摘要:无线通信目前在信息通信领域得到广泛运用,但是,由于无线通信设备和信号线路的相互影响,会导致无线信号丢失或信噪比降低,影响无线通信的正常传输。因此,文章主要针对无线通信常见的抗干扰技术进行分析以期更好地降低对无线通信的干扰,有效提高无线通信的运行质量。
关键词:无线通信;信号干扰;技术;发展
一、无线通信中存在的干扰因素分析
1.互调干扰因素
当运行无线通信设备时,通常都会存在很多的信号,当不同的信号频率经过非线性的电路过程中可能会产生相同的频率。这时不同的信号之间就会产生冲突而干扰通信信号的传输质量。通常情况下,发射机、接收机、和一些因素是容易产生干扰的因素。这几个因素会极大的影响通信的准确性和及时性。如果这几个因素存在问题,或者无法将相关问题解决,设备就会无法正常的使用。
2.自然环境因素
在无线通信技术传播过程中,将会面临众多的问题,复杂的传播环境就是其中的一项,主要包括地理条件和传播环境的复杂性。在通信信号的传播过程中,由于不同的通信设备之间存在一定的距离,所以传播过程中会因为不同的地理环境而损耗相应的信号。比如当信号经过山区或者高层建筑时,会产生一定的信号损失,导致信号变得更加微弱,在到达终端时可能出现问题。另外,由于现代社会通信设备的使用十分广泛,所以会有一定复杂的通信环境,部分通信信号在传输的过程中可能会受到其他信号的干扰而导致信号出现错误,从而降低信号的质量。
二、无线通信常见的抗干扰技术分析
1.多入多出技术与虚拟智能天线技术
MIMO无线输送技术的核心就是在于可以发射端运用多个发射天线来进行通信信号的输送,在接收端口可以运用多个接受天线来进行信号的收集,MIMO无线传输技术在提高无线通信系统的性能和容量的首要条件上,把正交频分复用和时空编码等技术进行结合运用,就可以同时达成通信系统的空间、频率以及时间的分集,进一步显著提高通信系统的频率方面和时空空域的抗干扰技术水平。然而,作为一项还有待开发的技术,MIMO技术在无线通信刚干扰当中的实际运用还有需要挑战,例如:信号检测、天线配置、功率分配和无线通信系统的空时编码等等问题。MIMO系统和多天线接受与多天线输送,其关键技术在于运用或者借用相同的领域当中工作的其他相同类别通信设施天线之间所产生的彼此作用,进一步达到类似于智能天线的功能特点。智能天线技术的优势在于可以确保无线通信系统中的每一个天线都能同时进行抵制外界各个方向的干扰信号源,本地域中的所有类别通信装备的物理天线都可以构筑成一个虚拟的智能天线网,从而显著提升天线接收端的信号干扰比,进一步达成提高无线通信系统抗干扰技术的水平。采用智能天线技术后的无线通信系统抗干扰水平能力,大约要比无线通信系统自身具备的抗干扰能力提高几十bB左右,几乎等同于在普通的无线通信系统中增加了一部抗干扰电台,要远大于无线通信系统自身具备的信号抗干扰能力。
2.时域处理抗干扰技术
(1)跳时技术
该技术与跳频技术相类似,主要是通过对信号发射的时间轴进行划分按照一定的跳时码进行跳变,由于该技术无法对非平稳的快速时变进行适应,因此通常与需要联合其他抗干扰技术来充分发挥其抗干扰能力。
(2)通信猝发技术
通信猝发技术主要是通过加快通信速度,减少信号暴露期间受到的干扰来使无线信号的传播更加迅速、稳定。同时该技术还可以对脉冲的干扰进行一定的抵抗,从而使无线信号的抗截获能力得到提高。
3.空间处理抗干扰技术
(1)自适应天线技术
自适应跳频技术(Adaptive FrequencyHopping)可以自动跳过一些曾经使用过,但是传输不成功的频点,可以自动屏蔽被集中干扰的频率点,从而实现自适应跳频,保证在最小的发射功率下,获得良好的信号,达到提高无线通信系统抗干扰性能的目的(如图 1 所示)。自适应跳频技术系统的隐蔽性较强,在工作过程中会自动分析信道质量,自动选择高质量信道通信避开干扰频点。当前,自适应跳频技术使用较为广泛,例如:无线路由器的自动信道、蓝牙耳机的自动信道等。
图1 跳频技术实现原理
(2)分集技术
该技术主要是通过传送多个信号副本,来使信号接收的正确判决率提高,补偿衰落信道损耗,从而实现无线信号的信噪比以及分离率提高,从而达到抗干扰的作用,同时还可以使信号发射的功率降低,对于移动通讯有着非常重要的意义。
4.频谱扩展抗干扰技术
(1)DS 直接序列扩频技术
如果无线通信的频带比较宽时可以选择该技术,其具有隐蔽性好、截获概率低的特点,可以实现与多径干扰相对抗和码分多址的优势。因此能够有效扩展有用信号,从而达到降低功率谱密度的目的。
(2)FH 跳频技术
其能够借助跳变载波频率的方式来完成对频谱的有效扩展,由于该技术水平发展到相对比较成熟的地步,且具有非常强的抗干扰能力,因此在无线通信的各个领域中得到了广泛的应用。如今,随着 FH 跳频技的发展,其能够对被干扰频率的特性给予实时监测,并根据监测的结果可以对载波频率及发射功率进行自适应地调整,从而保证干扰频率不会对正常通信信号产生影响。
(3)TH 跳时技术
与跳频技术相比,TH 跳时技术能够在时间上完成对发射频率的跳变。在使用该技术的过程中,需要在初始阶段按照相关要求来把时间划分为多个时片,采取措施有效控制信号发射过程中所使用的时片。通常情况下,由于信号发送时片相对比较窄,因此需要采取措施来拓展信号的频谱,从而实现抗干扰的目的。实际上,TH 跳时技术具有相对比较弱的抗干扰能力,单独抗干扰效果不理想,经常会与其他技术结合在一起运用。
三、无线通信抗干扰技术发展趋势
1.组合集成抗干扰
基于目前对多种无线通信抗干扰技术的研究和发展,可以通过将多种抗干扰技术进行组合集成,扬长避短,使各项技术的优势能够充分发挥出来。例如跳频 / 扩频混合技术就是集成应用跳频技术与扩频技术获得更大的处理增益。不过,在多种抗干扰技术的集成上,无论是理论还是实现都存在着较大的困难,但是其对于无线信号传输的稳定性和安全性的提高具有非常良好的效果。此外,根据智能天线在无线电通信中的良好效果,可以通过将方向跟踪技术、分通道接收技术等加入智能天线系统,从而提高接受信号与干扰信号的干扰比,使无线通信的稳定性和抗干扰能力得到提高。
2.综合使用多种抗干扰技术
每种抗干扰技术都有自己的长处,同时又有短板,各种技术的融合使用,可以发挥各自的长处,提高抗干扰的综合能力。综合抗干扰技术可以综合使用频率域、空间域、时间域、功率域、速度域内的各种技术,提高抗各种干扰的能力。
参考文献:
[1]李茂林.军用无线通信干扰和抗干扰技术分析[J].信息通信,2018(15)
[2]无线通信抗干扰技术性能分析[J].简永泰. 电子制作. 2015(01)
[3]张建锋.无线通信抗干扰技术性能分析[J].数字通信世界,2018(45)
论文作者:吴鹏飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/19
标签:抗干扰论文; 技术论文; 信号论文; 无线通信论文; 天线论文; 干扰论文; 通信论文; 《基层建设》2019年第8期论文;