電子通訊的多途徑抗干擾技術(shù)研究

王健　辛浩達(dá)　孫繼業(yè)　馬維佳

【摘 要】隨著電子行業(yè)的快速發(fā)展，我國(guó)隨著電子通訊技術(shù)在日常生活中各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，其可靠性和抗干擾性也越來(lái)越重要。電子通訊技術(shù)軍事領(lǐng)域、民航領(lǐng)域以及日常生活中應(yīng)用越來(lái)越多，尤其在軍事和民航領(lǐng)域中，保證信息及時(shí)地傳送影響重大，如果通訊雙方傳遞的信息發(fā)生混亂，將導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。本文針對(duì)電子通訊中的抗干擾技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)未來(lái)通訊行業(yè)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】電子；通訊；多途徑；抗干擾；研究

中圖分類號(hào)： TN97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）09-0116-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.09.054

Research on Multi-channel Anti-interference Technology of Electronic Communication

WANG Jian XIN Hao-da SUN Ji-ye MA Wei-jia

（Liaoning Zhuanglong Drone Technology Co.， Ltd.， Shenyang 110136， China）

【Abstract】With the rapid development of the electronics industry， with the wide application of electronic communication technology in daily life in various fields， its reliability and anti-interference are more and more important. There are more and more applications of electronic communication technology in the military field， civil aviation field and daily life. Especially in the fields of military and civil aviation， ensuring the timely transmission of information has a significant impact. If the information transmitted by the two parties is confusing， serious consequences will result. This article gives a detailed description of the anti-jamming technology in electronic communications， which has guiding significance for the future development of the communications industry.

【Key words】Electronic； Communication； Multi-channel； Anti-jamming； Research

0 導(dǎo)言

電子通訊行業(yè)的快速發(fā)展極大的提高了各個(gè)領(lǐng)域信息傳遞交流的速度，是人類的工作效率得到了很大的提高。由于電子行業(yè)的通訊采用各種電子技術(shù)和無(wú)線信號(hào)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，因此，電子電路的設(shè)計(jì)和無(wú)線通訊技術(shù)對(duì)電子通訊的質(zhì)量有十分重要的影響。同時(shí)，外界環(huán)境中存在各種各樣的電路，電路中產(chǎn)生各種各樣的干擾信號(hào)，電子電路的設(shè)計(jì)不可避免的要受到外界環(huán)境中各種因素的影響，導(dǎo)致通訊過(guò)程受到各種影響，通訊中的各種信息無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)確的傳送到接收方，影響了正常工作的進(jìn)行。本文首先簡(jiǎn)要介紹通訊行業(yè)對(duì)通訊的要求，其次，針對(duì)各種通訊中的各種抗干擾技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，利用抗干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊過(guò)程的順利進(jìn)行。

1 通訊行業(yè)對(duì)通訊數(shù)據(jù)的要求

現(xiàn)階段人們對(duì)通訊的要求越來(lái)越高，由于處于信息時(shí)代，到處充滿了各種各樣的信息。因此，通訊過(guò)程中的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，且越來(lái)越復(fù)雜，通訊內(nèi)容不再簡(jiǎn)單的是一串?dāng)?shù)字或一段字符，數(shù)據(jù)在通訊過(guò)程中必然受到各種各樣的干擾。因此，為了實(shí)現(xiàn)工作人員對(duì)數(shù)據(jù)的獲取，通訊過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)必然有最基本的要求。如圖1所示，通訊過(guò)程中對(duì)通訊數(shù)據(jù)的基本要求，滿足了基本要求之后，才能進(jìn)一步提高對(duì)通訊過(guò)程的要求。

1.1 通訊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量

信息時(shí)代的到來(lái)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的大爆炸，到處都是數(shù)據(jù)信息。在通訊過(guò)程中也是如此，傳統(tǒng)的通訊數(shù)據(jù)量小，無(wú)法滿足現(xiàn)階段對(duì)數(shù)據(jù)量的要求。實(shí)現(xiàn)在一次通訊過(guò)程中傳輸更多的信息可以減少通訊的時(shí)間，提高通訊的效率，將更多有效的信息更快的傳送到接收方，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，保證在不提高通訊頻率的情況下，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的快速傳遞，現(xiàn)階段對(duì)通訊數(shù)據(jù)量的要求也越來(lái)越高，要求的數(shù)據(jù)量也越來(lái)越大。但提高通訊數(shù)據(jù)量也存在一定的限制，因?yàn)閭鬏數(shù)臄?shù)據(jù)量越大，通訊過(guò)程受到干擾的可能性就越大，而且數(shù)據(jù)丟失的概率越大，因此，這也是科研人員重點(diǎn)研究的方向。

