丹東移動公司 趙吉生

1.引言

在當(dāng)前的無線通信環(huán)境中，隨著相關(guān)電子設(shè)備的增加，使得無線通信所處的環(huán)境變得越來越復(fù)雜，因此無線通信面臨著外界干擾的難題，這也是目前發(fā)展無線通信抗干擾技術(shù)的主要原因。在對無線通信造成干擾的因素中又可以分為自然因素和人為因素。其中人為因素主要指的是敵對國進行的蓄意電磁干擾，從而使得對方國家的無線通信受到影響，甚至導(dǎo)致無線信號終端，達到干擾對方正常通信的目的。在無線通信的諸多干擾中，可以主要分為三大類：多址干擾、共道干擾以及碼間串?dāng)_。對無線通信自身而言，外界干擾只有在特定的頻帶、調(diào)制方式情況下才能夠產(chǎn)生干擾影響。針對軍事用途的干擾技術(shù)而言，為了對敵方的無線通信實現(xiàn)干擾，需要提前對地方的通信頻段等信息進行偵測，然后在不同的緯度施放干擾信號，只有這樣才能夠起到干擾正常對方無線通信的目的。

2.復(fù)雜電磁環(huán)境下主要抗干擾技術(shù)類型

隨著目前無線通信所處的電磁環(huán)境復(fù)雜程度不斷提高，抗干擾技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注，目前主要有跳頻、擴頻、智能天線以及混合技術(shù)等。

(1)跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)的應(yīng)用較早，主要應(yīng)用于民用無線通信，其抗干擾效果較好，主要應(yīng)用于微波、毫米波段的無線通信抗干擾中。跳頻技術(shù)顧名思義是指實現(xiàn)無線電頻率按照特定規(guī)律實現(xiàn)跳變，與固定不斷的無線通信相比，采用跳頻技術(shù)使得無線通信達到擴展頻譜的目的。與此同時，頻率跳變的速度關(guān)系到無線通信的抗干擾能力，通常情況下頻率跳變的速度越高則抗干擾性能越好，頻率跳變速度越低則抗干擾性能越差。同時，跳頻技術(shù)獲得的額外頻譜會進一步增加其抗干擾能力，越寬的跳頻帶寬將會獲得越好的抗干擾性能。因此，利用跳頻技術(shù)提升通信抗干擾能力的關(guān)鍵是提高跳頻的速度和拓展跳頻帶寬。隨著目前相關(guān)電子集成和信號處理技術(shù)的不斷成熟，跳頻技術(shù)也出現(xiàn)了自適應(yīng)的發(fā)展趨勢。引入自適應(yīng)技術(shù)后的跳頻技術(shù)具有更好的抗干擾能力，其可以根據(jù)具體的通信環(huán)境對跳頻的速度進行選擇。

(2)擴頻技術(shù)

擴頻技術(shù)的核心是通過擴展無線通信的頻譜將有用信號隱藏在頻譜中，從而實現(xiàn)抗干擾和保密的性能，其最為典型的應(yīng)用為CDMA通信模式。在目前的擴頻技術(shù)中，直接序列方式是最為常用的，即通過擴展通信頻譜的方式使得傳輸信號具有降低的功率譜密度，采用這種方式不僅具有將強的電磁抗干擾能力，同時還會增強信號的保密性，因此其主要的應(yīng)用場景為衛(wèi)星通信以及部分蜂窩通信中。

(3)智能天線技術(shù)

隨著無線通信的發(fā)展以及人們對于數(shù)據(jù)流量要求的不斷提高，智能天線技術(shù)受到了廣泛的關(guān)注。所謂智能天線技術(shù)，即采用智能化控制算法實現(xiàn)天線的定向波束，并且在此過程中其主瓣指向特定用戶，而后瓣則指向非特定用戶，從而在保證特定用戶較好通信質(zhì)量的同時，對非特定用戶具有較低的干擾，而且還可以有效的緩解電磁污染問題。智能天線系統(tǒng)可以實現(xiàn)對不同方向信號的抑制，在其物理層面形成一個完成的天線網(wǎng)絡(luò)，使得天線端的信干比大幅度提升，因此可以獲得較好的抗干擾性能。然而，在智能天線技術(shù)中仍然存在著諸多問題亟待解決，例如智能天線中物理天線的設(shè)計就是一個棘手的問題。為了更好的實現(xiàn)智能天線的抗干擾性能，需要使得天線的波束盡可能變窄，從而對非特定用戶有更好的抑制作用，然而當(dāng)天線的波束變窄以后就需要更多的天線單元完成制定的覆蓋區(qū)域，因此智能天線的設(shè)計復(fù)雜程度就會顯著提升。不僅如此，智能天線中的天線單元之間的相互耦合也是需要考慮的問題，假如天線單元之間的相互耦合較強，非但無法實現(xiàn)抗干擾的效果，還會使天線自身的性能惡化。同時，隨著智能天線技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)簡單的智能天線技術(shù)是無法滿足大數(shù)據(jù)量傳輸?shù)?，因此將MIMO多天線技術(shù)引入到智能天線中。所謂MIMO多天線技術(shù)指的是采用多收多發(fā)的方式進行無線通信，在信號的接收端和發(fā)射端均采用多副天線。MIMO多天線技術(shù)充分運用了OFDM以及空時編碼技術(shù)，使得系統(tǒng)的信道容量成倍增加，因此可以獲得更好的通信體驗。

