無線通信抗干擾性能研究

時間:2022-02-13 03:05:36

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無線通信抗干擾性能研究

摘要:隨著我國科學技術的不斷進步,以無線通信技術為核心的網絡運行模式在信息傳送和溝通中被廣泛應用。如今,電磁環境變得越來越復雜,給無線通信造成很多不利影響,制約了信息傳送和溝通。只有提高無線通信抗干擾技術,才能加強企業之間的交流。筆者分析了當前無線通信抗干擾的主要技術,并對其中若干抗干擾技術進行了性能分析。

關鍵詞:無線通信;抗干擾技術;技術性能

1引言

現階段,在人們日常交流過程中最主要的溝通方式就是信息傳遞。但是,在復雜電磁環境的影響下,無線空間中的傳播信號變得非常復雜,能夠為人們提供的數據資源非常少,信號和信號之間存在互相干擾的問題,在一定程度上降低了無線通信的質量。對此,就要加大對無線通信抗干擾技術的研究力度,提高無線通信抗干擾技術性能,才能確保通信技術在未來不斷發展。

2無線通信抗干擾技術發展現狀

2.1頻域處理抗干擾技術。2.1.1直接序列擴頻抗干擾技術。目前,直接序列擴頻抗干擾技術被廣泛應用在各個領域,該技術是通過信號頻率的調整,從而進行解碼,保存信號,這樣做能夠減少外界的干擾因素,特別是電磁的干擾[1]。2.1.2跳頻抗干擾技術。在無線通信抗干擾技術中,跳頻抗干擾技術非常關鍵,其在超短波設備中使用較多[2]。在使用年限上,跳頻抗干擾技術的使用時間非常長,符合民用通信的特性,并且因為使用頻率高,在技術上是很成熟的。無線電信頻技術是跳頻抗干擾技術的核心,要遵循指定的規律應用,確保跳頻抗干擾技術在應用過程中的跳變速度不會太快或太慢,不會帶來較大的影響。2.2空間處理抗干擾技術。2.2.1自適應天線技術。自適應天線技術采用智能化控制算法實現天線的定向波束[3],并且在此過程中其主瓣指向特定用戶,而后瓣則指向非特定用戶,從而在保證特定用戶較好通信質量的同時,對非特定用戶產生較低的干擾,而且還可以有效緩解電磁污染問題。2.2.2分集技術。在傳輸信息過程中,要減輕衰落的影響,通常會采用多種技術,其中一種是合并技術,另外一種是分離技術[4-5]。對于我國現階段信息的處理方式而言,不論是合并還是分離,在傳播過程中都能夠提高信噪比、分離率,但是在通常情況下我國都是在通信過程中使用分集技術,然后通過與多發信息干擾進行對抗,來發揮無線通訊抗干擾的作用。2.3時域處理抗干擾技術。2.3.1跳時技術。跳時技術也就是在通信時,對信號發射的時間軸進行跳變,它的作用與跳頻技術相似。跳時技術在開始時要劃分時間軸,并且用擴頻碼控制發射信號[6],并利用排序完整的跳時碼移動按鍵。若聯合其他抗干擾技術,則能夠將抗干擾能力發揮到最大。2.3.2通信猝發技術。由于信號長期處于暴露狀態,所以,不同的因素都可能干擾信號,從而促使信息出現突發性中斷現象。為了保證信號在傳播時更快、更穩定,技術人員研發通信技術,以達到在暴露期間降低通信干擾的目的。并且,猝發技術也是儲存信息的技術,所以,在高速發送信息的過程中,它也能夠減少脈沖的干擾,從而降低信息被截獲的概率。2.4新技術發展現狀。2.4.1多維聯合抗干擾技術。多維聯合抗干擾技術涵蓋各處理域內和域間的切換技術,包括波束切換、信道切換、頻率切換以及多域協同和多域自適應切換等[7]。具體出現的研究趨勢包括頻域-速度域聯合、頻域-功率域聯合、非協同跳頻和消息驅動的跳頻等。2.4.2認知抗干擾認知抗干擾技術是認知通信思想在抗干擾通信領域的應用,即根據電磁干擾環境智能地產生最佳抗干擾方式,大大提高系統的抗干擾能力和頻譜的利用率,實現高效可靠的抗干擾通信。認知抗干擾通信技術通過對復雜電磁干擾環境的認知,采用學習和智能決策方法,實現高效可靠的信息傳輸,是新一代抗干擾通信系統發展的重要方向[8]。具體出現的研究趨勢包括:基于馬可夫決策流程(MDP)法的認知抗干擾、MIMO-CR技術和基于分布式概率協議的干擾對消等。無線通信抗干擾技術發展現狀如圖1所示。

