復雜電磁環境下的通信抗干擾技術研究

亓 芳 陳 琛

(1.中國人民解放軍空軍空降兵學院，廣西 桂林 541003；2.中國人民解放軍94686部隊65分隊，中國 上海 202178)

0 引言

在如今的無線電通信的環境當中，隨著各種相關電子設備的增加，導致無線通信所處的通信開始復雜起來，主要的是因為無線通信很容易受到外界干擾的緣故，因此無線通信抗干擾技術真正發展起來。對無線通信造成干擾的原因主要分為自然原因和人為原因，人為原因通常是指敵對國所進行的蓄意電磁的干擾，這種電磁的干擾通常會使得敵國的無線通信受到一定的影響，甚至有可能會出現終端無信號的情況出現。對于無線通信的干擾具有多種干擾類型，來自外界的干擾通常只有在一些特定的頻帶上以及特定調制方式上來進行，這樣才會真正產生有效的干擾影響。

1 基于復雜電磁環境下的通信抗干擾技術主要類型

1.1 跳頻抗干擾技術

這項抗干擾技術應用起來比較早，而且抗干擾的效果也比較突出，因此主要應用在民用無線的通信方面以及毫米波段、微波的無線通信抗干擾當中。這項技術具體的內容是指將無線電頻率實現其按照特定的規律和頻率進行跳轉，和一些固定不斷的無線通信相比較，所采用的調頻技術通常更容易促使無線通信實現擴展頻譜的目的[1]。而同時，頻率進行跳轉的速度也直接關系到無線通信的抗干擾能力。一般在這種情況下，頻率進行跳轉的速度越高，那么其抗干擾的性能也就更好，而頻率進行跳轉的蘇菲降低的化，那么其表現出現的性能也相對較差。而且調頻技術在獲得頻譜的時，會更進一步的加強其抗干擾的能力，而且越寬的調頻帶寬也將收獲更好的抗干擾的性能。所以，使用調頻技術能夠有效的提升在通信抗干擾方面的能力，同時在調頻的速度以及擴展調頻的帶寬方面也會隨之提升。因此跳頻技術有著更好的抗干擾的能力，而且也可以根據其具體的通信環境來對跳頻的速度進行優化的選擇。

1.2 擴頻抗干擾技術

擴頻技術的主要核心在于通過對無線通信的頻譜進行拓展，以實現將一些有用的信息隱藏在無線通信的頻譜當中，這就充分的發揮了其抗干擾以及保密的功能。是一種較為典型的CDMA通信的模式。而且，在目前的擴頻技術當中，使用序列的方式最為常見的，也即是通過對通信頻譜進行拓展的方式來將傳輸的信息有著較低功率譜的密譜，采用此種方式一般都有著較強的電磁抗干擾能力，同時也會對信號的保密性進行有效的增強。所以這項技術一般都應用在以衛星通信場景以及一些蜂窩的通信場景當中[2]。

1.3 智能天線抗干擾技術

無線通信的發展促使人們對于數據以及流量的需求也越來越高，在這種需求的背景下，智能天線技術開始受到人們的廣泛關注和推崇。智能天線技術主要是指采用智能化的控制算法來實現對天線的定向波技術，而且在這個過程當中，其中的主瓣也必須指向一些特定方面的用戶，而后瓣則指向一些非特定的用戶，這樣才能既保證特定用戶具有較好的通信質量的同時，對于那些非特定的用戶也能起到較小的干擾作用，同時還能有效的對電磁污染的問題進行緩解。智能天線系統可以實現對來自不同的方位的信息進行抑制，通常在物理的層面容易形成一個較為完整的天線網絡系統，從而促使天線段的信號獲得較大幅度的提升，因此也就獲得了較高的抗干擾的性能。不過，智能天線技術當中依然存在較多的問題急需解決，比如在智能天線當中的物理天線方面的設計就是較為顯著的問題。所以，為實現智能天線的抗干擾性能，通常都需要促使天線的波束盡量變窄，從而能夠對一些非特定的用戶進行抑制，不過，相應的，如果天線的波束變窄后，就需要更多的天線單元來完成其所制定好的覆蓋范圍，所以智能天線的復雜設計程度也會相應的提升。不但如此，在智能天線當中的單元相互之間的結合也需要進行一定的考慮。不過，智能天線技術發展至今，已經無法滿足人們對于大量數據的傳輸，所以就需要將MIMO技術引入到智能的天線技術當中去。

1.4 混合抗干擾技術

在無線抗干擾技術的真正實現過程當中，通常是需要將各種不同的技術來進行混合使用，從而獲得比較強的抗干擾能力。就比如將序列和調頻技術兩者混合在一起，在一般的情況之下，使用混合技術的抗干擾能力通常要比使用單一抗干擾技術的能力要強得多。這主要是因為每一種的抗干擾技術都有著其自身的弊端以及所適用的條件等，所以通常都會使用多種不同的抗干擾技術混合在一起進行相互彌補各個技術之間存在的缺陷問題，從而實現有效的抗干擾能力。不過，在將各種不同的抗干擾技術進行混合使用的過程中，通常存在著比較多的技術難題需要解決，而且也將導致抗干擾設備所具有的復雜程度大大提升。還有一種是直接序列和跳頻技術兩者相混合，這采用的是兩者的混合技術來進行的抗干擾實踐，其真正獲得的信號處理不僅僅是二者之和那么簡單，同時還附帶著更加寬闊的頻譜，這對于跳頻技術來說也有一定的增強效果，不過，唯一的缺點就是對其所進行的投入成本比較大，很容易導致抗干擾設備所具有的復雜程度再次提升。

2 時間反轉技術的應用

為了提升無線通信的抗干擾性，通常會采用多種抗干擾技術混合在一起進行抗干擾的作用，這種混合的抗干擾方式通常設計成本都比較高，而且也極大的增加了系統方面的復雜程度。不過，隨著無線通信技術的蓬勃發展，時間反轉技術開始被推出，這種技術具有明顯的實現空間信息道匹配的能力。時間反轉技術有著較為突出的無線通信抗干擾的性能，這種干擾能力主要能夠對碼間進行串擾，是一種多址和共道技術的綜合[3]。而且，這項技術的實現過程也較為簡單。充分的的利用了信道狀態的信息，將一些光學當中的相位共軛的理論同時應用到無線的通信抗干擾當中，從而真正的實現并提高無線通信抗干擾能力的目的。不過，一般時間反轉技術被劃分為有源以及無源這兩種類型，有源主要是在進行發轉的過程當中實現同時收發。而無源則是對接收功能的實現，因此，目前無源形式的時間反轉技術使用得較為廣泛。

3 結語

綜上所述，在復雜電磁環境下的無線通信，其所具有的抗干擾技術和能力開始不斷的提升。而在具體的抗干擾技術的選擇過程當中，也仍然需要針對其技術、成本以及性能等一系列復雜的程度來進行綜合性的考慮，從而促使其獲得最佳的抗干擾的性能。

[1]高穎,張政,王鳳華,郭淑霞.復雜電磁環境建模與可視化研究綜述[J].計算機工程與科學,2014(09).

[2]李雪華.抗干擾技術分析[J].無線電工程,2011(05).

[3]趙鵬,劉殿飛,喬利軍.淺談跳頻通信技術的應用與發展[J].無線互聯科技,2012(10).