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對現(xiàn)有抗干擾技術(shù)的改進(jìn)性研究

楊帆 車喆 李平舟

西安電子科技大學(xué) 710017

一、現(xiàn)有抗干擾技術(shù)需要解決的問題

雖然通信抗干擾技術(shù)在最近幾年已經(jīng)獲得了長足的發(fā)展，但是還有許多問題有待進(jìn)一步地研究和解決。

1、可用頻帶更加擁擠，通信頻譜資源受到制約

信息技術(shù)的飛速發(fā)展帶來了戰(zhàn)場信息傳遞量的不斷增加，由此導(dǎo)致了通信業(yè)務(wù)需求量的增長和有限的頻譜資源的矛盾日益突出，使得可用頻帶變得越來越擁擠。從通信對抗角度來說，頻帶的擁擠意味著每個(gè)通信系統(tǒng)的可用帶寬受限，這樣一來必然導(dǎo)致對抗通信干擾的難度加大。尤其是對于擴(kuò)頻通信而言，其為提高信噪比所展寬的頻帶還存在著如下的缺點(diǎn)：其一，它不能充分利用加寬頻帶帶來的抗干擾潛力，在信噪比很低的時(shí)候?qū)嶋H上在“浪費(fèi)”寶貴的頻譜資源；其二，占用了過寬的頻帶后，同一個(gè)小區(qū)間同時(shí)通信的用戶不是一個(gè)而是多個(gè)，在多徑衰落的環(huán)境下，不可避免地要造成嚴(yán)重的碼間干擾。在有限的頻譜資源內(nèi)實(shí)現(xiàn)抗干擾通信，就對頻譜資源利用，窄帶抗干擾技術(shù)提出了新的更高的要求。

2、高斯白噪聲干擾信號對信道的影響較大，且較難去除

所謂高斯白噪聲干擾信號，就是干擾信號的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的。由于高斯白噪聲干擾信號的頻帶很寬幾乎占據(jù)了整個(gè)領(lǐng)域，它與通信信號重疊無法區(qū)分有用信號和干擾信號，使用上一章介紹的跳頻技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)就不能達(dá)到令人滿意的效果。

下面，我們就需要了解基于上一章介紹的抗干擾技術(shù)的改進(jìn)型抗干擾技術(shù)。

二、幾種改進(jìn)型抗干擾技術(shù)

1、基于信號處理的綜合抗干擾技術(shù)

在新一代的通信設(shè)備和系統(tǒng)中,僅采用基于信號處理的多種抗干擾措施,如跳頻、擴(kuò)頻、混合擴(kuò)迅速頻、自適應(yīng)干擾抑制、數(shù)據(jù)猝發(fā)、偽信號隱蔽、前向糾錯(cuò)等。這些措施又具有時(shí)變性,可以根據(jù)電子戰(zhàn)的環(huán)境進(jìn)行變化和組合,如跳頻,可以隨機(jī)變速率跳頻、自適應(yīng)跳頻等。

研究組患者軀體功能、社會(huì)功能、心理功能及物質(zhì)生活評分明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

2、基于天線與傳播的綜合抗干擾技術(shù)

在軍用移動(dòng)無線通信系統(tǒng)中,除了節(jié)點(diǎn)互連接力機(jī)外,中心臺和移動(dòng)臺都使用全向天線。這樣,干擾可如同信號那樣從四面八方進(jìn)入接收機(jī)。應(yīng)用天線自動(dòng)調(diào)零和方向性跟蹤技術(shù),就可抑制任何方向來的干擾或增強(qiáng)接收輸入的信號干擾比。如果在跳頻和多進(jìn)制直擴(kuò)結(jié)合接收的基礎(chǔ)上再增加這種天線自適應(yīng)抑制干擾,將為電臺設(shè)備提供相當(dāng)強(qiáng)的抗干擾能力。

3、“通中擾”、“擾中通”抗干擾與對抗綜合技術(shù)

在軍事途中,敵我雙方在相同的通信頻段內(nèi)工作,我方應(yīng)能在進(jìn)行抗干擾通信的同時(shí),對敵方的地空、空空、地地通信產(chǎn)生干擾(稱為“通中擾”);我方在對敵方通信指揮系統(tǒng)實(shí)施干擾壓制時(shí),又能在同一頻段中實(shí)現(xiàn)我方的通信(稱為“擾中通”)?！巴ㄖ袛_、擾中通”綜合技術(shù)研究的目的是敵我雙方的通信處于同一頻帶內(nèi)的情況下,達(dá)到通信和干擾同時(shí)進(jìn)行,實(shí)現(xiàn)通信、干擾一體化。在其總體方案中,利用綜合控制技術(shù)、軟件無線電技術(shù)和自適應(yīng)干擾抑制技術(shù),將各種抗干擾通信體制和通信干擾體制有機(jī)地結(jié)合起來,實(shí)現(xiàn)通信和干擾的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

