芻議無線通信的抗干擾技術(shù)

【摘要】 電磁波信號具備可以在一個相對自由的空間當(dāng)中進(jìn)行傳播的特征，而當(dāng)前所廣泛應(yīng)用的無線通信技術(shù)正是運(yùn)用了電磁波信息的這個特征來實(shí)現(xiàn)交換信息的目的。針對當(dāng)前的無線通信技術(shù)來說，對傳播的電磁環(huán)境要求十分高，無線通信系統(tǒng)會受到環(huán)境中各種各樣因素的干擾，因此研究無線通信的抗干擾技術(shù)就成為當(dāng)前無線通信技術(shù)中的關(guān)鍵之一。鑒于此，本文首先闡述了無線通信技術(shù)及抗干擾技術(shù)的發(fā)展背景，在此基礎(chǔ)上針對無線通信的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了詳盡的分析，旨在為推動我國無線通信技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的綿薄之力。

【關(guān)鍵詞】 無線通信 干擾 抗干擾

無線通信的傳播環(huán)境正是我們?nèi)粘Ｉ钏幍沫h(huán)境，無線通技術(shù)的傳輸方式主要是應(yīng)用電磁波進(jìn)行傳播，電磁波在傳輸?shù)倪^程當(dāng)中會遭受環(huán)境中各種因素的干擾，這就在無形中產(chǎn)生了無線通信的弊端。對無線通信造成干擾的因素非常多，因?yàn)闊o線通信的傳輸原理與調(diào)制技術(shù)區(qū)別來看，通常較為常見的干擾主要有：碼間干擾（ISI）、共道干抓（CCI）、多址干擾（MAI）。干擾通常發(fā)生通常是在特定的調(diào)職模式、頻段以及帶寬等狀態(tài)。本文主要討論的通信技術(shù)干擾主要指的是自然生成的一些干擾，即外界干擾，針對干擾技術(shù)進(jìn)行研究，對于促進(jìn)我國無線通技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

一、無線通信技術(shù)與抗干擾技術(shù)的背景

電磁波信號具備在自由的空間當(dāng)中進(jìn)行傳輸?shù)奶卣魇强傉f周知的事情，無線通信技術(shù)正是利用電磁波信號的這個特征來實(shí)現(xiàn)信息交換的目的，現(xiàn)階段在通信領(lǐng)域當(dāng)中，無線通信技術(shù)已經(jīng)具備絕對的發(fā)展優(yōu)勢。

針對當(dāng)前的無線通信技術(shù)來說，電磁波進(jìn)行傳播的環(huán)境異?？量?，無線通信系統(tǒng)在工作的過程中時刻面臨著各式各樣的干擾，這些干擾有的是自然界所生成的干擾，另外一部分則是人為所生成的，而人為產(chǎn)生的干擾可以分為有意干擾或者無意干擾這兩種。所謂故意干擾，指的是某個組織亦或是個人為了獲取干擾所特定的信號，故意釋放出一種特定的干擾帶寬或者頻率，導(dǎo)致對方的通信信號無法進(jìn)行正常的發(fā)送或者接受[2]。

二、無線通信中常見的抗干擾技術(shù)分析

2.1跳頻技術(shù)（FH）

跳頻技術(shù)屬于一種已經(jīng)比較成熟的抗干擾技術(shù)，其主要應(yīng)用于民用無線通信技術(shù)當(dāng)中，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。跳頻通信的關(guān)鍵在于應(yīng)用了一定速度或者規(guī)律來實(shí)施回跳變的無線電發(fā)信頻率技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的一成不變的無線電發(fā)信頻率技術(shù)而言，跳頻技術(shù)應(yīng)用多頻率頻移鍵控實(shí)施碼序列選擇從而有效保障載波頻率不斷的進(jìn)行跳變，最終實(shí)現(xiàn)頻譜拓展的目標(biāo)。通常來說，跳速的快慢能夠直接反應(yīng)出無線通信跳頻系統(tǒng)的工作性能，跳數(shù)越快則表明通信系統(tǒng)自身的抗干擾性能越好，跳數(shù)越慢則反映出無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力越差；除此之外，通過增加跳頻的帶寬也能夠有效提升無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力，跳頻的帶寬越寬則表示無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力越強(qiáng)，反之則表示無線通信系統(tǒng)圖那個抗干擾性能越差。

