無線電技術的無線通信系統抗干擾技術研究

侯立峰，楊永莊

（裝甲兵技術學院電子工程系，長春　130117）

無線電技術的無線通信系統抗干擾技術研究

侯立峰，楊永莊

（裝甲兵技術學院電子工程系，長春130117）

【摘要】各種干擾信號的存在使得無線電通信的環境日益惡劣，在分析現代無線電通信系統中常見的抗干擾技術的基礎上，提出了基于軟件無線電技術的無線電通信系統抗干擾技術，闡明了無線電通信系統軟件無線電抗干擾的關鍵技術，采用軟件無線電的通信抗干擾技術具有良好的前景。

【關鍵詞】抗干擾技術；軟件無線電

1　引言

在現代的無線通信系統中，由于所處的傳播的電磁環境非常復雜，因此無線通信系統經常受到各種電磁干擾信號的影響，這種干擾不僅有自然環境的干擾信號，而且還有人為施加的干擾信號，對無線電通信抗干擾技術的研究一直是無線通信領域研究人員研究的熱點問題。目前廣泛采用的無線通信抗干擾技術包括擴頻技術、跳頻技術以及擴頻跳頻混合技術。采用以上幾種抗干擾技術的缺點是增大了無線電通信系統的電路復雜程度，提高了無線通信設備的研制和生產成本。基于軟件無線電技術的無線電通信抗干擾技術能夠克服成本高的缺點，并且能夠靈活多變、實時動態地實施通信對抗，是提高系統對抗的一個有效措施［1］。軟件無線電通信抗干擾系統的基本設計思想是盡量通過軟件實現系統的各種功能，讓盡可能多的系統功能由通過軟件來完成，這樣可以大大減少無線電通信系統的硬件成本，提高通信系統效率。

2　采用軟件無線電抗干擾技術的無線電通信系統基本原理

采用軟件無線電抗干擾技術的無線電通信系統，主要包括干擾信號檢測模塊、控制模塊、收發信機模塊和計算機模塊四部分。其工作原理是：在干擾信號檢測模塊，由天線接收的無線干擾信號經濾波器與混頻器后成為中頻信號，再由A/D變換為數字信號，DSP將采集到的干擾信號參數送入計算機。在收發信機模塊中，發信時音頻信號經過A/D轉換之后進入DSP電路進行基帶數字信號的處理，再經過A/D變換、信號放大與變頻，最后由天線發射出去；收信時，天線感應的射頻（RF）信號，經過混頻得到IF信號，然后進行A/D變換，對IF數字信號進行數字化處理，實現音頻信號解調等功能，最后送到耳機。在控制模塊中，主要完成對干擾信號檢測模塊、收發信機模塊的控制，執行計算機送來的的指令。計算機根據干擾信號檢測模塊送來的無線電干擾信號的參數，采取對應的抗干擾對策，主要包括進行數據傳輸碼率的設定、調制參數設置等以及向無線電通信系統傳輸信息。

3　軟件無線電通信系統中抗干擾技術分析

3.1軟件無線電通信抗干擾中的數字處理技術

在無線電通信系統中，數字信號處理芯片DSP在干擾信號檢測模塊主要進行干擾信號參數的采集，在收發信機模塊主要實現音頻信號的數字化處理與調制解調。在無線電通信系統收發信機模塊中經過中頻數據寬帶A/D變換后的數據流位數較高，對數字中頻信號進行放大、濾波與混頻等處理需要較高的運算速率，只有采用高速并行的DSP多處理器模塊，才可能達到要求。為了減輕通用數字處理芯片DSP的處理壓力，通常采用專用數字信號處理器件對A/D轉換器傳來的數字信號進行處理，降低數據流傳輸速率，并把信號變到數據基帶信號后，再把數據信號送到DSP芯片進行處理。軟件無線電抗干擾通信系統中采用并行和順序分割的算法，以獲得較高的處理能力。目前多數通信系統是將微處理器CPU的通用性與DSP芯片的功能結合起來，將CPU和專用DSP進行集成。現在已研制出新的采用多處理器互聯技術的DSP芯片的多重處理結構，正是因為這種互聯多處理器的鏈路加快了數據流的速度，減輕了總線傳輸的瓶頸問題。

3.2軟件無線電通信抗干擾中射頻分頻段濾波處理技術

在采用軟件無線電抗干擾技術的無線通信系統的收發信機模塊中，為了實現寬頻帶無線信號的檢測、發送、接收，受無線電電子元器件的限制，采用一個濾波器無法實現寬帶信號的收發。目前通常采用若干個濾波器在控制模塊的統一控制下進行無線電信號分頻段處理來實現。對于無線電信號來講，無論其頻段高低，信號的品質因數與傳輸帶寬永遠都是一對矛盾，一般我們設計時都是要根據實際情況折中考慮濾波器的品質因數與信號帶寬，盡量達到無線電通信系統的信號傳輸要求。

3.3軟件無線電通信抗干擾中的高速AD轉換技術

在采用軟件無線電抗干擾技術的無線通信系統的收發信機模塊與干擾信號檢測模塊均采用了高速A/D轉換技術。應用高速A/D、D/A技術時，應該重點考慮信號采樣方法選擇、模擬信號濾波方法、信號失真等幾個重要因素的影響。我們在無線通信系統中通采用的模數變換的方法有正交采樣、帶通采樣、過采樣以及有奈奎斯特采樣。設計的時候，在收發模塊與干擾信號檢測模塊中的模數轉換（A/D）電路要盡量接近天線，以便實現對軟件無線電抗干擾無線通信系統設計的軟件可編程性。高速模數轉換（A/D）的采用對無線電通信系統的性能也存在較大影響，主要表現在：A/D轉換電路的最高采樣率限制了所能處理已調信號的頻率，同時在A/D數字化采樣的均勻量化中，模擬信號引入的量化噪聲功率容易導致信號諧波失真，容易造成收發模塊中的接收機靈敏度下降。

3.4軟件無線電通信抗干擾中的天線技術

采用軟件無線電抗干擾技術的無線通信系統收發信機的天線必須能夠覆蓋多個無線通信頻段，用于滿足多個無線信道同時通信的要求。由于無線信號頻率不同使得各個無線頻段對天線的要求也不相同，在多個無線信道抗干擾方式下，若橫跨多個無線電通信頻段，天線必須要與射頻處理模塊匹配。軟件無線電通信抗干擾技術的無線通信系統對天線的要求較高，當前還很難設計出頻帶較寬、損耗較低的天線，只能在技術可行性和經濟可行性上采取折中措施。

4　結束語

基于軟件無線電技術的無線電通信系統是當代無線通信技術與計算機技術飛速發展的產物，采用軟件無線電抗干擾技術的無線通信平臺更適合于現代電子對抗與通信保密的要求，同時也大大提高了無線電通信網絡的靈活性、實時性、穩定性。

【參考文獻】

［1］張爾揚，李琳.軟件無線電中的關鍵技術［J］.電聲技術，1999（3）：52-54.

［2］崔迎煒，張曉林.軟件無線電中的高速設計技術［J］.北京航空航天大學學報；2004年01期.

［3］毛永毅.軟件無線電的結構模型及關鍵技術［J］.西安郵電學院學報；2001年03期.

【作者簡介】

侯立峰（1971—），男，吉林農安人，博士，講師，主要從事無線電通信專業教學與科研工作。