1.2 通訊數(shù)據(jù)的安全性

數(shù)據(jù)的安全對(duì)各個(gè)領(lǐng)域的重要性不言而喻，尤其是在軍事領(lǐng)域和航空領(lǐng)域。通訊數(shù)據(jù)表示發(fā)送和接收雙方數(shù)據(jù)的交流，通訊數(shù)據(jù)中包含了許多重要的信息，而且此信息不能讓通訊雙方之外的第三方得到。因此，在軍事領(lǐng)域中，如何干擾敵方信息的傳輸并保證自己的通訊數(shù)據(jù)在傳輸中不會(huì)受到地方干擾設(shè)備的和干擾尤為關(guān)鍵，通訊數(shù)據(jù)的安全也是決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝敗的關(guān)鍵因素。

1.3 通訊數(shù)據(jù)的完整性

通訊過(guò)程是接收方為了實(shí)現(xiàn)接收發(fā)送方發(fā)送的完整信息，因此，通訊數(shù)據(jù)的完整性對(duì)于通訊過(guò)程來(lái)說(shuō)是最終要保證的目標(biāo)。以微型飛行器的通訊控制為例，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)微型飛行器狀態(tài)的實(shí)時(shí)獲取，必須對(duì)微型飛行器的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)了解，微型飛行器將傳感器采集到的信息通過(guò)無(wú)線通訊技術(shù)傳送至技術(shù)人員的監(jiān)測(cè)平臺(tái)，技術(shù)人員通過(guò)對(duì)獲取信息的記錄、核對(duì)、比較，得到微型飛行器的飛行性能，并根據(jù)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果監(jiān)測(cè)微型飛行器的狀態(tài)。因此，微型飛行器與檢測(cè)系統(tǒng)的通訊尤為關(guān)鍵，現(xiàn)有的無(wú)線通訊技術(shù)也趨于成熟，但基于電磁波的通訊技術(shù)也存在信號(hào)干擾的問(wèn)題，若通訊過(guò)程中，地面監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送至微型飛行器的控制信號(hào)受到干擾，則微型飛行器可能不受地面的控制，處于失控狀態(tài)，造成嚴(yán)重的損失。

1.4 通訊過(guò)程的通訊速度

為了實(shí)現(xiàn)發(fā)射方對(duì)接收方的快速控制需要提高通訊過(guò)程中的通訊速度。例如，在遠(yuǎn)程操作設(shè)備的時(shí)候，為了達(dá)到與現(xiàn)場(chǎng)操作相同的效果，必須通過(guò)提高通訊速度來(lái)實(shí)現(xiàn)，通訊速度提高之后，通訊系統(tǒng)的響應(yīng)速度就會(huì)提高，發(fā)送方和接收方之間的數(shù)據(jù)交換就會(huì)更加快，這就提高了通訊系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求。

2 通訊過(guò)程中的抗干擾技術(shù)

通訊過(guò)程中，發(fā)射系統(tǒng)將信號(hào)發(fā)送出來(lái)，電子干擾系統(tǒng)對(duì)發(fā)射端發(fā)出的信號(hào)進(jìn)行解析，獲取解析信息后并利用干擾調(diào)制系統(tǒng)對(duì)信號(hào)進(jìn)行干擾，經(jīng)過(guò)電子干擾系統(tǒng)的干擾后，信息傳送至接收設(shè)備處，發(fā)送端發(fā)送的信息已被完全打亂?？垢蓴_技術(shù)的目的就在于如何在傳送信息經(jīng)過(guò)電子干擾系統(tǒng)的時(shí)候，不被電子干擾系統(tǒng)中的各種干擾技術(shù)手段影響。

2.1 設(shè)備抗干擾接地技術(shù)

