無線通信抗干擾技術(shù)及性能的探究

李官敏

【摘要】 在無線電通信系統(tǒng)當(dāng)中衰落及干擾是影響其性能的關(guān)鍵因素，本文嘗試通過對二維擴頻信號在高斯白噪聲和多徑衰落干擾下的極限性能進行尋找，然后對LTE之上通信鏈路出現(xiàn)的干擾進行分析，并提出了采用多核并行處理的有效措施。

【關(guān)鍵詞】 無線通信 干擾技術(shù) 并行 通信鏈路

近些年來無線通信已經(jīng)和人們的生活密不可分，但是由于發(fā)射功率、信號傳播距離、接受信號端較弱、信道環(huán)境差等問題，非常容易導(dǎo)致無線通信受到人為性或者是自然的干擾，而當(dāng)通信處于極端性的條件之下的時候，擴頻技術(shù)往往會被看作是一種可以有效抵抗干擾的技術(shù)，其可以實現(xiàn)對截獲概率的降低，還可以實現(xiàn)對通信距離的有效提高。

一、無線通信抗干擾性能的分析及驗證

1.1無線通信抗干擾性能的分析

在無線通信當(dāng)中誤碼率是有效衡量通信系統(tǒng)性能的一個關(guān)鍵性指標(biāo)，所以利用特點的抗干擾技術(shù)對誤碼率進行分析及對比，在當(dāng)前屬于一種有效進行抗干擾技術(shù)性能進行分析的手段，從理論上來講，誤碼率一般可以分為四大步驟，第一個步驟是在無線通信鏈路當(dāng)中建立起發(fā)射機及接收機的模型；第二個步驟是建立起信道模型；第三個步驟是進行信道模型隨機分布函數(shù)的獲取；最后一個步驟是通過接收信號的理論性表達，對誤碼率的表達式進行分析。

利用計算機仿真軟件對通信的實際情況進行模擬，然后對抗干擾性能進行分析，其抗干擾性能性能的驗證主要可采用擴頻及MIMO兩種方式進行。擴頻信號主要是通過對增益進行處理，然后做到對干擾的對抗。在最新的研究研究資料當(dāng)中顯示：在現(xiàn)有的DSSS窄帶當(dāng)中進行通信干擾抑制的眾多方法當(dāng)中，針對時域的處理技術(shù)相對是較為有效的。在對部分頻帶干擾的考慮下，對于BFSK信號出現(xiàn)的快速調(diào)頻，分集合并的接收機是較為合適的一種選擇。實際上當(dāng)通信條件較為惡劣的時候，擴頻信號抗干擾的能是較好的，但是當(dāng)存在干擾的時候，擴頻信號對增益處理的效果就會降低。在MIMO系統(tǒng)當(dāng)中假設(shè)干擾為隨機噪聲，那么反饋到通信發(fā)射端的信息就是完美的；另外通過對STC-OFDM系統(tǒng)當(dāng)中正交頻進行同頻干擾，利用波速成形，當(dāng)期望信號處于不理想狀態(tài)的時候面就會使得同頻干擾受到影響。

1.2無線通信抗干擾性能的驗證

從上述分析可知，當(dāng)無線通信傳播處于較為復(fù)雜場景當(dāng)中的時候，上面所分析的兩種方法對于其性能的評估有著一定的據(jù)現(xiàn)象，而這時候設(shè)計出一種能夠有效抗干擾性能驗證的測試平臺則是非常重要的，通常來說測試平臺組成為圖1所示。在上面的組成圖當(dāng)中，無線信道能夠在實際的場景當(dāng)也可以在平臺當(dāng)中進行模擬評價。在當(dāng)前的所存在的平臺當(dāng)中一般都是對通信干擾技術(shù)的算法及性能盡心驗證的，但實際上當(dāng)通信處于較為惡劣環(huán)境當(dāng)中的時候，平臺構(gòu)建的難度系數(shù)就會加大，而針對設(shè)備所進行的驗證則需要好味較大的時間和經(jīng)歷，故對于無線通信抗干擾技術(shù)性能的驗證來說，一中能夠?qū)Νh(huán)境進行有效模擬同時還可以對誤碼率性能實現(xiàn)有效驗證的平臺構(gòu)建是非常重要的。

二、多核并行抗干擾處理技術(shù)

1、多核并行抗干擾處理技術(shù)的構(gòu)建。當(dāng)前無線通信速率在提高的同時，單處理芯片的性能已經(jīng)無法滿足高速信號處理的需求，故需要對處理器當(dāng)中的核數(shù)量進行增加。面對這種對多核處理器的需求，傳統(tǒng)串行解擾和加擾的方法已經(jīng)不再適用，所以我們應(yīng)該建立起并行的擾碼方法，首先把串行的高速度信號轉(zhuǎn)換為并行方式的低速信號，然后采用擾碼生成器實現(xiàn)多個并行相位的生成，在輸入并行信號的同時做到對擾碼的有效處理。在并行擾碼FPGA結(jié)構(gòu)當(dāng)中，各路并行的擾碼所輸出的路徑都是由同一個觸發(fā)器、同一個異或門共同構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)對于高速信號處理有非常強的適應(yīng)性，在保證輸出路勁不變的條件下，還可以將結(jié)存器使用數(shù)量減少，但是該結(jié)構(gòu)弊端是運算量較大。所以筆者認(rèn)為應(yīng)該建立起一種可以以稀疏矩陣為基礎(chǔ)的多核并行的抗干擾方法，這種技術(shù)能夠通過稀疏性的矩陣實現(xiàn)運算，然后產(chǎn)生出并行的偽隨機碼，得到多核并行解擾和加擾的目的。

2、多核并行抗干擾處理技術(shù)性能分析。由于該技術(shù)的解擾及加擾的元算全部來自并行擾碼生成器，所以利用相應(yīng)的公式采用普通矩陣或者是稀疏矩陣的方法進行運算，然后在于原來的為優(yōu)化之前的運算量進行對比，就會發(fā)現(xiàn)稀疏性的矩陣多核并行抗干擾處理技術(shù)運算量較少了一個數(shù)量級。

總結(jié)：本文以稀疏矩陣為基礎(chǔ)建立起了一種能夠進行多核并行解擾和加擾的元算方法，這種技術(shù)方法對于以寬帶信號進行加擾的時候?qū)τ诜柕奶幚硇适欠浅８叩模⑶以谶\算上來看還做到了運算量的減少。

參 考 文 獻

[1]和欣，張曉林. 音頻及部分頻帶干擾下多音調(diào)制直接序列擴頻的抗干擾性能.通信學(xué)報， 2010， 31（8）： 75-83.

[2]李鈺， 顧宇杰. STC-OFDM系統(tǒng)中基于擴展貝葉斯濾波的魯棒共信道干擾抑制算法研究. 電子與信息學(xué)報， 2008， 30（8）： 1791-1795.