾。GPS失鎖會影響手機與基站之間的同步和基站與基站間的同步，嚴重情況下會導致GPS失鎖基站周圍的大片基站受到干擾，移動用戶終端無法正常接入網內。

2.2 幀失步干擾

受設備內干擾和外部接收信號干擾的影響，一旦復接定時單元或分接定時單元推位時鐘的完整性受到破壞，就會導致接收幀定位信號與本地幀定位信號失去正確相位關系。如果信號幀的收發不能同步，就會導致基站A的下行干擾基站B的上行，從而形成幀失步干擾。

2.3 超遠同頻干擾

無線通信系統中，在某種特定的氣候、地形等條件下，無線信號的傳播會形成大氣波導效應。遠端基站下行信號經過長距離傳輸后衰減很小，傳輸時延已經超過保護間隔的長度，從而對本地基站的上行時隙接收信號產生干擾[3]。

2.4 偽基站干擾

在傳統的全球移動通信系統（Global System for Mobile Communication，GSM）網絡中，通信網絡可以對手機終端進行鑒權，但是手機終端卻不能主動識別該網絡是否安全，偽基站正是通過GSM網絡這種單向鑒權和重選機制的漏洞實施干擾。偽基站主要是偽裝成移動通信基站設備并發射與移動通信基站相同的頻率來干擾一定范圍內的運營商基站信號，使手機終端被迫進行小區重選、位置更新及信令切換后接入偽基站網絡中，從而獲取手機終端的用戶識別碼（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）、設備身份碼（International Mobile Equipment Identity，IMEI）以及電話號碼等相關信息。只有手機終端離開偽基站覆蓋區域時，才會脫離偽基站網絡，接入正常基站系統[4]。偽基站干擾頻譜如圖1所示。

3 無線電干擾信號的發現與識別方式

3.1 頻譜圖

頻譜圖在無線電信號干擾識別中十分常見，屬于無線電監測技術的范疇，通過頻譜圖可以提高無線電監測結果的準確性和操作便捷性。利用頻譜圖定位無線電干擾信號，技術人員需要掌握頻譜圖操作方法，通過分析無線電頻帶、無線電頻譜圖規定頻寬，合理分配無線電信號頻率。此外，可以采取排除法分析頻譜的細節，有利于提高無線電干擾信號識別的精準性，提升無線電頻譜利用率[5]。

3.2 交叉測向

識別、定位干擾信號有時還會選擇測向定位法，監測無線電信號運行狀態，搭配獨立無線電測向設備保證定位結果的準確性。交叉測向法在定位、識別干擾信號過程中，可以計算出無線電干擾信號概率三角區，有助于提高最終獲得的無線電干擾信號定位結果的精準性。現階段，通信行業采用的無線電信號監測形式較常見的有移動監測端、固定監測端兩種，這兩種形式均可以直接顯示無線電干擾信號的信號發射源，為測定無線電干擾信號發射源方位創造條件。測向無線電干擾信號期間，應該提升測試對應性，可以直接在電子地圖上方獲取干擾信號波交叉示向線，這是精準識別、定位無線電干擾信號的必要前提[6]。

3.3 語音監聽

利用語音監聽的方式識別與定位無線干擾信號，也是當前非常普遍的方法。當有不明無線電信號出現時，通過語音監聽可以快速判斷信號干擾源種類，隨之再解調分析獲取模擬信號，確定干擾信號源所在位置。語音監聽期間，技術人員進行技術處理，這是明確干擾信號干擾源所在位置的重要依據，也可以提高識別的精準性。利用其他頻率單位展開監聽定位，也有利于提高無線電干擾信號識別精準性，從中獲取有價值的無線電干擾信號數據[7]。

3.4 設備監測

應用無線電監測設備，精準監測并識別干擾信號。一些無線電干擾信號是設備自身形成，其雜散發射值不符合規定限值要求，通常是一些關鍵部件存在接觸不良的現象或部分元器件發生老化與氧化，但是這種類型的無線電干擾信號發現與識別也相對容易。除此之外，無線電業務在用戶占用寬帶方面有非常高的要求，如果已經有無線電干擾信號產生，可以直接利用無線電干擾信號帶寬展開分析，從而明確具體的信號源頭[8-10]。

4 結 論

綜上所述，近年來，我國無線電業務范圍逐漸拓展，對我國通信行業的發展具有重要的推動作用。為了確保無線電業務的順利運營，相關技術人員應針對無線電干擾信號問題重點研究，確保準確識別干擾信號，保證無線電正常業務不受外界不明信號發射源和非法無線電發射設備的干擾。通過對干擾信號的識別和定位方式進行探討，介紹了一些測定方式，為干擾信號準確識別、定位及排除提供幫助，為相關行業的進一步發展提供有力支持。