无线通信系统抗干扰技术研究

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无线通信系统所处的电磁传播环境比较复杂，受影响的干扰比较多，包括自然干扰和人为干扰，人为干扰又分为无意干扰和敌意干扰两种。人为干扰中的敌意干扰，主要是在军事领域，通过各种干扰破坏对方的信号传输，影响对方正常的信号接收。干扰信号的有效施放，需要在带宽、频率、调制方式等方面满足干扰要求。

一、无线通信系统

无线通信系统，由干扰信号检测模块、收发信机模块、控制模块、计算机模块四个部分组成。无线通信系统是在干扰通信的检测模块，利用滤波器和混频器，将天线所接受的无线干扰信号转换为中频信号，通过A/D将中频信号变为数字信号，再将所采集的干扰信号参数，采用DSP输入计算机。计算机根据所输入的干扰信号参数，采取针对性的抗干扰措施，重新设定数据的传输码率，改变相应的调制参数，将调整后的信息传输至无线通信系统。

二、无线通信系统干扰

无线通信系统干扰主要有同频干扰、邻频干扰和互调干扰。同频干扰是指在无线电磁波传播环境中，干扰信号与有用信号出现在相同的载频，接收机在接收有用信号的同时，也受到其他干扰信号的影响。减少同频干扰，主要是通过功率控制技术降低干扰信号的功率。功率控制是基于3G系统的一种技术手段，通过计算移动台与基站之间发射功率的最小值，对用户移动设备发射信号的功率进行限制，以此减少各个移动台之间的干扰[1]。邻频干扰是指有用信号与干扰信号出现的载频相近，干扰信号与有用信号都进入接收机接收信号的频带内，对有用信号的接收形成一定的干扰。互调干扰也称交调干扰，是指两种以上频率的有用信号，在非线性电路中互相调制，形成新的频率成分有用信号数量越多，所形成的新的频率成分也会越复杂。若所形成的新的频率成分，处于接收机的频带范围之内，则接收机的正常接收会受到干扰。

三、无线通信系统抗干扰技术

（一）MIMO技术

MIMO技术也称多入多出技术，通过天线在信号发射端完成多个信号的发射，在信号接收端对所接收的信号进行叠加，使其形成完整的有用信号。系统容量是通信系统中相对比较重要的一个指标，而MIMO技术的应用实质，就是以系统容量公式为基础，相对于无线电信号传播环境统计模型瑞利衰落信道来说，系统容量公式可表示为：C=[min(M,N)]Blog2(ρ/2)在系统容量公式中，B表示信号带宽，ρ表示接受信噪比，min函数为最小数，M,N分别为接收、发射天线的数目。由系统容量公式可知，在确定功率与带宽的前提下，同时增加发射、接收天线的数目，无线信道的系统容量也会有一定程度的提升。在某种意义上，要提升系统容量，可以通过增加发射、接收的天线数目来实现[2]。在提升无线信道系统容量的同时，有用信号相应的信噪比也会随之增加，无线信道本质上的抗干扰性能也有一定提高。

（二）跳频扩频技术

跳频扩频技术也称FHSS技术，通过载波频率，在多个频率点上形成伪随机跳变的形式，以此减少某个频段上的自然、人为干扰。跳频技术应用的重点是确定伪随机码序列，发射方与接收方需要做出一致的伪随机跳变，保证电磁信号的正常发射和接收。香农定理中的最大传输速率公式为：C=Blog2（1+S/N）最大传输速率公式中，B表示码元速率，S/N表示信噪比。要保证同样的传输速率，可在较低的信噪比下，通过增加码元速率来实现。跳频扩频技术如图所示。

（三）智能天线技术

智能天线在无线通信中的应用，以数字信号处理技术为基础，通过设定无线信号发送的方向，提高相应的频谱利用率，增强无线通信抗干扰能力。智能天线能够利用扩频码、频率、时间以及空间域，在不增加系统复杂度的前提下，扩大系统容量。智能天线中的自适应天线阵列，通过关联移动用户，实时了解接收端的具体坐标，根据坐标准确发射无线信号，在增强接收端信号强度的同时，提升系统抗干扰性能。

（四）认知无线电技术

频谱作为无线通信中的重要资源，也是形成干扰的主要因素之一。认知无线电能够主动分析实时的频谱环境，充分利用未被占用的信号频段，以此增加系统容量，提高无线通信效率。此外，认知无线电技术可以认知和学习自身的频谱环境，根据以往的错误经验分析当前的频谱环境，在频段的使用上有一定的主次性，也体现出一定的智能性。认知无线电技术通过有效利用频谱资源，减少了相应的信号干扰。

（五）混合抗干扰技术

无线通信中的信号干扰大多相互作用，需要根据各种无线通信系统的实际情况，选择合适的抗干扰技术进行混合利用，最大限度提升无线通信系统的抗干扰性能。如频率跳变技术与时间跳变技术、扩频技术与MIMO技术的结合使用，可以使扩频比例达到最大值。而这些抗干扰技术的混合使用，会在一定程度上提高无线通信系统的复杂度，相应的维护难度也比较大。

结语

无线通信受电磁传播环境的影响，容易受到各种干扰信号的影响，随着无线通信的进一步发展，相应的抗干扰技术也在不断改进和创新，系统的抗干扰性能也会随之日益提升。无线通信的移动性、高效性和方便性，在通信方面具有明显优势，应用领域将不断扩大，提升无线通信系统的抗干扰性能，也会在一定程度上推动无线通信的进一步发展，逐步实现无线通信系统的智能化。

作者：吕金飞 单位：装备学院昌平士官学校