無線電干擾信號發(fā)現(xiàn)與識別

王 浩

（中國鐵塔股份有限公司 保定市分公司，河北 保定 071000）

0 引 言

無線電通信是指利用無線電設備產生的無線電磁波在空間傳輸聲音、文字、圖片以及數(shù)據(jù)等信號的通信方式。與有線電通信相比，無線電通信無需架設通信傳輸線路，并且在通信過程中不會受到通信距離的限制，具有傳輸速度快、機動性高等優(yōu)點，已經被廣泛應用到各個領域中，尤其是軍事領域[1]。但與此同時，無線電通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性較差，容易受到通信環(huán)境的影響。隨著電子信息技術的不斷發(fā)展，通信環(huán)境中的電子信息設備使用量較大，并且通信設備的體制復雜、種類多樣化，導致無線電通信過程中會產生大量高頻譜、高密度的電磁波輻射信號。這些信號包含噪聲較多，會對通信造成干擾，并且空間上也容易橫縱交錯，影響正常無線電通信。為了提高復雜電磁波環(huán)境下的無線電通信質量，提出無線電通信抗干擾方法，利用數(shù)據(jù)信號處理技術提高無線電通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

1 無線電通信抗干擾技術發(fā)展現(xiàn)狀

目前，無線電通信抗干擾技術還存在許多問題有待進一步解決。隨著無線電技術的不斷發(fā)展，信息傳遞量在不斷增加，而通信信道有限，導致無線電在通信過程中可用頻帶越來越少。從抗干擾的角度分析，眾多干擾信號中分離出有效信息的工作量較大。此外，無線電通信過程中，高斯白噪聲干擾信號對其影響也較大。高斯白噪聲信號功率譜密度均勻，在通信信道上占據(jù)了較大空間，容易與其他信號發(fā)生重疊。

現(xiàn)有的抗干擾方法主要分為兩種。一種是通過安裝抗干擾器來消除高斯白噪聲的干擾。這種方法需要安裝大量的抗干擾器，成本比較高，并且抗干擾器經常會發(fā)生故障[2]。另一種是開發(fā)無線電通信抗干擾算法，利用開發(fā)的算法將有效信號從干擾信號中分離出來?，F(xiàn)有的算法計算過程比較復雜，并且選取的信號分離依據(jù)代表性不強，導致在實際應用過程中無線電通信經常出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象，誤碼率較高。

2 干擾原理分析

2.1 GPS失鎖干擾

全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）失鎖通常是由3個原因造成的：一是GPS本身故障或天線故障導致無法搜到足夠的衛(wèi)星；二是GPS星卡出現(xiàn)故障；三是GPS使用頻率受到外來干擾。GPS失鎖會影響手機與基站之間的同步和基站與基站間的同步，嚴重情況下會導致GPS失鎖基站周圍的大片基站受到干擾，移動用戶終端無法正常接入網內。

2.2 幀失步干擾

受設備內干擾和外部接收信號干擾的影響，一旦復接定時單元或分接定時單元推位時鐘的完整性受到破壞，就會導致接收幀定位信號與本地幀定位信號失去正確相位關系。如果信號幀的收發(fā)不能同步，就會導致基站A的下行干擾基站B的上行，從而形成幀失步干擾。

2.3 超遠同頻干擾

無線通信系統(tǒng)中，在某種特定的氣候、地形等條件下，無線信號的傳播會形成大氣波導效應。遠端基站下行信號經過長距離傳輸后衰減很小，傳輸時延已經超過保護間隔的長度，從而對本地基站的上行時隙接收信號產生干擾[3]。

