無線通信抗干擾技術(shù)探討

劉輝

【摘要】 無線通信的迅猛發(fā)展在帶來大量自然干擾與人為無意干擾的同時也帶來了一些人為的惡意干擾，本文針對這些干擾因素探討多維抗干擾技術(shù)、聯(lián)合抗干擾技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)抗干擾技術(shù)，旨在推動無線通信的抗干擾技術(shù)的發(fā)展。

【關(guān)鍵字】 通信技術(shù) 多維抗干擾 聯(lián)合抗干擾 網(wǎng)絡(luò)抗干擾

無線通信在當(dāng)前信息化社會中得到了迅猛的發(fā)展，然而因為無線通信具有的空間開放性，使得其帶來的各種干擾越來越嚴(yán)重。隨著通信干擾技術(shù)的發(fā)展，我國無線通信抗干擾技術(shù)正從一維空間的抗干擾轉(zhuǎn)向多維空間抗干擾、從單一節(jié)點的抗干擾轉(zhuǎn)向多節(jié)點多手段的聯(lián)合抗干擾、從鏈路層的抗干擾轉(zhuǎn)向網(wǎng)絡(luò)抗干擾的方向發(fā)展。

一、多維抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

多維抗干擾技術(shù)是針對當(dāng)前無線通信不同的惡意干擾，而在頻域、空域、極化域、時域和信號域等領(lǐng)域中實施的綜合抗干擾技術(shù)，筆者就其中幾種重要的抗干擾技術(shù)進(jìn)行如下闡述：在頻域中，其跳頻抗干擾技術(shù)，可實現(xiàn)對單音干擾、多音干擾、部分頻帶干擾及脈沖干擾等主動跳開，主要跳頻頻譜中頻點足夠多，就可以使干擾降低到最低。如果遭遇全頻干擾或者大部分頻段干擾，由于整個頻段全部或者大部分被阻塞，在此干擾環(huán)境下無法保證通信。針對跟蹤干擾和回放干擾，采用跳頻抗干擾技術(shù)需要在跳頻跳速足夠快的情況下實施，才能避免被跟蹤干擾和回放干擾所干擾。此外在頻域中還有直序擴(kuò)頻技術(shù)，其將有用信號在很寬的頻帶上擴(kuò)展，降低信號功率譜密度，從而隱蔽有用信號減少被截獲的概率，它采用擴(kuò)頻碼解擴(kuò)信號將不相關(guān)干擾信號能量擴(kuò)散，當(dāng)窄帶干擾信號很強(qiáng)時，可以通過將信號進(jìn)行變換域進(jìn)行干擾檢測和消除，將含干擾的信號變換到頻域，檢測到干擾頻譜后將該頻譜線衰減。在極化域中，極化狀態(tài)描述了電磁波的矢量運(yùn)動特征，利用極化敏感陣列獲取空間電磁信號的極化信息，使其具備抗干擾能力、信號檢測能力、分辨率、極化多址能力。極化陣列既可以獲得信號的空間到達(dá)角信息，又可以獲取信號的極化信息，當(dāng)干擾信號和正常信號空間到達(dá)角接近時，空域的抗干擾性能急劇下降，而極化陣列還可以利用其極化狀態(tài)的差異在極化域濾波。因此極化域陣列比普通空域陣列具有更強(qiáng)的抑制干擾、增強(qiáng)信號的能力。