(4)混合技術(shù)

在無線通信抗干擾技術(shù)的實現(xiàn)過程中，往往是將多種不同的技術(shù)進行混合使用，以更好的獲得較強的抗干擾能力，例如直接序列與跳頻技術(shù)的混合等。通常情況下，采用混合技術(shù)的抗干擾能力要優(yōu)于單一的抗干擾技術(shù)，這主要是由于每種抗干擾技術(shù)都存在著自身的弊端和適用條件，因此采用多種抗干擾技術(shù)混合的方式可以有效的彌補不同技術(shù)的缺陷，從而獲得更高的抗干擾效果。然而，在將不同抗干擾技術(shù)混合使用的過程中，存在著較多的技術(shù)困難有待解決，同時會使得抗干擾設(shè)備的復(fù)雜程度大大增加。以直接序列與跳頻技術(shù)的混合為例，采用二者的混合技術(shù)進行抗干擾實踐，其獲得的信號處理增益并且只是二者簡單的加和，同時還可以有更寬的頻譜，對于跳頻技術(shù)的效果也會有一定的增強。然而其缺點自然是成本投入較大，使得設(shè)備的復(fù)雜程度提高。

3.時間反轉(zhuǎn)技術(shù)在抗干擾中的應(yīng)用

為了更好的實現(xiàn)無線通信的抗干擾性能，可以采用將多種不同抗干擾技術(shù)相互組合的方式，然而此種混合方式會使得設(shè)計成本大幅度提高，同時大大增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度。因此隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，人們提出了時間反轉(zhuǎn)技術(shù)，其具有實現(xiàn)空間信道匹配的能力。時間反轉(zhuǎn)技術(shù)具有較為突出的無線通信抗干擾性能，其抗干擾能力實現(xiàn)了對碼間串?dāng)_、多址以及共道技術(shù)的綜合，同時其實現(xiàn)的過程也相對簡單。因此時間反轉(zhuǎn)技術(shù)為復(fù)雜電磁環(huán)境下無線通信的抗干擾提供了新的解決途徑。所謂時間反轉(zhuǎn)技術(shù)，其實質(zhì)是充分的利用信道狀態(tài)信息，將光學(xué)中的相位共軛理論應(yīng)用于無線通信抗干擾中，從而實現(xiàn)提高無線通信抗干擾能力的目的。按照無線通信收發(fā)端的不同，可以將時間反轉(zhuǎn)技術(shù)分為有源以及無源兩種類型，前者在實現(xiàn)發(fā)轉(zhuǎn)的過程中同時收發(fā)，后者只實現(xiàn)接收功能。在目前的無線通信抗干擾技術(shù)中，無源形式的時間反轉(zhuǎn)技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。在實際的工作過程中，首先需要通過基站端對無線信道信息進行判斷，并且得到信道響應(yīng)時間及其共軛，然后通過對響應(yīng)時間進行反轉(zhuǎn)得到無線通信中的傳輸函數(shù)。通常情況下，無線通信中不同用戶之間的信道響應(yīng)是不相關(guān)的，因此根據(jù)這一點可以通過利用時間反轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)對多址和共道干擾的削弱。

4.結(jié)束語

隨著無線通信所處的電磁環(huán)境復(fù)雜程度越來越高，其抗干擾技術(shù)也需要不斷提升。在具體的抗干擾技術(shù)選擇過程中，還需要對技術(shù)性能、成本以及復(fù)雜程度等進行綜合考慮，以獲得最佳的抗干擾性能。

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