3無線通信抗干擾技術性能研究

由相關研究可知,直接序列擴頻抗干擾技術由于采用相關技術,因此,具有抗多徑效應的能力,但它不適合用于移動通信環境,特別是其處理增益常受限于碼片速率和信源的比特率,導致其抗干擾和多址能力受限;跳頻抗干擾技術,由于其載波頻率的跳變起到了頻率分集的作用,從而具有一定的抗多徑效應的能力,但其在消除遠近效應方面相對較弱且在慢速跳頻時隱蔽性較差,易被敵方截獲;而對于跳時技術而言,其無法適應快速時變的非平穩環境,也不能單獨使用。因此,在實際工程中,多采用混合式擴頻通信的方式,來削弱干擾對通信系統的影響,如直擴/跳頻技術或者是直擴/跳頻/跳時技術等[9]。設置通信系統參數為:碼元速率1Mbps,QPSK調制解調方式,載頻為2.4GHz,輸出功率為0dBm,通信距離為10km。假設經過標準3G信道SCM,可以分別得到采用不同的無線抗干擾技術在不同的信噪比之下的系統誤碼率仿真圖(如圖2所示)。由圖2可看出,單純采用直擴技術的通信系統,其性能不如采用混合式擴頻技術的通信系統,另一方面,如果采用跳頻/跳時技術可以得到相對接近無干擾的理想狀態,但是其計算量較大,功能實現較為復雜,所以綜合以上考量,實際工程中通常采用性能和復雜度較為折中的直擴/跳頻技術作為首選方案,尤其是在民用數字通信領域,還可采用時分多址、直擴、跳時加跳頻的混合系統來實現多網、多用戶、高質量的抗干擾通信[10]。多種擴頻技術的混合使用,能夠進一步提高通信系統的性能,因而其不僅在民用通信中占據一定地位,而且也為軍事通信中電子對抗技術的發展開辟出了一個全新的應用領域。

4結語

綜上所述,隨著無線通信所處的電磁環境復雜程度越來越高,抗干擾技術也需要不斷發展和提升。未來的技術發展趨勢是在開發研究的基礎上將多個技術整合,實現典型與核心技術相結合的多元化綜合技術發展。在具體的抗干擾技術選擇過程中,還需要綜合考慮技術性能、復雜程度等因素,以獲得最佳的抗干擾性能。

參考文獻

[1]王中,王靜,尹洪石.無線通信抗干擾技術性能研究[J].信息系統工程,2014(6):134.

[2]肖占軍.無線通信抗干擾技術性能分析[J].通信技術,2015(6):45.

[3]龍德浩,陳志清.適用于相關解擴的擴頻碼檢驗方法[J].電訊技術,2012,52(10):1577-1581.

[4]馬萬治.無線通信抗干擾技術性能研究[D].成都:電子科技大學,2012.

[5]劉曉陽.移動通信中多輸入多輸出技術的研究[D].濟南:山東大學,2008.

[6]征惠玲.國外無線通信抗干擾技術研究進展[J].電訊技術,2014,54(4):524-528.

[7]趙吉生.關于復雜電磁環境下無線通信抗干擾技術的研究[J].電子世界,2014(8):142.

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

[9]楊振雷,張柏霖.無線通信中的抗干擾技術研究[J].中國新通信,2014(1).

[10]劉洋,李燕南,蘭關軍.淺析無線通信抗干擾技術的新發展[J].中國新通信,2013(8).

作者:田茹 郭衛東 閉宇銘 單位:中國電子科技集團公司電子科學研究院