二、聯(lián)合抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

聯(lián)合抗干擾技術(shù)主要是通過利用兩個以上節(jié)點的信道質(zhì)量分析技術(shù)和電磁環(huán)境智能感知技術(shù)等對干擾活動進(jìn)行估測，而智能調(diào)整通信策略。目前，自適應(yīng)跳頻技術(shù)是較為典型的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。自適應(yīng)跳頻技術(shù)是在通信過程中根據(jù)被干擾的頻點自動調(diào)整跳頻圖案，需要接收部分有信號的質(zhì)量分析器和反饋信道，在發(fā)送端偽隨機(jī)序列發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機(jī)序列控制跳頻圖案選擇器選擇跳頻案，通過工作信道發(fā)送，在接收端接收數(shù)據(jù)的同時使用信道質(zhì)量分析器對工作信道各個跳頻信道的通信質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，如果發(fā)現(xiàn)某個或某些載頻受到干擾而達(dá)到需要置換的程度，它將產(chǎn)生一個新的跳頻圖案并通過反饋信道通知發(fā)送端的跳頻圖案選擇器。自適應(yīng)跳頻技術(shù)通過檢測信道質(zhì)量后反饋給發(fā)方的自動避開干擾頻點的方式具備很強(qiáng)的抗干擾，通過簡單智能的調(diào)整跳頻圖案避開干擾頻點，比一般跳頻抗干擾技術(shù)更能抵御各種常見的人為惡意干擾樣式，也能夠抵抗自然干擾和人為無意干擾。

三、網(wǎng)絡(luò)抗干擾技術(shù)的應(yīng)用

網(wǎng)絡(luò)抗干擾通常是指網(wǎng)絡(luò)層的無線路由協(xié)議抗干擾，一方面在自然干擾或者人為無意干擾的情況下，由于鏈路不穩(wěn)定，導(dǎo)致信道誤碼率高、分組數(shù)據(jù)丟失，需具備自動避開干擾尋找更好鏈路質(zhì)量的信道和路徑的無線抗干擾路由協(xié)議。另一方面人為故意干擾通過惡意節(jié)點發(fā)布虛假的信息進(jìn)行欺騙，從而造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。為了抵抗惡意路由篡改和偽造以及防止路由黑洞、路由重播等干擾，需有針對性地加強(qiáng)惡意節(jié)點的防范和路由信息安全抵御干擾。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具備多條的接入鏈路，在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中路由協(xié)議需要綜合考慮信道質(zhì)量、可用資源反饋以及錯誤重傳狀態(tài)等信息，動態(tài)選擇用戶和接入鏈路，采用選擇式異構(gòu)發(fā)送分集和并行異構(gòu)發(fā)送分集，充分利用分集增益，提高抗干擾能力。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的利用率存在多種因素的影響：信號強(qiáng)度、覆蓋范圍、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、業(yè)務(wù)帶寬等，且網(wǎng)絡(luò)中無線資源具有差異性不能統(tǒng)一量化表示，因此異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議比較復(fù)雜。對于惡意節(jié)點的欺騙干擾，需要采用信任管理和身份認(rèn)證等保證路由信息不被破壞。這是因為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點信任值量化來自節(jié)點行為，節(jié)點任何直接干預(yù)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹苯訍阂庑袨槎紩斐勺陨硇湃沃档南陆?，最終被相鄰的節(jié)點拋棄，從而無法實施欺騙干擾。對于惡意節(jié)點通過發(fā)布虛假信任信息來干擾正常節(jié)點對信任度的評價的間接惡意行為，需要保證每個節(jié)點對其自身與其他節(jié)點的行為判斷功能，參考其它信任節(jié)點對待評價節(jié)點的信任值，而綜合得出評價節(jié)點的信任值，這樣可以降低惡意節(jié)點篡改節(jié)點信任值的可能性，從而避免被干擾。

四、結(jié)語

本文探討了多種非常有發(fā)展?jié)摿Φ臒o線通信抗干擾技術(shù)，其在實際應(yīng)用過程中需要有效對付日益嚴(yán)重的干擾威脅，充分發(fā)揮無線網(wǎng)絡(luò)中物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的各層抗干擾能力，從整體上實現(xiàn)系統(tǒng)的全面的抗干擾。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]郭永志.自適應(yīng)跳頻原理及其關(guān)鍵技術(shù)[J].艦船電子工程，2008（28）.

[2]張愛民，梁書劍.軍事通信抗干擾技術(shù)進(jìn)展綜述[J].通信技術(shù)，2011（44）.