設(shè)備抗干擾接地技術(shù)是電子通訊抗干擾技術(shù)中最常用的技術(shù)，該技術(shù)可有效的降低電路系統(tǒng)地環(huán)路與環(huán)路的干擾。通訊過(guò)程中最大的干擾就是由于電路中產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致的，由于通訊系統(tǒng)中電子電路較為復(fù)雜，不可避免的產(chǎn)生由于電子元器件間的連接關(guān)系產(chǎn)生的干擾，因此，在實(shí)際應(yīng)用中，通常利用光電耦合器對(duì)地環(huán)路中的電流進(jìn)行抑制和切斷管理，實(shí)現(xiàn)地環(huán)路產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)通訊系統(tǒng)的干擾的目的。此外，設(shè)備抗干擾接地技術(shù)還可以減少地線自身的阻抗，電線阻抗的減小，減小了電路對(duì)系統(tǒng)的影響，可以提高系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.2 跳頻擴(kuò)頻抗干擾技術(shù)

跳頻擴(kuò)頻技術(shù)具體是指通過(guò)載波頻率在多個(gè)頻率點(diǎn)上進(jìn)行偽隨機(jī)跳變的方式，減少外界環(huán)境中干擾信號(hào)對(duì)傳輸信息的干擾。如何生成偽隨機(jī)碼序列，并且保證信號(hào)在傳輸過(guò)程中保持偽隨機(jī)跳變的方式是實(shí)現(xiàn)跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)。根據(jù)香濃公式，在通訊系統(tǒng)中，通訊中的最大傳輸速率與碼元率和信噪比存在直接的關(guān)系，跳頻擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)碼元率增加時(shí)，不需要較高的信噪比依然能夠保持和以前相同的通訊速率。

2.3 多入多出技術(shù)

多入多出技術(shù)具體是指一種通過(guò)多輸入和多輸出的新型通訊技術(shù)，該技術(shù)主要通過(guò)在發(fā)射端通過(guò)無(wú)線發(fā)射器發(fā)個(gè)多個(gè)信號(hào)，在接收端同時(shí)接收發(fā)射端發(fā)送的多個(gè)信號(hào)，并通過(guò)算法對(duì)接收到的多個(gè)信號(hào)進(jìn)行疊加，并篩選出需要的信息。此外，多入多出技術(shù)的無(wú)線通訊系統(tǒng)帶寬和功率相同的情況下，可以增加發(fā)射端發(fā)射器和接收端接收器的數(shù)量，提高通訊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量，增加通訊系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容量。因此，多入多出技術(shù)的實(shí)現(xiàn)不僅提高了通訊系統(tǒng)的抗干擾能力也增加了系統(tǒng)的通訊容量，因此，這種技術(shù)已廣泛應(yīng)用在通訊領(lǐng)域，隨著各個(gè)領(lǐng)域?qū)νㄓ嵓夹g(shù)要求的提高，多入多出技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。

2.4 基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的抗干擾技術(shù)

為了提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力，科研人員嘗試將多種抗干擾技術(shù)結(jié)合起來(lái)，但此方法提高了系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本，無(wú)法在實(shí)際中得到應(yīng)用。最新的時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)具有空間信道匹配的功能，該技術(shù)還成功的抑制了共道干擾、多地址干擾和碼間干擾等干擾因素，且該技術(shù)的比傳統(tǒng)的無(wú)線抗干擾技術(shù)簡(jiǎn)單易行。時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)是通過(guò)對(duì)傳輸通道中的信道狀態(tài)信息的充分利用實(shí)現(xiàn)通訊系統(tǒng)的抗干擾，把光學(xué)領(lǐng)域中的相位共軛法應(yīng)用到無(wú)線通訊領(lǐng)域，如圖2所示，該方法根據(jù)通訊時(shí)間的反轉(zhuǎn)技術(shù)提高通訊系統(tǒng)的抗干擾能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文首先簡(jiǎn)要介紹通訊行業(yè)對(duì)通訊的要求，其次，針對(duì)各種通訊中的各種抗干擾技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，利用抗干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)通訊過(guò)程的順利進(jìn)行。由于通訊行業(yè)與我們生活息息相關(guān)，且關(guān)系著國(guó)家的航天領(lǐng)域、軍事安全等領(lǐng)域，提高通訊中的抗干擾能力是必不可少的。隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展越來(lái)越多的新型通訊技術(shù)將會(huì)被應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，因此，本文詳細(xì)的對(duì)電子通訊中的抗干擾技術(shù)進(jìn)行介紹，對(duì)未來(lái)的科研工作具有一定的指導(dǎo)意義。

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