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本文作者：邵連單位：南京信息職業技術學院 江蘇省南京市

在現代的無線通信系統中，由于所處的傳播環境———電磁環境相當復雜，因此無線通信系統時常面臨各種干擾的影響，這種干擾不僅有自然干擾，還有人為干擾。人為干擾又分為敵意干擾和無意干擾。敵意干擾通常體現在世界各國軍事領域中的通信對抗，某方通過有意施放干擾，對敵對方的信息傳輸通道進行破壞，從而達到使敵對方的通信信號不能正常接收的目的。無線通信系統受到的干擾類型很多，最典型的有三種：MAI（多址干擾）、CCI（共道干擾）和ISI（碼間干擾），對于干擾而言，干擾信號只有具備了合適的特性，包括頻率、帶寬、調制方式等，才能對通信方接收信號產生干擾影響。對敵意干擾而言，為了干擾通信方對信號的接收，通常先對通信方所接收的信號進行跟蹤、偵察、分析，然后施放在頻率域、時間域、空間域、電平域和速度域等各種特征與通信方所接收信號相吻合的干擾信號，即符合最佳干擾的基本準則的干擾信號，才能達到敵意干擾的目的。本文所指的無線通信系統所受到的干擾是指無意干擾，當無線通信系統處于外界電磁干擾威脅的環境中時，只要不是受到敵意方經過跟蹤、偵察、分析后施放的最佳干擾信號，一般都能采用有效的抗干擾措施，從而保持無線通信系統正常的通信。

1無線通信中常見的抗干擾技術

1.1跳頻技術（FH）

跳頻技術作為一種較成熟的抗干擾技術，在民用無線通信系統中應用很廣泛，抗干擾能力較強，是超短波通信裝備的主要抗干擾技術。跳頻通信的核心是采用了按一定的規律和速度來回跳變的無線電發信頻率技術。與固定不變的無線電發信頻率傳統技術相比，跳頻技術利用多頻率頻移鍵控進行碼序列選擇從而使載波頻率不斷跳變，達到頻譜擴展的目的。通常而言，跳速的高低直接反應了無線通信跳頻系統的性能，跳速越高無線通信系統抗干擾性能越好，跳速越低無線通信系統抗干擾性能越差；此外跳頻帶寬的增加也可以直接提高無線通信系統的抗干擾處理增益，跳頻帶寬越寬無線通信系統抗干擾性能越好，跳頻帶寬越窄無線通信系統抗干擾性能越差。因此，提高跳速、擴展跳頻帶寬是無線通信系統跳頻技術的發展方向。隨著無線通信技術的調制、編碼技術，以及微電子、DSP（數字信號處理）技術和IT技術的迅速發展，跳頻技術在目前正向自適應的方向發展。自適應跳頻技術是指無線通信系統具有適應通信條件變化而進行自動跳頻、并能避開跳頻頻率集中受干擾壞頻點的能力。在無線通信自適應跳頻系統中，自適應的類型很多，除了頻率自適應外，還有功率自適應、速率自適應、分集自適應和自適應均衡等，但無線通信自適應系統的核心技術還是頻率自適應，即無線通信自適應跳頻系統通過實時地選頻和換頻，保證無線通信系統的通信線路一直工作在傳播條件良好的弱噪聲信道上。

1.2擴頻技術

無線通信系統中通過應用擴頻技術，可以把無線通信中施放和接收的信號隱藏在噪聲中，通過對功率的有效調整對波狀形的合成噪聲實施編碼和解碼。由于無線通信擴頻系統把通信信號淹沒在噪聲中，因此可以有效避免電磁干擾。擴頻技術最常見的類型是直接序列（DS）擴頻技術，即為了使無線通信系統的通信信號淹沒在噪聲中，擴展通信信號的頻帶，使信號的功率譜密度變低（即單位頻帶內的功率變小）。采用直接序列擴頻技術的無線通信系統不僅信號隱蔽性好，而且能抗多徑干擾，并實現碼分多址，因此在衛星通信和數字蜂窩通信應用中很廣泛，大大提高了衛星通信和數字蜂窩通信的抗干擾能力。作為第三代移動通信系統（3G）的核心技術，CDMA技術也采用了直接序列擴頻技術，但由于CDMA對多個用戶進行隨機接入的特點，CDMA直接序列擴頻技術容易受到多址干擾，這是因為隨機接入的用戶所使用的擴頻碼不能保證嚴格正交，造成用戶間無法做到嚴格同步，從而引起非零互相關系數的問題，因此造成了CDMA的用戶間發生多址干擾，嚴重影響了CDMA通信系統的通信質量和系統容量。隨著CDMA系統多址干擾的日益嚴重，多用戶檢測技術成為當前和未來移動通信的關鍵問題之一。

