無線通信中復雜人為干擾的時頻分析

彭月飛

摘 要：在無線通信領域中，人為干擾是對其通信質量影響極大的干擾之一，而人為干擾又分為簡單人為干擾和復雜人為干擾，這兩種干擾手段都會對無線通信的信號接收和傳遞機制構成一定的影響，因此在實際的無線通信過程中，要盡量通過一定的方法對隨處可見的復雜人為干擾進行一定的規避，進而實現優質的信號傳遞，從而使相應的通信信息得以順利傳輸。而本文主要分析和研究了在無線通信領域中復雜人為干擾的時頻分析，以期為順利規避人為干擾，進而實現無線通信機制的順利通信行為提供一定的理論支持。

關鍵詞：無線通信；復雜人為干擾；時頻分析

人為干擾通常分為兩種，即無意識地人為干擾以及蓄意地人為干擾，但無論是哪一種人為干擾，其都會相對地對無信通信這一領域造成或多或少地影響，進而影響相應地無線通信質量，甚至影響到相應傳播機制的運行。因此我們說這種干擾是具有一定威脅性的，應該從這一干擾的源頭入手，進而將之順利規避，從而提升無線通訊的相對質量，而究其源頭，人為干擾作為一項相對獨立的干擾源其發盛世有一定的時頻，那針對這一頻率進行一定的改善措施從而規避人為干擾這一干擾源，就是接下來在無線通信領域的首要工作目標所在。

1 復雜人為干擾信號模型的確立

1.1 周期性掃動頻率干擾信號

為了弄清相應干擾信號的具體來源，通過建立模擬其運行的機制，創造其產生的環境來觀測其產生的根本原因。掃頻類干擾信號呈周期分布，其具有較為短暫的瞬時帶寬，在構成上與單音節信號或狹窄帶狀信號相類似。這一類信號在特定的試驗頻段進行周期性掃描，從而模擬出干擾產生的實際過程，在此過程之中，通過對干擾機功率的掌控來逐漸增大相應的干擾功率，經此流程模擬出的周期掃頻型干擾信號既能夠實現對干擾型帶寬的模擬，也能夠通過對信號發生機制的控制來實現對干擾速度的掌控，可謂一舉兩得。

1.2 周期性脈沖狀干擾信號

周期脈沖式干擾信號從字面意義上來理解，實際上只分兩部分，也就是一定的脈沖信號，而這一信號呈周期式發生，通常情況下，這一周期會顯得尤為短暫，但是此脈沖的實際功率卻非常之大，通過這樣的模式并且呈周期性地將信號有規律地投放出去，使之成為一定的干擾體，這樣就能夠幫助我們徹底了解相應干擾信號的成型機制。但是在具體的操作過程中應該時刻注意，因為脈沖的頻率本來就要比其它類似干擾信號的功率低得多，因此在實際的觀測環節要將其具體的峰值數據單獨列出并計算成實際的峰值功率來作為對這種信號模因的參考數據，在此基礎上的實際干擾效果應該會和生活中的相一致，而這種相似性就是我們驗證相應的人為干擾所憑借的介質之一。

2 復雜人為干擾信號的波動

因為在開頭已經提出過，人為干擾的變化頻率具有一定的時頻性，因此本文點差研究所用的相應人造復雜人為干擾信號也就要具備一定的即時頻率性，而這一時頻性的具體特點體現在其某一時間點的瞬時頻率會隨著時間的變動而改變，因此為了繼續接下來的分析與研究，同時對相應的干擾信號進行一個全面的研究與調查，因此就需要應用一定的瞬時時頻分析方法，將時間點以一種動態的極限思想去看待，進而是抽離而出的瞬時時頻點也就自然成為了相關時域的具體承載物，這樣能偶有效避免因復雜的計算而難以實現的"功效-頻繁程度-時光"這一三位一體的多維時空的特征參考數字的提取。而將之壓縮為直接折射到品面上的頻率及時間之后，以此為基所提取的相關參數資料才是檢驗復雜人為干擾信號的載體所在。

時間窗的長度對時間和頻率分辨率有很大影響。時間窗長度至少是一段時間內對應點數的兩倍。對經過時頻變換后的數據可以根據實際情況進行二次采樣。從而使每個觀測時刻僅需一個對應的判決門限，以此實現對基于信干比的變門限判決法的仿真。

3 復雜人為干擾參數的選取

3.1 掃頻干擾參數的選取

對于非線性掃頻干擾，參數的提取主要考慮干擾信號瞬時頻率的估計。理論的非線性掃頻干擾在每個觀測時刻上只有一個掃描頻點，而通過門限判決投影得到的"頻率-時間"的瞬時頻率估計值，由于STFT時間和頻率分辨率的影響，在每個觀測時刻上可能有若干個干擾頻點，這就需要通過一定的準則，如最大值法，最小值法，或者是平均值法，使每個觀測時刻上得到一個瞬時頻率估計值。

3.2 周期脈沖干擾參數的選取

可以得到脈沖干擾在不同頻率對應的幅度值。由于本文采用基于信干比的變門限判決法得到"頻率-時間"的二維數據，所以，不同的觀測時間上，若信干比不同，對應的門限不同，脈沖干擾在時頻域上的有效干擾帶寬也不同。因此，對脈沖干擾的有效干擾帶寬參數的提取，對于表現其在時頻域上的干擾特征有一定意義。

4 仿真和性能的解析

4.1 掃頻干擾參數提取的仿真解析

對于掃頻干擾瞬時頻率的估計，如前文所述，在每一個觀測時刻上，估計的干擾頻點由于分辨率的原因可能不止一個，考慮使用最大值、最小值和平均值準則，在每個觀測時刻選取一個干擾頻點。通過仿真發現，在無噪聲情況下，3種準則對應的絕對百分比誤差依次是：0.0196，0.0002451，0.00

99易知，選用最小值準則，誤差較小。

4.2 基于頻率二次采樣來消除隨機干擾的仿真解析

如前文所述，一定條件下，頻率的二次采樣能夠一定程度上消除隨機干擾的影響，若隨機干擾不是寬帶干擾，那么在每個觀測時刻上，對"頻率-時間"的二維數據進行頻率的二次采樣，能夠規避或者是消除隨機干擾的頻點，而不影響人為干擾的整體干擾趨勢。

4.3 周期脈沖干擾參數提取的仿真解析

周期脈沖干擾在時頻域上對通信信號的壓制表現在，一定觀測時刻上，干擾信號在一定的帶寬內功率大于通信信號，即進行了有效壓制。不考慮噪聲的影響，對不同功率的通信信號時周期脈沖干擾的瞬時帶寬進行估計。因此，通信信號功率越大，其對應的判決門限值越大，從而判決投影得到的有效干擾帶寬越窄。

結束語

綜上所述，無線通信中復雜人為干擾呈一定的時頻分布，得出了其分布的規律，在此基礎上安排相應的無線通信活動便能有效規避相應的干擾，從而使無線通信機制的運行更為流暢化、合理化。而這有利于我國無線通信事業的建設，有利于使人們未來的通訊生活更加便利，同時還有利于使我國的相應工程的發展得到全新的理論支持。因此相關部門應給予這一科研項目一定的支持，通過組織相應的科研人員的培訓等活動向其灌輸先進的理論知識并確保其能夠將這一結合了時代特色的理論體系與無線通信的研究相結合，從而推動我國無線通信事業的全面發展。

參考文獻

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