祁璞

（內(nèi)蒙古邊防總隊(duì)甘其毛都邊防檢查站，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

摘 要：在現(xiàn)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中通信系統(tǒng)時(shí)常受到來(lái)自各個(gè)方面的干擾，因此要對(duì)通信系統(tǒng)的無(wú)線通信和衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)進(jìn)行必要的深入的探究，筆者結(jié)合自身的知識(shí)以及工作經(jīng)驗(yàn)就通訊系統(tǒng)的抗干擾作出探究，研究通訊系統(tǒng)在多變的電磁環(huán)境中的無(wú)線通信和衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)對(duì)之策，保障通信的安全和有效的傳輸信息。供同行參考，希望為我國(guó)的通信系統(tǒng)抗干擾技術(shù)有所貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：通信系統(tǒng)；抗干擾；無(wú)線通信；衛(wèi)星通信

現(xiàn)在由于通信系統(tǒng)主要是通過(guò)電磁波傳播的，電磁環(huán)境在現(xiàn)今又是十分復(fù)雜多變，存在著許多不確定因素，就決定了其傳播環(huán)境會(huì)不斷地可能會(huì)受到來(lái)自各個(gè)方面的干擾，這些干擾無(wú)論是有意或是無(wú)意的都影響了通信系統(tǒng)，使其無(wú)法完成有效的信息傳播，發(fā)揮傳遞信息的功能，這樣就造成很多不必要的損失，如果發(fā)生在戰(zhàn)時(shí)其造成的損失將是巨大的。這樣對(duì)通信系統(tǒng)的深入探究就顯得十分重要，通信系統(tǒng)的抗干擾發(fā)展程度直接影響國(guó)家的發(fā)達(dá)水平。通信系統(tǒng)的抗干擾探究就是要保障正常信號(hào)的傳遞和接收，來(lái)規(guī)避信號(hào)的損失。

1 通信系統(tǒng)常見(jiàn)的受到的干擾

（1）無(wú)線通信系統(tǒng)常受到的干擾有多址干擾，共道干擾和碼間干擾三類典型的干擾，但對(duì)干擾來(lái)說(shuō)，無(wú)非是對(duì)無(wú)線傳輸信號(hào)的頻率、調(diào)制方式、帶寬等方面進(jìn)行擾亂，從而對(duì)通信方接受的信號(hào)產(chǎn)生干擾影響其通信信息的傳遞。通常通過(guò)對(duì)所要接受的信號(hào)進(jìn)行分析，在信號(hào)傳遞的空間施放和所要干擾的信號(hào)相同的速度、頻率的電磁信號(hào)來(lái)影響通信信號(hào)的正常傳輸，截?cái)嘣撔盘?hào)的傳遞。有時(shí)候這種干擾是有意而為的，即敵意干擾。但大部分時(shí)候這種干擾的發(fā)生都不是故意的，而是電磁波正好匹對(duì)，使信號(hào)的傳遞受到影響。這樣就需要采取措施來(lái)避免此種情況的發(fā)生。

（2）衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要的通信路徑由上行信道、下行信道和星間信道三部分，故衛(wèi)星通信面臨的干擾也主要是來(lái)自于對(duì)上行信道干擾，下行信道干擾和星間信道干擾三個(gè)途徑。

在衛(wèi)星通信的上行信道的干擾主要是利用各種固定式和移動(dòng)式的干擾機(jī)甚至移動(dòng)衛(wèi)星來(lái)對(duì)上行信道實(shí)施干擾，采用輸出與通信發(fā)射端接近于1：1的干信比的有效輻射電磁波來(lái)影響其通信方信號(hào)的輸出傳遞。在星間通信的干擾通常發(fā)生在星間通信的收發(fā)路徑上，以造成在傳遞途中的信號(hào)損失。而在衛(wèi)星通信下行信道的干擾上行信道的干擾相似，所不同的是對(duì)下行信道的干擾發(fā)生在干擾衛(wèi)星向接收系統(tǒng)間傳遞時(shí)。造成信號(hào)的接收障礙，影響信息的交流。

