無線通信中協(xié)作干擾技術(shù)的分析

岳忠華

（平湖市公安局 浙江省平湖市 314200）

隨著21 世紀的到來，人們步入了一個經(jīng)濟快速發(fā)展、科技高度繁榮的時代，在這樣的時代發(fā)展背景下，促進了各個行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，但是面對如此快速的發(fā)展過程，所面臨的發(fā)展問題也數(shù)不勝數(shù)。其中從無線通信技術(shù)角度來看，雖然此技術(shù)在應用過程中能夠打破傳統(tǒng)有線通信技術(shù)的各種束縛，但是在實際應用過程中還面臨著各種外界干擾問題的影響，并且這種信號干擾問題會影響無線通信技術(shù)的發(fā)展速度。因此，加強研究無線通信抗干擾技術(shù)具有十分重要的現(xiàn)實意義。無線電通信的傳播環(huán)境指的就是人們的日常生活處境，無線通信技術(shù)的信號傳輸方式主要是利用電磁波來進行傳播，然而電磁波是比較容易會受外界各種因素的干擾，特別是當前越來越復雜的電磁環(huán)境干擾，進而導致無線通信應用過程出現(xiàn)很多弊端，從無線通信的傳輸原理和技術(shù)區(qū)別來看，主要干擾有以下幾點：ISI 碼間干擾、CCI 共道干抓以及MAI 多址干擾等等。通常情況下，干擾會發(fā)生在特定的模式以及寬帶狀態(tài)中。因此，無線通信研究工作人員要對抗干擾技術(shù)進行深入研究，最終來推動我國無線電通信技術(shù)的全面發(fā)展。

1 無線通信抗干擾技術(shù)的相關(guān)概述

在無線信號傳輸過程中存在很多類型的干擾信號，這些干擾信號在不經(jīng)意間就會導致無線通信失去可靠性，對無線信號傳輸系統(tǒng)中的傳輸信息危害極大，因此在無線通信過程中加強研究抗干擾技術(shù)十分必要。跳頻技術(shù)是抗干擾技術(shù)的重要類型之一，跳頻的速度越快就意味著無線通信系統(tǒng)的抗干擾性更好。擴頻技術(shù)就是對傳輸信號的功率進行調(diào)整，讓信號能夠在噪聲的隱藏下，降低被識別的概率，進而提高抗干擾性能。

2 無線通信技術(shù)與抗干擾技術(shù)的背景

在自由空間范圍內(nèi)，電磁波信號能夠進行靈活的傳播。無線通信技術(shù)正是利用了電磁波信號的這個特點來交換各種信息。目前在通信領(lǐng)域過程中，無線通信技術(shù)已經(jīng)擁有了明顯的發(fā)展優(yōu)勢。

從目前無線電通信技術(shù)的發(fā)展形勢來看，電磁波信號在傳輸過程中對環(huán)境要求特別嚴格，在信號傳輸過程中，無線通信系統(tǒng)時刻面臨著各種類型的干擾。這些干擾有的是人為造成的，還有一部分是由于自然環(huán)境所導致的[1]。其中人為信號干擾可以分為有意信號干擾和無意信號干擾。有意干擾指的是群體或個人為了獲取干擾特定的信號，而故意釋放出的一種制定干擾頻率，導致通信信號無法正常傳輸或接收。

3 無線通信的信號干擾類型

3.1 雜散信號干擾

雜散信號干擾指的是某一個通信系統(tǒng)頻段外的雜散輻射流入到另一個通信系統(tǒng)的接收頻段中所造成的信號干擾，出現(xiàn)雜散干擾的重要原因就是無線通信接收設(shè)備缺乏較好的靈敏度。在無線信號發(fā)射機正常運作過程中，為了能夠保證信號傳輸質(zhì)量，在傳輸時通常會使用大功率的傳輸信號，進而能夠減少信號在傳輸過程中的丟失，但是一旦信號發(fā)射器產(chǎn)生大功率的信號，伴隨而來的還有發(fā)射信號頻段之外的雜散信號干擾。

3.2 互相調(diào)節(jié)干擾

互調(diào)干擾指的是非線性電路在接入兩個或兩個以上的不同頻率信號時，在非線性電路器件的影響下，會出現(xiàn)很多組合頻率分量和諧波，一旦與傳輸信號相對應時，就會立刻被信號傳輸機所接收，并形成不同程度的信號干擾?；フ{(diào)干擾可以分為發(fā)射機回調(diào)信號干擾和接收機信號互調(diào)干擾，前者主要是在傳輸信號的基站內(nèi)應用了不同頻率的信號發(fā)射機，在信號的發(fā)射過程中，由于電磁耦合進入到發(fā)動機中所導致的信號干擾[2]。后者指的是信號在接收過程中，接收機收到了兩個或兩個以上的干擾信號，只有當頻率滿足相應的條件之后，那么就會形成信號干擾。

