無線通信系統(tǒng)抗干擾技術研究論文
無線通信系統(tǒng)所處的電磁傳播環(huán)境比較復雜，受影響的干擾比較多，包括自然干擾和人為干擾，人為干擾又分為無意干擾和敵意干擾兩種。人為干擾中的敵意干擾，主要是在軍事領域，通過各種干擾破壞對方的信號傳輸，影響對方正常的信號接收。干擾信號的有效施放，需要在帶寬、頻率、調(diào)制方式等方面滿足干擾要求。
一、無線通信系統(tǒng)
無線通信系統(tǒng)，由干擾信號檢測模塊、收發(fā)信機模塊、控制模塊、計算機模塊四個部分組成。無線通信系統(tǒng)是在干擾通信的檢測模塊，利用濾波器和混頻器，將天線所接受的無線干擾信號轉(zhuǎn)換為中頻信號，通過A/D將中頻信號變?yōu)閿?shù)字信號，再將所采集的干擾信號參數(shù)，采用DSP輸入計算機。計算機根據(jù)所輸入的干擾信號參數(shù)，采取針對性的抗干擾措施，重新設定數(shù)據(jù)的傳輸碼率，改變相應的調(diào)制參數(shù)，將調(diào)整后的信息傳輸至無線通信系統(tǒng)。
二、無線通信系統(tǒng)干擾
無線通信系統(tǒng)干擾主要有同頻干擾、鄰頻干擾和互調(diào)干擾。同頻干擾是指在無線電磁波傳播環(huán)境中，干擾信號與有用信號出現(xiàn)在相同的載頻，接收機在接收有用信號的同時，也受到其他干擾信號的影響。減少同頻干擾，主要是通過功率控制技術降低干擾信號的功率。功率控制是基于3G系統(tǒng)的一種技術手段，通過計算移動臺與基站之間發(fā)射功率的最小值，對用戶移動設備發(fā)射信號的功率進行限制，以此減少各個移動臺之間的干擾[1]。鄰頻干擾是指有用信號與干擾信號出現(xiàn)的載頻相近，干擾信號與有用信號都進入接收機接收信號的頻帶內(nèi)，對有用信號的接收形成一定的干擾。互調(diào)干擾也稱交調(diào)干擾，是指兩種以上頻率的有用信號，在非線性電路中互相調(diào)制，形成新的頻率成分有用信號數(shù)量越多，所形成的新的頻率成分也會越復雜。若所形成的新的頻率成分，處于接收機的頻帶范圍之內(nèi)，則接收機的正常接收會受到干擾。
三、無線通信系統(tǒng)抗干擾技術
�。ㄒ唬㎝IMO技術
MIMO技術也稱多入多出技術，通過天線在信號發(fā)射端完成多個信號的發(fā)射，在信號接收端對所接收的信號進行疊加，使其形成完整的有用信號。系統(tǒng)容量是通信系統(tǒng)中相對比較重要的一個指標，而MIMO技術的應用實質(zhì)，就是以系統(tǒng)容量公式為基礎，相對于無線電信號傳播環(huán)境統(tǒng)計模型瑞利衰落信道來說，系統(tǒng)容量公式可表示為：C=[min(M,N)]Blog2(/2)在系統(tǒng)容量公式中，B表示信號帶寬，表示接受信噪比，min函數(shù)為最小數(shù)，M,N分別為接收、發(fā)射天線的數(shù)目。由系統(tǒng)容量公式可知，在確定功率與帶寬的前提下，同時增加發(fā)射、接收天線的數(shù)目，無線信道的系統(tǒng)容量也會有一定程度的提升。在某種意義上，要提升系統(tǒng)容量，可以通過增加發(fā)射、接收的天線數(shù)目來實現(xiàn)[2]。在提升無線信道系統(tǒng)容量的同時，有用信號相應的信噪比也會隨之增加，無線信道本質(zhì)上的抗干擾性能也有一定提高。
（二）跳頻擴頻技術
跳頻擴頻技術也稱FHSS技術，通過載波頻率，在多個頻率點上形成偽隨機跳變的形式，以此減少某個頻段上的自然、人為干擾。跳頻技術應用的重點是確定偽隨機碼序列，發(fā)射方與接收方需要做出一致的偽隨機跳變，保證電磁信號的'正常發(fā)射和接收。香農(nóng)定理中的最大傳輸速率公式為：C=Blog2（1+S/N）最大傳輸速率公式中，B表示碼元速率，S/N表示信噪比。要保證同樣的傳輸速率，可在較低的信噪比下，通過增加碼元速率來實現(xiàn)。跳頻擴頻技術如圖所示。
（三）智能天線技術
智能天線在無線通信中的應用，以數(shù)字信號處理技術為基礎，通過設定無線信號發(fā)送的方向，提高相應的頻譜利用率，增強無線通信抗干擾能力。智能天線能夠利用擴頻碼、頻率、時間以及空間域，在不增加系統(tǒng)復雜度的前提下，擴大系統(tǒng)容量。智能天線中的自適應天線陣列，通過關聯(lián)移動用戶，實時了解接收端的具體坐標，根據(jù)坐標準確發(fā)射無線信號，在增強接收端信號強度的同時，提升系統(tǒng)抗干擾性能。
（四）認知無線電技術
頻譜作為無線通信中的重要資源，也是形成干擾的主要因素之一。認知無線電能夠主動分析實時的頻譜環(huán)境，充分利用未被占用的信號頻段，以此增加系統(tǒng)容量，提高無線通信效率。此外，認知無線電技術可以認知和學習自身的頻譜環(huán)境，根據(jù)以往的錯誤經(jīng)驗分析當前的頻譜環(huán)境，在頻段的使用上有一定的主次性，也體現(xiàn)出一定的智能性。認知無線電技術通過有效利用頻譜資源，減少了相應的信號干擾。
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無線通信中的信號干擾大多相互作用，需要根據(jù)各種無線通信系統(tǒng)的實際情況，選擇合適的抗干擾技術進行混合利用，最大限度提升無線通信系統(tǒng)的抗干擾性能。如頻率跳變技術與時間跳變技術、擴頻技術與MIMO技術的結合使用，可以使擴頻比例達到最大值。而這些抗干擾技術的混合使用，會在一定程度上提高無線通信系統(tǒng)的復雜度，相應的維護難度也比較大。
結語
無線通信受電磁傳播環(huán)境的影響，容易受到各種干擾信號的影響，隨著無線通信的進一步發(fā)展，相應的抗干擾技術也在不斷改進和創(chuàng)新，系統(tǒng)的抗干擾性能也會隨之日益提升。無線通信的移動性、高效性和方便性，在通信方面具有明顯優(yōu)勢，應用領域?qū)⒉粩鄶U大，提升無線通信系統(tǒng)的抗干擾性能，也會在一定程度上推動無線通信的進一步發(fā)展，逐步實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的智能化。
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