2.4 偽基站干擾

在傳統(tǒng)的全球移動通信系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication，GSM）網絡中，通信網絡可以對手機終端進行鑒權，但是手機終端卻不能主動識別該網絡是否安全，偽基站正是通過GSM網絡這種單向鑒權和重選機制的漏洞實施干擾。偽基站主要是偽裝成移動通信基站設備并發(fā)射與移動通信基站相同的頻率來干擾一定范圍內的運營商基站信號，使手機終端被迫進行小區(qū)重選、位置更新及信令切換后接入偽基站網絡中，從而獲取手機終端的用戶識別碼（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）、設備身份碼（International Mobile Equipment Identity，IMEI）以及電話號碼等相關信息。只有手機終端離開偽基站覆蓋區(qū)域時，才會脫離偽基站網絡，接入正?；鞠到y(tǒng)[4]。偽基站干擾頻譜如圖1所示。

3 無線電干擾信號的發(fā)現(xiàn)與識別方式

3.1 頻譜圖

頻譜圖在無線電信號干擾識別中十分常見，屬于無線電監(jiān)測技術的范疇，通過頻譜圖可以提高無線電監(jiān)測結果的準確性和操作便捷性。利用頻譜圖定位無線電干擾信號，技術人員需要掌握頻譜圖操作方法，通過分析無線電頻帶、無線電頻譜圖規(guī)定頻寬，合理分配無線電信號頻率。此外，可以采取排除法分析頻譜的細節(jié)，有利于提高無線電干擾信號識別的精準性，提升無線電頻譜利用率[5]。

3.2 交叉測向

識別、定位干擾信號有時還會選擇測向定位法，監(jiān)測無線電信號運行狀態(tài)，搭配獨立無線電測向設備保證定位結果的準確性。交叉測向法在定位、識別干擾信號過程中，可以計算出無線電干擾信號概率三角區(qū)，有助于提高最終獲得的無線電干擾信號定位結果的精準性?，F(xiàn)階段，通信行業(yè)采用的無線電信號監(jiān)測形式較常見的有移動監(jiān)測端、固定監(jiān)測端兩種，這兩種形式均可以直接顯示無線電干擾信號的信號發(fā)射源，為測定無線電干擾信號發(fā)射源方位創(chuàng)造條件。測向無線電干擾信號期間，應該提升測試對應性，可以直接在電子地圖上方獲取干擾信號波交叉示向線，這是精準識別、定位無線電干擾信號的必要前提[6]。

3.3 語音監(jiān)聽

利用語音監(jiān)聽的方式識別與定位無線干擾信號，也是當前非常普遍的方法。當有不明無線電信號出現(xiàn)時，通過語音監(jiān)聽可以快速判斷信號干擾源種類，隨之再解調分析獲取模擬信號，確定干擾信號源所在位置。語音監(jiān)聽期間，技術人員進行技術處理，這是明確干擾信號干擾源所在位置的重要依據(jù)，也可以提高識別的精準性。利用其他頻率單位展開監(jiān)聽定位，也有利于提高無線電干擾信號識別精準性，從中獲取有價值的無線電干擾信號數(shù)據(jù)[7]。

3.4 設備監(jiān)測

應用無線電監(jiān)測設備，精準監(jiān)測并識別干擾信號。一些無線電干擾信號是設備自身形成，其雜散發(fā)射值不符合規(guī)定限值要求，通常是一些關鍵部件存在接觸不良的現(xiàn)象或部分元器件發(fā)生老化與氧化，但是這種類型的無線電干擾信號發(fā)現(xiàn)與識別也相對容易。除此之外，無線電業(yè)務在用戶占用寬帶方面有非常高的要求，如果已經有無線電干擾信號產生，可以直接利用無線電干擾信號帶寬展開分析，從而明確具體的信號源頭[8-10]。

4 結 論

綜上所述，近年來，我國無線電業(yè)務范圍逐漸拓展，對我國通信行業(yè)的發(fā)展具有重要的推動作用。為了確保無線電業(yè)務的順利運營，相關技術人員應針對無線電干擾信號問題重點研究，確保準確識別干擾信號，保證無線電正常業(yè)務不受外界不明信號發(fā)射源和非法無線電發(fā)射設備的干擾。通過對干擾信號的識別和定位方式進行探討，介紹了一些測定方式，為干擾信號準確識別、定位及排除提供幫助，為相關行業(yè)的進一步發(fā)展提供有力支持。