2 無(wú)線通信抗干擾的應(yīng)對(duì)之策

（1）無(wú)線通信中常有的抗干擾技術(shù)有跳頻技術(shù)、擴(kuò)頻技術(shù)、多入多出技術(shù)和虛擬智能天線技術(shù)。其中跳頻技術(shù)其核心是按一定速度和規(guī)律來(lái)回跳變的發(fā)射音頻信號(hào)而不是使用一個(gè)或者固定的幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行通訊。這樣不斷地使載波頻率發(fā)生跳動(dòng)，來(lái)達(dá)到擴(kuò)大頻譜的目的。提高系統(tǒng)的抗干擾能力。一般情況而言，跳速的高低，跳頻帶寬的寬窄直接影響無(wú)線通信系統(tǒng)的抗干擾能力。但就目前而言，受制于跳頻帶寬無(wú)法滿足同時(shí)使不同通信網(wǎng)絡(luò)中的多部電臺(tái)同時(shí)進(jìn)行跳頻，跳到同一個(gè)頻率上的技術(shù)約束，電臺(tái)間還是要采用分段跳頻的方式來(lái)避免產(chǎn)生不必要的干擾，通常狀況下這種分段跳頻也基本可以滿足抗干擾的要求。

（2） 擴(kuò)頻技術(shù)也是在抗干擾中常用的一種行之有效的手段。現(xiàn)多是采用直接序列擴(kuò)頻的方式，即將所要傳遞的信號(hào)的頻率段進(jìn)行擴(kuò)大處理，使頻率帶擴(kuò)寬至幾十倍乃至幾萬(wàn)倍以后再進(jìn)行傳遞。這樣就把干擾信號(hào)的擴(kuò)散正在很寬的帶寬內(nèi)減少了對(duì)信號(hào)傳遞造成的不利影響。

（3）所謂多入多出就是在信號(hào)的發(fā)射端使用多個(gè)發(fā)射天線設(shè)備來(lái)傳送通信信號(hào)，在信號(hào)的接收端也同樣采用多個(gè)接收天線來(lái)接收信號(hào)。提高無(wú)線通信系統(tǒng)的性能和容量，一般和其他移動(dòng)通信的技術(shù)同時(shí)配合應(yīng)用，可以有效的提升無(wú)線通信系統(tǒng)咋空間域和時(shí)間域的抗干擾能力。而智能天線技術(shù)和多入多出的多天線技術(shù)不同，其核心是借用或者使用在一定的空間內(nèi)其他工作的天線通信設(shè)備之間的相互作用來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)類似于智能天線的功能要求。一定空間內(nèi)的所有相同類的通信設(shè)備天線組合成一個(gè)虛擬的天線網(wǎng)絡(luò)，可以很大程度上增加天線接收端的信干比，來(lái)完成提高無(wú)線通信系統(tǒng)抗干擾能力的要求。

（4） 基于時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)的抗干擾技術(shù)也是通信系統(tǒng)最常使用的一種抗干擾的手段。主要是通過(guò)對(duì)信道狀況的信息充分的分析和利用以達(dá)到事先采取措施的抑制信號(hào)干擾的目的。其根據(jù)通信系統(tǒng)的收發(fā)單元特性將時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)分成無(wú)源時(shí)間反轉(zhuǎn)和有源時(shí)間反轉(zhuǎn)兩種基本的類型。無(wú)源時(shí)間的反轉(zhuǎn)技術(shù)主要是指只接收而不進(jìn)行信號(hào)的發(fā)射，有源的時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)既要進(jìn)行信號(hào)的接收還要相應(yīng)的發(fā)射信號(hào)?；镜脑硎怯蔁o(wú)線通信系統(tǒng)的接受信號(hào)端計(jì)算估計(jì)信道沖激的響應(yīng)表現(xiàn)，來(lái)分析評(píng)斷信道沖激響應(yīng)。不同的用戶他們的信道沖激響應(yīng)都是不相關(guān)的，依據(jù)這以特性，無(wú)線通信系統(tǒng)便可以實(shí)現(xiàn)抗干擾的目的。利用無(wú)線通信系統(tǒng)的時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)可以有效的解決多址干擾和共道干擾的難題。