1.3MIMO（多入多出）技術和虛擬智能天線技術

近年來，在無線通信技術研究中引發研究者們的廣泛關注與研究興趣的是MIMO無線傳輸技術和虛擬智能天線技術，作為通信領域的重要技術突破，MIMO無線傳輸技術和虛擬智能天線技術已經在理論上被證明可以極大提高無線通信系統的性能和容量。MIMO無線傳輸技術的核心是在發射端用多個發射天線傳送通信信號，在接收端用多個接收天線接收信號，在提高無線通信系統的性能和容量的基礎上，通過與OFDM（正交頻分復用）、時空編碼等技術結合使用，就可以同時實現通信系統的空間、頻率和時間的分集，從而提高通信系統在空域、頻域和時域上的抗干擾能力。但作為一項新技術，MIMO技術在無線通信抗干擾中的實際應用還有許多問題有待解決，例如，無線通信系統的天線配置、信號檢測、功率分配、空時編碼等。與MIMO系統的多天線發送和多天線接收技術不同，智能天線技術的核心在于利用或借用在同一地域內工作的其他同類通信裝備天線之間的相互作用，從而實現類似智能天線的功能。智能天線技術的優點在于，應用了智能天線技術的無線通信系統的每個天線可同時抑制來自不同方向的干擾信號源，本地域內所有同類通信裝備的物理天線組成一個虛擬的智能天線網，充分加強了天線接收端的信干比，從而達到提高無線通信系統抗干擾性能的目的。使應用智能天線技術的無線通信系統的信號干擾能力比普通的無線通信系統信號干擾能力要提高幾十dB，應用智能天線技術的無線通信系統的抗干擾有效性相當于在普通的無線通信系統中安裝了一部抗干擾電臺。

1.4混合技術

在多種無線通信抗干擾技術的基礎上，可以組合起來構成各種混合技術，例如DS／FH混合技術。一般說來，采用混合技術要比單一的擴頻技術或者跳頻技術要復雜，實現起來也相對困難得多。但將不同的無線通信抗干擾技術結合起來應用將會在無線通信系統抗干擾性能上有進一步的提高。例如DS／FH系統，其處理增益不僅是DS和FH處理增益的簡單加和，而且采用DS／FH混合技術的無線通信系統比單獨采用DS或FH的無線通信系統要獲得更寬的頻譜擴展和跳頻效果，因而取得更大的處理增益。但缺點是采用混合技術的無線通信系統的復雜度大增，設備趨于復雜并提高了構建成本。

2基于時間反轉技術的抗干擾技術

為了應對不同的干擾，可以將多種無線通信抗干擾技術組合起來構成各種混合技術，但系統復雜度增加，提高了成本。作為具有空間信道匹配功能的新技術———時間反轉技術，不但具有抑制碼間干擾、共道干擾和多址干擾的綜合能力，抗干擾性能突出，而且實現也比無線通信抗干擾混合技術要簡單得多。時間反轉技術是通過對信道狀態信息的充分利用來達到抑制信號干擾的目的。所謂時間反轉，其實是光學中的相位共軛法的概念應用到通信領域。根據通信系統收發單元的特性，時間反轉可以分為兩種———無源時間反轉和有源時間反轉，無源時間反轉只接收不發射，有源時間反轉既接收又發射。無線通信系統中使用的時間反轉技術一般是只接收不發射，即無源時間反轉。其基本工作原理如圖1所示。無線通信系統中采用時間反轉技術時，首先在無線通信系統基站的接收端估計信道沖激響應，分析判斷信道沖激響應的時間反轉的共軛形式，最后用信道沖激響應的時間反轉的共軛形式作為無線通信系統中預處理器的傳輸函數。圖1中的基于時間反轉的無線通信系統的信道沖激響應及其時間反轉的共軛形式如下：由于不同用戶間的信道沖激響應是不相關或弱相關的，因此利用這一特性，無線通信系統的時間反轉技術可以削弱多址干擾和共道干擾。

3結束語

無線通信抗干擾技術的發展，不僅僅局限于信號處理的方向上，更是向多元化、綜合抗干擾的方向發展。由于無線通信系統生存于復雜的電磁環境之中，容易受到各種來自外界的干擾，因此要有有效的抗干擾技術來對付日益嚴重的干擾威脅。因此對無線通信的抗干擾技術還必須進行深入的研究。