朱青彬

（中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司河北分公司，河北 石家莊 050081）

0 引 言

在無線通信時代如果通信領(lǐng)域的技術(shù)和系統(tǒng)不能夠與時俱進(jìn)，那么就很容易受到多元因素的影響，抗干擾能力也會大大減弱，傳輸信息將不能夠達(dá)到精準(zhǔn)、及時、不間斷等效果。本文對擴(kuò)頻通信中的3種體制進(jìn)行深度剖析，從其優(yōu)缺點(diǎn)的比較探討了其異同，然后以直頻序列擴(kuò)頻通信為例提出幾種抗干擾技術(shù)，以達(dá)到對擴(kuò)頻技術(shù)抗干擾能力的提升，并以期促進(jìn)通信領(lǐng)域的發(fā)展。

1 擴(kuò)頻通信的發(fā)展現(xiàn)狀剖析

通信領(lǐng)域的干擾因素眾多，諸如大自然因素中的噪音、砂礫，以及一些人為的干擾（工業(yè)運(yùn)行、臨臺干擾等）[1]。在軍事領(lǐng)域還可能會有敵方的惡意為之。因此，隨著時代的發(fā)展無線通信必然要進(jìn)行創(chuàng)新、改革，從而應(yīng)對各種新型的環(huán)境與需求。從文獻(xiàn)研究來看，各位學(xué)者、專家對于通信抗干擾的相關(guān)研究也是逐年增多。尤其是對于擴(kuò)頻通信和無擴(kuò)頻通信的對比研究也更為深入，圖1為普通無擴(kuò)頻調(diào)制方框圖，從圖1可以看出，擴(kuò)頻通信與無擴(kuò)頻通信相比優(yōu)勢明顯，抗干擾能力得到了提升。

圖1 普通無擴(kuò)頻調(diào)制方框圖

總之，擴(kuò)頻通信的各種優(yōu)勢在應(yīng)用中凸顯出來，如其隱蔽性、較強(qiáng)的抗干擾能力等，如何進(jìn)一步提升抗干擾能力已經(jīng)引起了業(yè)界、學(xué)界的密切關(guān)注。

2 3種擴(kuò)頻通信體制抗干擾性能比較

按照類型來分，擴(kuò)頻通信體制包括3種，分別是直接序列（Dirtect Sequence，DS）擴(kuò)頻，跳頻（Frequence Hoping，F(xiàn)H）擴(kuò)頻，跳時（Time Hoping，TH）擴(kuò)頻，在應(yīng)用過程中需要考慮其特殊性，本文進(jìn)行了對比分析，為后面的抗干擾能力改進(jìn)提供借鑒。

2.1 DS擴(kuò)頻通信體制的優(yōu)缺點(diǎn)

2.1.1 優(yōu)點(diǎn)

擴(kuò)展頻譜通信是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所傳信息必須的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)沒有關(guān)系，在無線通信系統(tǒng)中普遍使用擴(kuò)頻通信技術(shù)，其中DS擴(kuò)頻通信體制的優(yōu)缺點(diǎn)較為明顯，其優(yōu)點(diǎn)如下文所述。

（1）第一，具有較強(qiáng)的抗寬帶干擾能力[2]。該系統(tǒng)通過接收機(jī)將輸入的寬帶有用信號的頻譜壓縮成窄帶，經(jīng)過這樣處理的寬帶干擾的頻譜卻并不會受到影響，反而其擴(kuò)展的范圍更加廣泛，通過大面積的干擾因素排除，其抗干擾能力得到進(jìn)一步提升，只要處理過程中保障增益不斷提升，那么該系統(tǒng)的抗寬帶干擾的抑制能力就可以進(jìn)一步增強(qiáng)。

（2）具有較強(qiáng)的隱蔽性和保密性。擴(kuò)頻通信技術(shù)的隱秘性和保密性是基本的特性，而該體制在這兩方面的特性更強(qiáng)。主要是因?yàn)镈S擴(kuò)頻信號屬于寬帶信號，這種信號所需要的功率比較低，同時接收機(jī)所工作的環(huán)境也是一種低噪聲的環(huán)境，因此在不影響其作用發(fā)揮的前提下可以實(shí)現(xiàn)更好的隱秘性，淹沒在背景噪聲之下恰恰是其保密性的體現(xiàn)。

2.1.2 缺點(diǎn)

DS擴(kuò)頻通信體制的不足[3]如下所述。

（1）抗窄帶瞄準(zhǔn)干擾能力有限。部分頻帶和全頻頻帶的干擾能量集中程度嚴(yán)重，因此對于DS系統(tǒng)的危害程度也不一樣，其中部分頻帶的影響力較強(qiáng)。DS系統(tǒng)對頻率與其中心頻率相等的瞄準(zhǔn)式單頻或窄帶干擾的抑制能力比對寬帶干擾的抑制能力低3 dB。因此對于單頻和多頻的干擾效果也不一樣，其抑制能力和增益處理有著密切的聯(lián)系，如果處理增益不足，那么功率越大或者是窄帶干擾越強(qiáng)，該系統(tǒng)所受到的損失就越大。