3.3 信號阻塞干擾

圖1：跳頻信號通訊原理

圖2：智能天線技術(shù)改善頻率結(jié)構(gòu)圖

發(fā)生阻塞信號干擾的原因主要是因為功率較強的干擾信號與傳輸信號被接收之后，功率較強的干擾信號會使信號接收機內(nèi)部的鏈路出現(xiàn)非飽和線性狀況，繼而出現(xiàn)了非線性失真的情況，在一定程度上影響了信號傳輸質(zhì)量。在功率較強的干擾信號被接收機接收之后，會在前端的低噪放大器中輸出，由于低噪放大器的放大效果會隨著信號的微弱程度而進行調(diào)整，所以強功率的干擾信號會導致放大倍數(shù)有所降低，程度較強的干擾信號就會導致干擾信號的放大倍數(shù)大大降低，無法對有用的傳輸信號進行放大，進而導致信號放大系統(tǒng)無法正常運行。

3.4 同頻信號干擾

同頻信號干擾指的就是在信號的實際傳輸過程中，干擾信號與有用傳輸信號的載頻相同，進而信號傳輸?shù)倪^程會對有用的傳輸信號造成干擾。同頻干擾主要是為了能夠提高頻率的利用效率，在保證基本通信質(zhì)量的同時，使用相同頻道的無線通信信號進行傳輸，但是在具體傳輸過程中，由于很難控制安全距離，所以導致信號在傳輸過程中出現(xiàn)了同頻干擾情況。同頻信號干擾程度與信號傳輸?shù)恼{(diào)節(jié)方式和傳輸特性等工作方式都有一定的聯(lián)系。

4 無線電通信中常見的抗干擾技術(shù)分析

4.1 跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)是一種十分成熟的信號抗干擾技術(shù)，在民用、軍用無線通信技術(shù)中都得到了廣泛應用，其技術(shù)具備良好的抗干擾能力。跳頻技術(shù)的關(guān)鍵就在于通過一定的速度和規(guī)律來實施無線電信號頻率發(fā)射技術(shù)。與傳統(tǒng)一成不變的無線電發(fā)信頻率技術(shù)相比，跳頻技術(shù)能夠利用多頻率頻移鍵控來有效確保載波頻率不斷的進行跳變，最終完成拓展頻譜的目的。通常情況下，跳速的快慢能夠直接體現(xiàn)出無線通信跳頻系統(tǒng)的運作性能，跳頻速度越快則代表著通信系統(tǒng)的抗干擾能力較好，跳頻速度較慢則表明無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力較弱。此外，增加跳頻的帶寬能夠有效提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力，跳頻的帶寬越寬則說明無線通信系統(tǒng)的信號抗干擾能力越強，反之則代表無線通信系統(tǒng)的信號抗干擾能力較差。

由此可見，通過增加跳頻的帶寬、提高跳頻的速度是未來無線通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。而在無線通信抗干擾技術(shù)、信息化技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)以及微電子技術(shù)快速發(fā)展的背景下，跳頻技術(shù)也在順應時代的發(fā)展趨勢不斷發(fā)展。在跳頻技術(shù)應用體系中，自適應跳頻技術(shù)是指無線通信系統(tǒng)能夠根據(jù)通信條件的變化而實現(xiàn)自動跳頻，并且還能夠在跳頻過程中有效規(guī)避跳頻的頻率集受到干擾。在如今的無線通信自適應跳頻技術(shù)系統(tǒng)中，自適應跳頻技術(shù)也可以分為很多種類，除了上述的自適應跳頻技術(shù)外，還有自適應均衡、自適應速率以及自適應功率等等，然而在無線通信系統(tǒng)中最常見的還是頻率自適應。跳頻通訊的應用原理如圖1 所示。

4.2 信號擴頻技術(shù)

在無線通信系統(tǒng)中應用擴頻技術(shù)能夠?qū)o線電的通信過程中產(chǎn)生的信號隱藏在噪聲當中，通過對功率進行相應的調(diào)整，對于波狀形的合成噪聲完成編碼和解碼，因為該技術(shù)能夠?qū)o線通信信號隱藏在噪聲當中，所以也能夠有效防止電磁波對信號的干擾[3]。

