無(wú)線電技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究

侯立峰，楊永莊

（裝甲兵技術(shù)學(xué)院電子工程系，長(zhǎng)春　130117）

無(wú)線電技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究

侯立峰，楊永莊

（裝甲兵技術(shù)學(xué)院電子工程系，長(zhǎng)春130117）

【摘要】各種干擾信號(hào)的存在使得無(wú)線電通信的環(huán)境日益惡劣，在分析現(xiàn)代無(wú)線電通信系統(tǒng)中常見(jiàn)的抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了基于軟件無(wú)線電技術(shù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，闡明了無(wú)線電通信系統(tǒng)軟件無(wú)線電抗干擾的關(guān)鍵技術(shù)，采用軟件無(wú)線電的通信抗干擾技術(shù)具有良好的前景。

【關(guān)鍵詞】抗干擾技術(shù)；軟件無(wú)線電

1　引言

在現(xiàn)代的無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于所處的傳播的電磁環(huán)境非常復(fù)雜，因此無(wú)線通信系統(tǒng)經(jīng)常受到各種電磁干擾信號(hào)的影響，這種干擾不僅有自然環(huán)境的干擾信號(hào)，而且還有人為施加的干擾信號(hào)，對(duì)無(wú)線電通信抗干擾技術(shù)的研究一直是無(wú)線通信領(lǐng)域研究人員研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。目前廣泛采用的無(wú)線通信抗干擾技術(shù)包括擴(kuò)頻技術(shù)、跳頻技術(shù)以及擴(kuò)頻跳頻混合技術(shù)。采用以上幾種抗干擾技術(shù)的缺點(diǎn)是增大了無(wú)線電通信系統(tǒng)的電路復(fù)雜程度，提高了無(wú)線通信設(shè)備的研制和生產(chǎn)成本?；谲浖o(wú)線電技術(shù)的無(wú)線電通信抗干擾技術(shù)能夠克服成本高的缺點(diǎn)，并且能夠靈活多變、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地實(shí)施通信對(duì)抗，是提高系統(tǒng)對(duì)抗的一個(gè)有效措施［1］。軟件無(wú)線電通信抗干擾系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想是盡量通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能，讓盡可能多的系統(tǒng)功能由通過(guò)軟件來(lái)完成，這樣可以大大減少無(wú)線電通信系統(tǒng)的硬件成本，提高通信系統(tǒng)效率。

2　采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)基本原理

采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)，主要包括干擾信號(hào)檢測(cè)模塊、控制模塊、收發(fā)信機(jī)模塊和計(jì)算機(jī)模塊四部分。其工作原理是：在干擾信號(hào)檢測(cè)模塊，由天線接收的無(wú)線干擾信號(hào)經(jīng)濾波器與混頻器后成為中頻信號(hào)，再由A/D變換為數(shù)字信號(hào)，DSP將采集到的干擾信號(hào)參數(shù)送入計(jì)算機(jī)。在收發(fā)信機(jī)模塊中，發(fā)信時(shí)音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換之后進(jìn)入DSP電路進(jìn)行基帶數(shù)字信號(hào)的處理，再經(jīng)過(guò)A/D變換、信號(hào)放大與變頻，最后由天線發(fā)射出去；收信時(shí)，天線感應(yīng)的射頻（RF）信號(hào)，經(jīng)過(guò)混頻得到IF信號(hào)，然后進(jìn)行A/D變換，對(duì)IF數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)解調(diào)等功能，最后送到耳機(jī)。在控制模塊中，主要完成對(duì)干擾信號(hào)檢測(cè)模塊、收發(fā)信機(jī)模塊的控制，執(zhí)行計(jì)算機(jī)送來(lái)的的指令。計(jì)算機(jī)根據(jù)干擾信號(hào)檢測(cè)模塊送來(lái)的無(wú)線電干擾信號(hào)的參數(shù)，采取對(duì)應(yīng)的抗干擾對(duì)策，主要包括進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸碼率的設(shè)定、調(diào)制參數(shù)設(shè)置等以及向無(wú)線電通信系統(tǒng)傳輸信息。

3　軟件無(wú)線電通信系統(tǒng)中抗干擾技術(shù)分析

3.1軟件無(wú)線電通信抗干擾中的數(shù)字處理技術(shù)

在無(wú)線電通信系統(tǒng)中，數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP在干擾信號(hào)檢測(cè)模塊主要進(jìn)行干擾信號(hào)參數(shù)的采集，在收發(fā)信機(jī)模塊主要實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的數(shù)字化處理與調(diào)制解調(diào)。在無(wú)線電通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)模塊中經(jīng)過(guò)中頻數(shù)據(jù)寬帶A/D變換后的數(shù)據(jù)流位數(shù)較高，對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行放大、濾波與混頻等處理需要較高的運(yùn)算速率，只有采用高速并行的DSP多處理器模塊，才可能達(dá)到要求。為了減輕通用數(shù)字處理芯片DSP的處理壓力，通常采用專用數(shù)字信號(hào)處理器件對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器傳來(lái)的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，降低數(shù)據(jù)流傳輸速率，并把信號(hào)變到數(shù)據(jù)基帶信號(hào)后，再把數(shù)據(jù)信號(hào)送到DSP芯片進(jìn)行處理。軟件無(wú)線電抗干擾通信系統(tǒng)中采用并行和順序分割的算法，以獲得較高的處理能力。目前多數(shù)通信系統(tǒng)是將微處理器CPU的通用性與DSP芯片的功能結(jié)合起來(lái)，將CPU和專用DSP進(jìn)行集成?，F(xiàn)在已研制出新的采用多處理器互聯(lián)技術(shù)的DSP芯片的多重處理結(jié)構(gòu)，正是因?yàn)檫@種互聯(lián)多處理器的鏈路加快了數(shù)據(jù)流的速度，減輕了總線傳輸?shù)钠款i問(wèn)題。