所以，拓展跳頻的帶寬、提升跳頻的速度是無線通信技術(shù)抗干擾技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。而隨著無線通信的調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)，以及信息化技術(shù)、數(shù)字信號處理技術(shù)、微電子技術(shù)的快速發(fā)展，跳頻技術(shù)當(dāng)前正在朝著自適應(yīng)的趨勢發(fā)展。自適應(yīng)跳頻技術(shù)指的是無線通信系統(tǒng)具備能夠適應(yīng)通信條件的變化而實(shí)施自動跳頻，并且可以有效防止跳頻頻率集中受到干擾壞頻點(diǎn)的能力。而在當(dāng)前的無線通信自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)當(dāng)中，自適應(yīng)已經(jīng)具有非常多的種類，除了上文所描述的自適應(yīng)頻率意外，還自適應(yīng)均衡、自適應(yīng)分集、自適應(yīng)速率、自適應(yīng)功率等等，然而無線通信自適應(yīng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)仍舊是頻率自適應(yīng)，急無線通信自適應(yīng)跳頻系統(tǒng)主要是通過進(jìn)行實(shí)時的換頻與選頻，以此來保障無線通信系統(tǒng)中的通信線路能夠長時間工作在良好傳播條件的弱噪聲信道中[3]。

2.2虛擬智能天線技術(shù)與MIMO（多入多出）技術(shù)

最近幾年以來，針對無線通信技術(shù)的研究當(dāng)中，廣大專家與學(xué)者諸位關(guān)注的是虛擬智能天線技術(shù)與MIMO（多入多出）技術(shù)，這兩個技術(shù)作為通信領(lǐng)域當(dāng)中一個十分重要的突破，已經(jīng)在理論方面被證實(shí)能夠有效提升無線通信系統(tǒng)的容量與性能。

MIMO無線傳輸技術(shù)的關(guān)鍵在于能夠在發(fā)射端應(yīng)用多個發(fā)射天線來進(jìn)行通信信號的傳輸，在接收端能夠應(yīng)用多個接受天線來進(jìn)行信號的接受，其在提升無線通信系統(tǒng)的容量與性能的先決條件上，通過和時空編碼、OFDM（正交頻分復(fù)用）等技術(shù)進(jìn)行綜合利用，就能夠同時達(dá)成通信系統(tǒng)的時間、空間以及頻率的分集，從而有效提升通信系統(tǒng)的時域空域以及頻域方面的抗干擾水平[4]。然而，作為一項(xiàng)仍有待于進(jìn)一步開發(fā)的技術(shù)，MIMO技術(shù)在無線通信抗干擾當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用還面臨著諸多問題，比如，無線通信系統(tǒng)的空時編碼、功率分配、信號檢測以及天線配置等。

智能天線技術(shù)與MIMO系統(tǒng)的多天線發(fā)送與多天線接收不同的在于，其關(guān)鍵技術(shù)在于借用或者應(yīng)用相同地域當(dāng)中工作的其他同類通信設(shè)施天線之間產(chǎn)生的相互作用，從而達(dá)成類似于智能天線的功能。智能天線技術(shù)的主要優(yōu)勢在于能夠保障無線通信系統(tǒng)當(dāng)中的每一個天線進(jìn)行同時抑制來自于各個方向的干擾信號源，本地域當(dāng)中的全部同類通信裝備的物理天線能夠共同構(gòu)成一個虛擬的智能天線網(wǎng)，從而有效提升天線接收端的信干比，最終實(shí)現(xiàn)提升無線通信系統(tǒng)抗干擾水平的目標(biāo)。應(yīng)用智能天線技術(shù)以后的無線通信系統(tǒng)的信號干擾能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無線通信系統(tǒng)自身的信號干擾能力，大約能夠提升幾十dB左右，其相當(dāng)于在普通的無線通信系統(tǒng)當(dāng)中添加了一部抗干擾的電臺。

2.3擴(kuò)頻技術(shù)

將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用于無線通信系統(tǒng)當(dāng)中，能夠?qū)o線通信當(dāng)中施放與接受的信號隱藏在噪聲當(dāng)中，通過針對功率進(jìn)行有效的調(diào)整，針對波狀形的合成噪聲進(jìn)行編碼與解碼，因?yàn)檫@個技術(shù)能夠?qū)o線通信的信號隱藏在噪聲當(dāng)中，所以也能夠達(dá)到有效防止電磁干擾的目的。