同時(shí)根據(jù)實(shí)戰(zhàn)態(tài)勢和戰(zhàn)場環(huán)境選擇最合適的通信和干擾方式,針對敵方的通信體制,選擇對這種通信的最有效的干擾措施,針對敵方的干擾體制,選擇對這種干擾最好的抗干擾通信方式,使得通信和干擾都達(dá)到最佳的效果。研究這種抗干擾綜合技術(shù)對保證正常的通信、解決通信偵察、通信干擾和通信指揮之間的矛盾,滿足未來信息戰(zhàn)爭的需要,有重大意義。

4、基于時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)的抗干擾技術(shù)

為了應(yīng)對不同的干擾，可以將多種無線通信抗干擾技術(shù)組合起來構(gòu)成各種混合技術(shù)，但系統(tǒng)復(fù)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(shù)——時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)，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(shí)現(xiàn)也比無線通信抗干擾混合技術(shù)要簡單得多。

時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)是通過對信道狀態(tài)信息的充分利用來達(dá)到抑制信號干擾的目的。所謂時(shí)間反轉(zhuǎn)，其實(shí)是光學(xué)中的相位共軛法的概念應(yīng)用到通信領(lǐng)域。根據(jù)通信系統(tǒng)收發(fā)單元的特性，時(shí)間反轉(zhuǎn)可以分為兩種——無源時(shí)間反轉(zhuǎn)和有源時(shí)間反轉(zhuǎn)，無源時(shí)間反轉(zhuǎn)只接收不發(fā)射，有源時(shí)間反轉(zhuǎn)既接收又發(fā)射。

無線通信系統(tǒng)中使用的時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)一般是只接收不發(fā)射，即無源時(shí)間反轉(zhuǎn)。無線通信系統(tǒng)中采用時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)時(shí)，首先在無線通信系統(tǒng)基站的接收端估計(jì)信道沖激響應(yīng)，分析判斷信道沖激響應(yīng)的時(shí)間反轉(zhuǎn)的共軛形式，最后用信道沖激響應(yīng)的時(shí)間反轉(zhuǎn)的共軛形式作為無線通信系統(tǒng)中預(yù)處理器的傳輸函數(shù)。

由于不同用戶間的信道沖激響應(yīng)是不相關(guān)或弱相關(guān)的，因此利用這一特性，無線通信系統(tǒng)的時(shí)間反轉(zhuǎn)技術(shù)可以削弱多址干擾和共道干擾。

三、抗干擾技術(shù)的發(fā)展趨勢

分析不同的無線干擾情形，有針對性的采取相關(guān)解決措施，進(jìn)而在技術(shù)演進(jìn)、設(shè)備研發(fā)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、系統(tǒng)建設(shè)、運(yùn)營和優(yōu)化中，減弱乃至消除干擾是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域，尤其需要我國的科研和工程技術(shù)人員為打造精品網(wǎng)絡(luò)、構(gòu)造和諧通信作出更多的努力。從無線通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展形勢和趨勢來看，無線通訊抗干擾技術(shù)的發(fā)展主要趨勢如下：

（1）新型抗干擾技術(shù)的發(fā)展。通信領(lǐng)域在不斷更新新的通訊方式和通訊技術(shù)，因此新型抗干擾技術(shù)也在不斷的更新與發(fā)展。

（2）抗干擾技術(shù)出現(xiàn)多樣化。由于干擾技術(shù)的多樣化，頻道復(fù)雜化，因此多樣抗干擾技術(shù)實(shí)現(xiàn)多樣化成為了技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)，其中典型的綜合組合應(yīng)用為跳頻、直擴(kuò)和跳時(shí)3種。

（3）網(wǎng)絡(luò)化抗干擾技術(shù)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)抗干擾技術(shù)可以在網(wǎng)絡(luò)級就可以干擾和屏蔽部分信號，達(dá)到最終的干擾手段。

從無線通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展形勢和趨勢來看，無線通信的抗干擾技術(shù)已經(jīng)從縱向到橫向的發(fā)展，干擾技術(shù)的復(fù)雜化，多樣化、綜合化的結(jié)合導(dǎo)致了新型干擾技術(shù)也隨之而發(fā)展。