3.2軟件無(wú)線電通信抗干擾中射頻分頻段濾波處理技術(shù)

在采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)模塊中，為了實(shí)現(xiàn)寬頻帶無(wú)線信號(hào)的檢測(cè)、發(fā)送、接收，受無(wú)線電電子元器件的限制，采用一個(gè)濾波器無(wú)法實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)的收發(fā)。目前通常采用若干個(gè)濾波器在控制模塊的統(tǒng)一控制下進(jìn)行無(wú)線電信號(hào)分頻段處理來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于無(wú)線電信號(hào)來(lái)講，無(wú)論其頻段高低，信號(hào)的品質(zhì)因數(shù)與傳輸帶寬永遠(yuǎn)都是一對(duì)矛盾，一般我們?cè)O(shè)計(jì)時(shí)都是要根據(jù)實(shí)際情況折中考慮濾波器的品質(zhì)因數(shù)與信號(hào)帶寬，盡量達(dá)到無(wú)線電通信系統(tǒng)的信號(hào)傳輸要求。

3.3軟件無(wú)線電通信抗干擾中的高速AD轉(zhuǎn)換技術(shù)

在采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)的收發(fā)信機(jī)模塊與干擾信號(hào)檢測(cè)模塊均采用了高速A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)。應(yīng)用高速A/D、D/A技術(shù)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)考慮信號(hào)采樣方法選擇、模擬信號(hào)濾波方法、信號(hào)失真等幾個(gè)重要因素的影響。我們?cè)跓o(wú)線通信系統(tǒng)中通采用的模數(shù)變換的方法有正交采樣、帶通采樣、過(guò)采樣以及有奈奎斯特采樣。設(shè)計(jì)的時(shí)候，在收發(fā)模塊與干擾信號(hào)檢測(cè)模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）電路要盡量接近天線，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件無(wú)線電抗干擾無(wú)線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軟件可編程性。高速模數(shù)轉(zhuǎn)換（A/D）的采用對(duì)無(wú)線電通信系統(tǒng)的性能也存在較大影響，主要表現(xiàn)在：A/D轉(zhuǎn)換電路的最高采樣率限制了所能處理已調(diào)信號(hào)的頻率，同時(shí)在A/D數(shù)字化采樣的均勻量化中，模擬信號(hào)引入的量化噪聲功率容易導(dǎo)致信號(hào)諧波失真，容易造成收發(fā)模塊中的接收機(jī)靈敏度下降。

3.4軟件無(wú)線電通信抗干擾中的天線技術(shù)

采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)的天線必須能夠覆蓋多個(gè)無(wú)線通信頻段，用于滿足多個(gè)無(wú)線信道同時(shí)通信的要求。由于無(wú)線信號(hào)頻率不同使得各個(gè)無(wú)線頻段對(duì)天線的要求也不相同，在多個(gè)無(wú)線信道抗干擾方式下，若橫跨多個(gè)無(wú)線電通信頻段，天線必須要與射頻處理模塊匹配。軟件無(wú)線電通信抗干擾技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)天線的要求較高，當(dāng)前還很難設(shè)計(jì)出頻帶較寬、損耗較低的天線，只能在技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)可行性上采取折中措施。

4　結(jié)束語(yǔ)

基于軟件無(wú)線電技術(shù)的無(wú)線電通信系統(tǒng)是當(dāng)代無(wú)線通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的產(chǎn)物，采用軟件無(wú)線電抗干擾技術(shù)的無(wú)線通信平臺(tái)更適合于現(xiàn)代電子對(duì)抗與通信保密的要求，同時(shí)也大大提高了無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)的靈活性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性。

【參考文獻(xiàn)】

［1］張爾揚(yáng)，李琳.軟件無(wú)線電中的關(guān)鍵技術(shù)［J］.電聲技術(shù)，1999（3）：52-54.

［2］崔迎煒，張曉林.軟件無(wú)線電中的高速設(shè)計(jì)技術(shù)［J］.北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)；2004年01期.

［3］毛永毅.軟件無(wú)線電的結(jié)構(gòu)模型及關(guān)鍵技術(shù)［J］.西安郵電學(xué)院學(xué)報(bào)；2001年03期.

【作者簡(jiǎn)介】

侯立峰（1971—），男，吉林農(nóng)安人，博士，講師，主要從事無(wú)線電通信專業(yè)教學(xué)與科研工作。