無線電抗干擾性能探究

秦齊

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無線電抗干擾性能探究

秦齊

中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司河北分公司，河北 石家莊 050000

無線電是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個有限頻帶，上限頻率在300?GHz，下限頻率較不統(tǒng)一。在各種射頻規(guī)范書中，常見的有3?kHz～300?GHz（ITU-國際電信聯(lián)盟規(guī)定），9?kHz～300?GHz和10?kHz～300?GHz。然而，無線電在傳輸?shù)倪^程中極易受到外界因素的干擾。為此，針對無線電抗干擾性能進(jìn)行了探究。

無線電；抗干擾；性能

引言

近些年來，無線通信已經(jīng)和人們的生活密不可分，但是由于發(fā)射功率、信號傳播距離、接收信號端較弱、信道環(huán)境差等問題，非常容易導(dǎo)致無線通信受到人為或自然的干擾，而當(dāng)通信處于極端條件之下時，擴(kuò)頻技術(shù)往往會被看作是一種可以抵抗干擾的技術(shù)，不僅可以降低截獲概率，而且還可以擴(kuò)大通信距離。科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，為無線電通信技術(shù)的發(fā)展帶來了機(jī)遇，同時也帶來了一定的挑戰(zhàn)。盡管無線電通信技術(shù)在社會各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是干擾無線電傳輸?shù)氖侄我矊映霾桓F。這也使得提升無線電抗干擾性能成為當(dāng)下亟待解決的事情。提升無線電的抗干擾性能，將大大提高各個領(lǐng)域無線電通信的保密性。

1 無線電抗干擾技術(shù)性能的分析

無線電在通信過程中極易受到外界因素的干擾。由于無線電通信是依靠電磁波進(jìn)行信息傳輸?shù)?，因此信息在傳輸過程中極易受到外在自然界因素的影響。這種來自自然界的干擾，是不存在任何敵意的。然而，無線電通信一旦被人為干擾，就會嚴(yán)重影響無線電通信的安全性與隱蔽性。就我國目前的無線電抗干擾性能而言，通過對無線電通信信號在傳輸過程中出現(xiàn)的誤碼率進(jìn)行比對和研究，可以衡量無線電抗干擾性能的高低。在分析誤碼率時，需要按照以下幾個步驟來進(jìn)行：（1）建立無線電鏈路接收機(jī)和發(fā)射機(jī)模型；（2）建立信道模型；（3）得出隨機(jī)的分布函數(shù)；（4）通過接收信號得出誤碼率的表達(dá)方式[1]。

2 典型的無線電抗干擾技術(shù)

2.1 擴(kuò)頻技術(shù)

擴(kuò)頻技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬。頻帶的展寬是通過編碼及調(diào)制的方法實現(xiàn)的，并與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)。在接收端則用相同的擴(kuò)頻碼進(jìn)行相關(guān)解調(diào)來解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻技術(shù)由于其本身具備的優(yōu)良性能而得到廣泛應(yīng)用。到目前為止，其最主要的兩個應(yīng)用領(lǐng)域仍是軍事抗干擾通信和移動通信系統(tǒng)。

2.2 跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)是指收發(fā)雙方傳輸信號的載波頻率按照預(yù)定規(guī)律進(jìn)行離散變化的通信方式。也就是說，通信中使用的載波頻率受偽隨機(jī)變化碼的控制而隨機(jī)跳變。從通信技術(shù)的實現(xiàn)方式來說，“跳頻”是一種用碼序列進(jìn)行多頻頻移鍵控的通信方式，也是一種碼控載頻跳變的通信系統(tǒng)。與定頻通信相比，跳頻通信比較隱蔽也難以被截獲。只要對方不清楚載頻跳變的規(guī)律，就很難截獲到通信的具體內(nèi)容。它在使用過程中可分為兩部分。首先，是頻率的自我適應(yīng)性，也就是在工作中不斷對通信技術(shù)中的信息干擾頻率進(jìn)行檢測，從而保證調(diào)頻時信息傳輸?shù)挠行?。其次，是跳頻功率的自我適應(yīng)性，指在通信時通信方本身能夠適應(yīng)調(diào)頻的有效頻率，從而使信息在傳輸發(fā)射過程中快速、可靠，保證頻率在通性傳播時不被干擾。另外，跳頻通信也具有良好的抗干擾能力，即使有部分頻點被干擾，仍能在其他未被干擾的頻點上進(jìn)行正常的通信。由于跳頻通信系統(tǒng)是瞬時窄帶系統(tǒng)，因此易與其他窄帶通信系統(tǒng)兼容，促進(jìn)設(shè)備的更新?lián)Q代。

2.3 多輸入多輸出技術(shù)

多輸入多輸出技術(shù)在無線電通信中的運(yùn)用，有利于擴(kuò)大無線電通信系統(tǒng)的容量，并且提升無線電頻譜的利用率。為此，此技術(shù)在無線電通信中有著重要的作用。多輸入多輸出技術(shù)是指在基站和移動終端都有多個天線。此技術(shù)為系統(tǒng)提供空間復(fù)用增益和空間分集增益。空間復(fù)用是在接收端和發(fā)射端使用多副天線，充分利用空間傳播中的多徑分量，在同一頻帶上使用多個子信道發(fā)射信號，使容量隨天線數(shù)量的增加而線性增加?？臻g分集有發(fā)射分集和接收分集兩類?；诜旨夹g(shù)與信道編碼技術(shù)的空時碼可獲得高的編碼增益和分集增益，已成為該領(lǐng)域的研究熱點。多輸入多輸出技術(shù)可以提供很高的頻譜利用率，且其空間分集可以顯著地改善無線信道的性能，提高無線電系統(tǒng)的容量及覆蓋范圍。