擴(kuò)頻技術(shù)最為常見的類型主要為直接序列（DS）擴(kuò)頻技術(shù)，即為了實(shí)現(xiàn)讓無線通信系統(tǒng)中的通信信號隱藏在噪聲當(dāng)中，拓展通信信號的頻帶，能夠讓信號的功率譜密度降低（即單位頻帶中的功率變低）。應(yīng)用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的無線通替你高興系統(tǒng)不但具有信號隱藏性高，同時具有能夠抗多種途徑干擾的能力，并且還能夠達(dá)成碼分多址，所以，其在數(shù)字蜂窩通信與衛(wèi)星通信當(dāng)中的應(yīng)用較為廣泛，其能夠有效提升數(shù)字蜂窩通信與衛(wèi)星通信的抗干擾水平。

作為第三代移動通信系統(tǒng)（3G）的核心技術(shù)，CDMA技術(shù)也采用了直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，但由于CDMA 對多個用戶進(jìn)行隨機(jī)接入的特點(diǎn)，CDMA 直接序列擴(kuò)頻技術(shù)容易受到多址干擾，這是因?yàn)殡S機(jī)接入的用戶所使用的擴(kuò)頻碼不能保證嚴(yán)格正交，造成用戶間無法做到嚴(yán)格同步，從而引起非零互相關(guān)系數(shù)的問題，因此造成了CDMA的用戶間發(fā)生多址干擾，嚴(yán)重影響了 CDMA 通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量和系統(tǒng)容量[5]。隨著CDMA系統(tǒng)多址干擾的日益嚴(yán)重，多用戶檢測技術(shù)成為當(dāng)前和未來移動通信的關(guān)鍵問題之一。

2.4混合技術(shù)

將各種無線通信抗干擾技術(shù)的基礎(chǔ)之上，可以進(jìn)行組合來產(chǎn)生新的混合抗干擾技術(shù)，比如DS/FH混合抗干擾技術(shù)，通常而言，應(yīng)用混合技術(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)比單一的跳頻技術(shù)或者擴(kuò)頻技術(shù)要更為復(fù)雜，要實(shí)現(xiàn)也較為困難。然而，將不同的無線通信抗干擾技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，最終獲得的抗干擾能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單一的抗干擾技術(shù)。比如，DS/FH系統(tǒng)，其在處理增益方面并非FH與DS處理增益進(jìn)行簡單的相加，而是應(yīng)用DS/FH混合技術(shù)的無線通信系統(tǒng)要比單獨(dú)應(yīng)用單一的FH或者DS的無線通信系統(tǒng)獲取更為優(yōu)秀的跳頻效果與更為寬廣的頻譜，所以獲取的增益更佳。然而這種技術(shù)的主要缺點(diǎn)在于無線通信系統(tǒng)的復(fù)雜程度過高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本過高。

三、結(jié)語

無線通信技術(shù)在抗干擾技術(shù)方面的發(fā)展仍然在不斷的進(jìn)行發(fā)展，不同的模式也在不斷的進(jìn)行發(fā)展，并且已經(jīng)獲得良好的成效，并且在當(dāng)前已經(jīng)較為成熟的抗干擾技術(shù)也在進(jìn)行著持續(xù)的優(yōu)化。無線通信技術(shù)所具有的高效性、方便性以及移動性都是其他各種模式所無法替代的，所以，今后的社會，無線通信技術(shù)必然成為主流的信息傳輸模式。在信息化高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)體系當(dāng)中，智能組網(wǎng)的發(fā)展，能夠促進(jìn)無線通信技術(shù)朝著更為廣闊的發(fā)展空間。參 考 文 獻(xiàn)

[1] 殷云志.無線通信抗干擾技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].無線電工程.2008（10）：345-346

[2] 徐秦.無線通信技術(shù)熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢[J].裝備制造.2010（01）：211-212

[3] 夏晨.淺談無線通信技術(shù)在我國實(shí)踐的應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程.2012（03）：497-498

[4] 姚先秀.通信系統(tǒng)抗干擾試驗(yàn)方法探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報.2012（15）：323-234

[5] 李文清.超短波無線電通信抗干擾技術(shù)發(fā)展趨勢研究[J].中國科技信息.2007（22）：215-216