無線通信抗干擾技術探討

劉輝

【摘要】 無線通信的迅猛發展在帶來大量自然干擾與人為無意干擾的同時也帶來了一些人為的惡意干擾，本文針對這些干擾因素探討多維抗干擾技術、聯合抗干擾技術和網絡抗干擾技術，旨在推動無線通信的抗干擾技術的發展。

【關鍵字】 通信技術 多維抗干擾 聯合抗干擾 網絡抗干擾

無線通信在當前信息化社會中得到了迅猛的發展，然而因為無線通信具有的空間開放性，使得其帶來的各種干擾越來越嚴重。隨著通信干擾技術的發展，我國無線通信抗干擾技術正從一維空間的抗干擾轉向多維空間抗干擾、從單一節點的抗干擾轉向多節點多手段的聯合抗干擾、從鏈路層的抗干擾轉向網絡抗干擾的方向發展。

一、多維抗干擾技術的應用

多維抗干擾技術是針對當前無線通信不同的惡意干擾，而在頻域、空域、極化域、時域和信號域等領域中實施的綜合抗干擾技術，筆者就其中幾種重要的抗干擾技術進行如下闡述：在頻域中，其跳頻抗干擾技術，可實現對單音干擾、多音干擾、部分頻帶干擾及脈沖干擾等主動跳開，主要跳頻頻譜中頻點足夠多，就可以使干擾降低到最低。如果遭遇全頻干擾或者大部分頻段干擾，由于整個頻段全部或者大部分被阻塞，在此干擾環境下無法保證通信。針對跟蹤干擾和回放干擾，采用跳頻抗干擾技術需要在跳頻跳速足夠快的情況下實施，才能避免被跟蹤干擾和回放干擾所干擾。此外在頻域中還有直序擴頻技術，其將有用信號在很寬的頻帶上擴展，降低信號功率譜密度，從而隱蔽有用信號減少被截獲的概率，它采用擴頻碼解擴信號將不相關干擾信號能量擴散，當窄帶干擾信號很強時，可以通過將信號進行變換域進行干擾檢測和消除，將含干擾的信號變換到頻域，檢測到干擾頻譜后將該頻譜線衰減。在極化域中，極化狀態描述了電磁波的矢量運動特征，利用極化敏感陣列獲取空間電磁信號的極化信息，使其具備抗干擾能力、信號檢測能力、分辨率、極化多址能力。極化陣列既可以獲得信號的空間到達角信息，又可以獲取信號的極化信息，當干擾信號和正常信號空間到達角接近時，空域的抗干擾性能急劇下降，而極化陣列還可以利用其極化狀態的差異在極化域濾波。因此極化域陣列比普通空域陣列具有更強的抑制干擾、增強信號的能力。

二、聯合抗干擾技術的應用

聯合抗干擾技術主要是通過利用兩個以上節點的信道質量分析技術和電磁環境智能感知技術等對干擾活動進行估測，而智能調整通信策略。目前，自適應跳頻技術是較為典型的聯合抗干擾技術。自適應跳頻技術是在通信過程中根據被干擾的頻點自動調整跳頻圖案，需要接收部分有信號的質量分析器和反饋信道，在發送端偽隨機序列發生器產生的偽隨機序列控制跳頻圖案選擇器選擇跳頻案，通過工作信道發送，在接收端接收數據的同時使用信道質量分析器對工作信道各個跳頻信道的通信質量進行監測，如果發現某個或某些載頻受到干擾而達到需要置換的程度，它將產生一個新的跳頻圖案并通過反饋信道通知發送端的跳頻圖案選擇器。自適應跳頻技術通過檢測信道質量后反饋給發方的自動避開干擾頻點的方式具備很強的抗干擾，通過簡單智能的調整跳頻圖案避開干擾頻點，比一般跳頻抗干擾技術更能抵御各種常見的人為惡意干擾樣式，也能夠抵抗自然干擾和人為無意干擾。

三、網絡抗干擾技術的應用

網絡抗干擾通常是指網絡層的無線路由協議抗干擾，一方面在自然干擾或者人為無意干擾的情況下，由于鏈路不穩定，導致信道誤碼率高、分組數據丟失，需具備自動避開干擾尋找更好鏈路質量的信道和路徑的無線抗干擾路由協議。另一方面人為故意干擾通過惡意節點發布虛假的信息進行欺騙，從而造成網絡阻塞。為了抵抗惡意路由篡改和偽造以及防止路由黑洞、路由重播等干擾，需有針對性地加強惡意節點的防范和路由信息安全抵御干擾。異構網絡具備多條的接入鏈路，在異構網絡中路由協議需要綜合考慮信道質量、可用資源反饋以及錯誤重傳狀態等信息，動態選擇用戶和接入鏈路，采用選擇式異構發送分集和并行異構發送分集，充分利用分集增益，提高抗干擾能力。異構網絡的利用率存在多種因素的影響：信號強度、覆蓋范圍、網絡負載、業務帶寬等，且網絡中無線資源具有差異性不能統一量化表示，因此異構網絡的路由協議比較復雜。對于惡意節點的欺騙干擾，需要采用信任管理和身份認證等保證路由信息不被破壞。這是因為網絡中節點信任值量化來自節點行為，節點任何直接干預網絡中數據傳輸的直接惡意行為都會造成自身信任值的下降，最終被相鄰的節點拋棄，從而無法實施欺騙干擾。對于惡意節點通過發布虛假信任信息來干擾正常節點對信任度的評價的間接惡意行為，需要保證每個節點對其自身與其他節點的行為判斷功能，參考其它信任節點對待評價節點的信任值，而綜合得出評價節點的信任值，這樣可以降低惡意節點篡改節點信任值的可能性，從而避免被干擾。

四、結語

本文探討了多種非常有發展潛力的無線通信抗干擾技術，其在實際應用過程中需要有效對付日益嚴重的干擾威脅，充分發揮無線網絡中物理層、鏈路層和網絡層的各層抗干擾能力，從整體上實現系統的全面的抗干擾。

參 考 文 獻

[1]郭永志.自適應跳頻原理及其關鍵技術[J].艦船電子工程，2008（28）.

[2]張愛民，梁書劍.軍事通信抗干擾技術進展綜述[J].通信技術，2011（44）.