3 無線通信中的抗干擾新技術(shù)

3.1 超寬帶和超窄帶技術(shù)

超寬帶技術(shù)是一種特殊的無線電通信技術(shù)。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題。它具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供數(shù)厘米的定位精度等優(yōu)點[2]。此技術(shù)在軍事領(lǐng)域、災(zāi)害搜救工作上以及雷達(dá)的定位方面得到了廣泛的應(yīng)用。

相對于超寬帶技術(shù)而言，超窄帶技術(shù)仍然處于發(fā)展的起初階段。超窄帶技術(shù)可以將無線電信號傳輸?shù)念l帶控制在一個極窄的范圍內(nèi)，進(jìn)而將信號相對集中起來在傳輸頻帶內(nèi)進(jìn)行傳輸。在頻帶外無須進(jìn)行信號傳輸，這樣就大大提高了信息傳輸過程中的抗干擾能力。

3.2 虛擬智能天線技術(shù)

虛擬智能天線技術(shù)在成本消耗上比較大，此技術(shù)并沒有得到廣泛應(yīng)用，目前在軍事以及雷達(dá)領(lǐng)域用到較多。虛擬智能天線可以將信息的傳送方與信息的接收方進(jìn)行區(qū)域的固定，在固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行信息的傳輸與接收使得信息更加具有保密性。也正是由于固定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行固定方向的信息傳輸與接收，可以減少外部因素對信息的干擾，提升信息的抗干擾能力。

3.3 智能組網(wǎng)技術(shù)

智能組網(wǎng)技術(shù)是將可用的通信資源進(jìn)行最大限度的利用，降低無線電通信過程中外界因素對信息的干擾，提高通信的抗干擾性能。此技術(shù)在運(yùn)用過程中可以對通信環(huán)境進(jìn)行分析，得出無線電通信過程中的受干擾程度，再根據(jù)受干擾程度的高低有針對性地調(diào)整組網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，提高無線電通信的抗干擾性能[3]。由于此項技術(shù)可以實現(xiàn)通信資源的優(yōu)化配置，因此在社會生活中得到了廣泛的應(yīng)用。

4 無線電抗干擾性能的發(fā)展趨勢

每一種無線電通信技術(shù)在抗干擾方面都具有一定的優(yōu)勢，然而將多種無線電通信技術(shù)進(jìn)行組合應(yīng)用才能大大提升整個無線電通信系統(tǒng)的抗干擾性能。比如，將典型抗干擾技術(shù)與新型抗干擾技術(shù)相結(jié)合。智能天線技術(shù)可以將可用的通信資源進(jìn)行充分的開發(fā)利用，而且可以在固定區(qū)域進(jìn)行固定方向的信息傳輸與接收?；诖耍梢詫翁炀€轉(zhuǎn)化成多天線，并且與擴(kuò)頻、跳頻技術(shù)相結(jié)合，可以將抗干擾性能提升到一個新高度。

5 結(jié)束語

總之，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對于無線電通信技術(shù)的發(fā)展來說是一把雙刃劍。無線電應(yīng)用過程中會受到越來越多的電磁干擾。在此種環(huán)境下，提高無線電的抗干擾性能就顯得尤為重要。另外，除了自適應(yīng)天線技術(shù)之外，數(shù)字波束、軟件天線、智能天線等也在研究之中。這些均體現(xiàn)了無線通信領(lǐng)域抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢。每種無線電通信技術(shù)都有其獨特的優(yōu)勢，為了提升整個無線電通信系統(tǒng)的抗干擾性能，需要將無線電通信技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的組合運(yùn)用，促進(jìn)我國無線電抗干擾事業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。

[1]胡盛銘. 無線通信抗干擾技術(shù)的思考與探索[J]. 信息與電腦（理論版），2016（5）：136-137.

[2]羅奎宋，向彥宇，譚彬. 無線電通信抗干擾技術(shù)研究[J]. 中國新通信，2017（23）：21.

[3]李官敏. 無線通信抗干擾技術(shù)及性能的探究[J]. 中國新通信，2016，18（22）：39.

Research on Radio Anti-Jamming Performance

Qin Qi

Hebei Branch of China Communications System Co., Ltd., Hebei Shijiazhuang 050000

Radio refers to electromagnetic waves propagating in all free spaces (including air and vacuum). It is a limited frequency band with an upper limit frequency of 300 GHz and a lower frequency. Among various radio frequency specifications, 3 kHz～300 GHz (ITU-International Telecommunications Union regulations), 9 kHz～300 GHz, and 10 kHz～300 GHz are common. However, the radio is highly susceptible to interference from external factors during transmission. To this end, we have explored the anti-interference performance of radio.

radio; anti-interference; performance

TN972

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