在擴頻技術(shù)應用過程中最常見技術(shù)類型為直接序列擴頻技術(shù)，也就是為了將通信信號隱藏在噪聲當中，拓廣通信信號的頻帶，能夠讓信號的功率密度有效降低。應用直接序列信號擴頻技術(shù)，不僅具有信號隱藏效果高的效果，同時還能夠有效抵抗各種渠道的信號干擾。因此，在數(shù)字蜂窩通信以及衛(wèi)星通信系統(tǒng)中應用極為廣泛，能夠有效提升二者系統(tǒng)的通信抗干擾水平。

在直接序列擴頻技術(shù)中CDMA 技術(shù)能夠?qū)Χ鄠€用戶的信號進行隨機接入，CDMA 直接序列擴頻技術(shù)在直接應用過程中很容易受到多個地址的信號干擾，這時由于隨機接入的用戶使用的擴頻碼無法確保嚴格正交，導致用戶之間無法實現(xiàn)同步，進而造成CDMA用戶之間受到了多個地址的信號干擾。隨著CDMA 通信系統(tǒng)受到的多址信號干擾十分嚴重，多用戶檢測技術(shù)成為了未來移動通信信號系統(tǒng)中的重要問題之一。

4.3 虛擬智能天線技術(shù)與MIMO信號技術(shù)

最近幾年，在無線通信技術(shù)的研究過程中，很多專家和研究學者都在關(guān)注虛擬智能天線技術(shù)和MIMO 技術(shù)，這兩種技術(shù)類型是當今信號通信領(lǐng)域的重要突破，在理論方面已經(jīng)被證實能夠有效提高無線通信系統(tǒng)的容量和通信性能。虛擬智能通信技術(shù)能夠有效改善頻譜的使用效率，具體流程如圖2 所示。

MIMO 無線信號通信技術(shù)應用的關(guān)鍵就在于它能夠在發(fā)射端利用多個發(fā)射天線來傳輸各種通信信號，在接收端能夠利用接收天線來完成信號的接收。該技術(shù)能夠有效提高無線通信系統(tǒng)的容量和性能，在時空編碼和OFDM 等技術(shù)的綜合利用下，能夠使通信系統(tǒng)的時間、空間以及頻率的分集同步完成，進而有效提高無線通信系統(tǒng)在空間以及頻域外的抗干擾水平。但是，作為一項處于研究過程中的技術(shù)，MIMO 技術(shù)在無線通信抗干擾工作過程中還面臨著很多現(xiàn)實問題，像空時編碼、功率分配以及信號檢測等[4]。

MIMO 技術(shù)在實際應用過程中將會被用于現(xiàn)如今802.11n 的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。在實際應用過程中，MIMO 技術(shù)將會在信號發(fā)射過程中設(shè)置多個天線，這樣的設(shè)置方法會明顯提高無線通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和基礎(chǔ)容量。

4.4 混合技術(shù)

在各種無線通信抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)上，可以整合成全新的混合信號抗干擾技術(shù)，例如：DS/FH 混合技術(shù)。通常情況下，應用混合抗干擾技術(shù)比單一的跳頻技術(shù)或擴頻技術(shù)要復雜得多，而且想要實現(xiàn)技術(shù)應用也十分困難。但是，將不同類型的無線通信抗干擾技術(shù)相結(jié)合，最終獲得的技術(shù)抗干擾能力肯定要遠遠優(yōu)于單一的無線抗干擾技術(shù)。像DS/FH 系統(tǒng)中，處理信號的增益方面比單一的跳頻技術(shù)產(chǎn)生的跳頻效果更佳明顯。但是混合技術(shù)的缺點就是復雜程度過高，應用難度較大，并且在生產(chǎn)過程中的成本也要高于其他無線通信抗干擾技術(shù)。

4.5 智能組網(wǎng)技術(shù)

利用智能組網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)νㄐ判诺赖沫h(huán)境進行提前感知，通過精準的預算和分析能夠確定通信信道的信號干擾程度，進而對無線通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，防止較強的干擾信號影響信道內(nèi)的信號傳輸。智能組網(wǎng)技術(shù)在一定程度上能夠充分利用現(xiàn)有的通信資源來改善無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

5 結(jié)束語

綜上所述，無線通信技術(shù)仍然在不斷的發(fā)展過程中，不同的模式也在不斷創(chuàng)新，并且已經(jīng)收獲了良好的成效，在當前很多成熟的信號抗干擾技術(shù)也在不斷優(yōu)化中。無線通信技術(shù)的高效傳播性和便捷性都是其他模式無法比擬的，因此在日后的社會發(fā)展中，無線通信技術(shù)將會成為主流的信息傳播方式。在信息化高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)體系中，智能化的發(fā)展能夠為無線通信技術(shù)提供更廣闊的發(fā)展空間。