（5）在現(xiàn)今復(fù)雜的電磁環(huán)境中一般僅僅依靠一種或一類的抗干擾技術(shù)往往難以達(dá)到抗干擾的目的，這樣多種抗干擾技術(shù)的混合使用就顯得尤為重要。將多種技術(shù)混合應(yīng)用來(lái)應(yīng)對(duì)更加復(fù)雜化的電磁環(huán)境將是通信系統(tǒng)的一個(gè)行之有效的發(fā)展方向。此外對(duì)抗干擾的技術(shù)瓶頸部分要進(jìn)行突破，使其技術(shù)發(fā)展水平可以應(yīng)付更加多變復(fù)雜的電磁抗干擾的未來(lái)環(huán)境。

3 衛(wèi)星通信中抗干擾的探究

衛(wèi)星通信系統(tǒng)在軍、民都有應(yīng)用，其中以軍用最為廣泛，也就是說(shuō)其受到的干擾大多時(shí)候都是有意而為的敵意行為，其信號(hào)傳播的電磁環(huán)境也更加的復(fù)雜，對(duì)通信抗干擾的要求也更加的嚴(yán)格。針對(duì)衛(wèi)星系統(tǒng)抗干擾的特殊要求通常應(yīng)用的技術(shù)有天線抗干擾技術(shù)、無(wú)線光通信技術(shù)、星上處理技術(shù)、限幅技術(shù)以及自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)。相應(yīng)的也有和無(wú)線通信系統(tǒng)相同的擴(kuò)頻和跳頻技術(shù)，其技術(shù)應(yīng)用和無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的相同。

（1）天線抗干擾技術(shù)顧名思義是衛(wèi)星通信接受天線最大限度的接受通信方的信號(hào)傳輸，同時(shí)屏蔽干擾方的干擾頻率。通常的衛(wèi)星天線的抗干擾技術(shù)包括自適應(yīng)調(diào)零技術(shù)和智能天線技術(shù)。自適應(yīng)調(diào)零是在衛(wèi)星上使用大型，多波束的接收天線，組成衛(wèi)星上的天線接收系統(tǒng)。當(dāng)天線朝向某一信號(hào)接收區(qū)域時(shí)，如果檢測(cè)到有干擾會(huì)自動(dòng)的將感染源方向的波束關(guān)停，將干擾信號(hào)造成的干擾影響降到最低。智能天線技術(shù)是利用通信方和干擾方的信號(hào)在編碼、幅度、頻率和空間位置的不同，通過(guò)信號(hào)處理器進(jìn)行處理，自動(dòng)的控制、優(yōu)化天線的方位，使天線在通信方的信號(hào)方向上保持最大的接受，而在干擾方的方向上信號(hào)干擾最小實(shí)現(xiàn)濾波。

（2）星上處理是主要為了減少上行接受信號(hào)對(duì)下行施放信號(hào)的干擾作用，優(yōu)化接收轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)。通常采用的星上處理技術(shù)是包括信號(hào)調(diào)節(jié)再生、解擴(kuò)和再擴(kuò)、譯碼和編碼、多波束交換、智能自動(dòng)增益控制等技術(shù)在內(nèi)的多種處理技術(shù)。在避免接發(fā)器功率飽和的同時(shí)保證信號(hào)的順利通暢得傳輸。

（3）在目前的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中最廣泛使用抗干擾措施的是限幅技術(shù)，其主要的作用也是避免轉(zhuǎn)發(fā)器的功率飽和。在高功率的信號(hào)輸入時(shí)采取措施適當(dāng)?shù)盟p信號(hào)，在低功率的信號(hào)輸入時(shí)又可以最大的減少信號(hào)的損耗。當(dāng)前的限幅信技術(shù)有軟限幅和硬限幅兩種限幅器。

（4）自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)以其具有信道自適應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和和衛(wèi)星系統(tǒng)適應(yīng)性最優(yōu)的特點(diǎn)在衛(wèi)星的通信方面得到廣泛的應(yīng)用。它是通過(guò)回傳信道及時(shí)的將信道狀況等信息傳遞給發(fā)送端，使發(fā)送信號(hào)端能根據(jù)不同的信噪比來(lái)自適應(yīng)的調(diào)節(jié)和改變信號(hào)的編碼方式和調(diào)制方式。在信噪比較大的情況時(shí)使用比較高的信息傳遞速率，遇到信噪比比較低的時(shí)候，又采用較低的信息傳遞信率。如此一來(lái)，便使得通信系統(tǒng)可以高效運(yùn)行，增加系統(tǒng)高效的傳輸性能，整體的性能得到最優(yōu)的表現(xiàn)。

（5）應(yīng)用在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的無(wú)線光通信是用大氣作為媒介傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的傳遞。只要是在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無(wú)遮擋的路徑和足夠達(dá)到的發(fā)射功率，光通信都可以實(shí)現(xiàn)。無(wú)線光通信系統(tǒng)的工作原理是在發(fā)射信號(hào)端采用光信號(hào)作為信息傳遞的媒介，將載有信息的光信號(hào)傳送到在大氣中的接受設(shè)備的望遠(yuǎn)鏡中，望遠(yuǎn)鏡將接收到的光信號(hào)再轉(zhuǎn)變成電信號(hào)。這樣就實(shí)現(xiàn)了信息的傳輸。光通信是在信號(hào)的傳遞方式上進(jìn)行轉(zhuǎn)變來(lái)避免信號(hào)的被干擾。其具有的速率高、頻譜廣、頻帶寬的優(yōu)點(diǎn)也是其他技術(shù)不能相提并論的。

有些在衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的干擾都是各個(gè)輸出、傳遞和接收系統(tǒng)的自身原因造成的，這樣優(yōu)化各個(gè)系統(tǒng)間的配合也就很重要，比如信號(hào)上行時(shí)會(huì)造成對(duì)衛(wèi)星輸出的下行信號(hào)的相互干擾，衛(wèi)星在接收信息和傳遞信息的同時(shí)造成衛(wèi)星接發(fā)器運(yùn)行的飽和。這樣的系統(tǒng)自身造成干擾都是需要最大化的減少和避免的。

5 通信抗干擾的重要發(fā)展趨勢(shì)

通信系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境是朝著復(fù)雜化的方向變化著，相應(yīng)的通信系統(tǒng)的抗干擾發(fā)展也應(yīng)該順著多元化、融合化的方向。一種獨(dú)立的通信系統(tǒng)抗干擾手段是有限的，其往往難以簡(jiǎn)單的應(yīng)對(duì)復(fù)雜混亂的電磁環(huán)境。多種無(wú)線通信和衛(wèi)星通信間的技術(shù)相互融合，多種技術(shù)間存在共通性，要發(fā)掘、發(fā)揮這方面的特點(diǎn)來(lái)應(yīng)對(duì)電磁的復(fù)雜情況的發(fā)生。

此外優(yōu)化通信系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)系統(tǒng)間的配合也是一個(gè)重要的發(fā)展方向。在最主要的輸出、傳遞、接收三部分各系統(tǒng)的配合是最重要的。開(kāi)發(fā)新的技術(shù)手段可以使各個(gè)系統(tǒng)的使用條件得到最大的保障。

6 結(jié)論

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)也會(huì)相應(yīng)的得到飛速的發(fā)展，這就使得通信系統(tǒng)的抗干擾顯得非常重要。通信系統(tǒng)的抗干擾不但停留在對(duì)無(wú)線信號(hào)的處理上，而應(yīng)向更加復(fù)雜，多元化的電磁環(huán)境的抗干擾技術(shù)方向發(fā)展。隨著當(dāng)今各種，通信系統(tǒng)生存環(huán)境更趨向于復(fù)雜多變，來(lái)自外界的干擾和威脅也越來(lái)越難以應(yīng)對(duì)，所以要加深對(duì)通信系統(tǒng)的抗干擾探究，完善通信系統(tǒng)的安全保障。通信系統(tǒng)的無(wú)線通信和衛(wèi)星通信兩種最主要的信息傳輸途徑間應(yīng)該是同時(shí)發(fā)展，相互回應(yīng)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

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