（2）受到遠(yuǎn)近因素的影響也比較強(qiáng)烈。如果是多址系統(tǒng)環(huán)境當(dāng)中，有一些用戶的功率過大，其噪聲會很大，對于信號的干擾程度也很大，那么就很有可能淹沒一些小功率的信號，這就是遠(yuǎn)近因素的影響，其對于DS系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)也是一種限制，不僅在速度方面更是在通信質(zhì)量方面。

2.2 FH擴(kuò)頻通信體制的優(yōu)缺點(diǎn)

2.2.1 優(yōu) 點(diǎn)

該體制的優(yōu)點(diǎn)：一是抗窄帶干擾能力強(qiáng)[3]。跳頻通信是在收發(fā)雙方約定的情況下不斷改變工作頻率而進(jìn)行的通信。由于工作頻率的改變受偽隨機(jī)碼的控制，當(dāng)信號載頻與單頻或窄帶干擾的頻率不等時，干擾功率再大，對跳頻系統(tǒng)也起不了干擾作用，因此FH系統(tǒng)能有效地抗窄帶干擾。二是快跳頻信號抗跟蹤干擾能力強(qiáng)并具有很好的隱蔽性。一部FH電臺發(fā)射的信號與眾多的背景信號交織在一起，分選和識別都非常困難，因此使得跳頻信號特別是快跳頻信號仍具有較好的隱蔽性。

2.2.2 缺 點(diǎn)

該體制的缺點(diǎn)：（1）跳頻系統(tǒng)抗跟蹤干擾能力差。調(diào)頻信號的活動范圍很大，尤其是面對不同的頻域其占比較高，但是每一次跳動變化都是窄帶信號，這種信號的功率比較強(qiáng)，而且密度也比較高，傳統(tǒng)的檢查系統(tǒng)都可以對其上述變化進(jìn)行監(jiān)測，而且監(jiān)測效果還比較精準(zhǔn)，因此如果一直處于一種慢跳系統(tǒng)，其信號的隱秘性就會逐步降低。（2）跳頻系統(tǒng)抗寬帶噪聲干擾能力差。FH通信是通過載頻跳變來抗干擾的，當(dāng)寬帶干擾的功率足夠大，使得落入每個跳頻信道的干擾功率接近或大于信號功率時，對分布于整個跳頻帶寬內(nèi)的寬帶干擾，跳頻通信無論載頻跳到哪里，都存在干擾，所以跳頻通信系統(tǒng)很難抑制寬帶干擾，特別是人為產(chǎn)生的梳狀頻譜寬帶阻塞干擾。

2.3 TH擴(kuò)頻通信體制的優(yōu)缺點(diǎn)

跳時系統(tǒng)的多址能力與網(wǎng)中的各跳時碼的正交性和網(wǎng)的同步方式有關(guān)。要求系統(tǒng)嚴(yán)格定時外，還要求跳時碼有很好的正交性，以保證各用戶通信時隙不發(fā)生碰撞。可以說TH系統(tǒng)是通過各跳時信號的時間選擇性避免多址干擾，因而具有時分多址通信的效果，并能很好地克服遠(yuǎn)-近效應(yīng)。但TH擴(kuò)頻體制抗干擾能力脆弱，特別是對同頻的連續(xù)波干擾沒有抑制能力。TH系統(tǒng)的信號是通過固定載頻系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，因此不同的時間點(diǎn)它的抗干擾能力不同、處理增益也不同，但是由于其固定的載頻也就決定了其抑制通信效果會受到一定的影響。如果只是單純使用，抗干擾性就會受到一定的阻礙，因而現(xiàn)實(shí)中單獨(dú)使用是不可取的，可以利用其優(yōu)勢然后結(jié)合DS或FH系統(tǒng)共同使用，發(fā)揮合力價值[4]。

3 擴(kuò)頻系統(tǒng)中抗干擾技術(shù)

擴(kuò)頻系統(tǒng)面臨的環(huán)境比較復(fù)雜，不同的環(huán)境之下其干擾因素不同、干擾效果不同，因此應(yīng)當(dāng)采取不同的抗干擾技術(shù)予以抵制。本文結(jié)合前文敘述，提出幾種典型的抗干擾技術(shù)，希望對于擴(kuò)頻通信的干擾能力提升以及改進(jìn)措施優(yōu)化提供借鑒[5]。

3.1 混合式擴(kuò)展頻譜系統(tǒng)

擴(kuò)頻通信的分類有3種：DS擴(kuò)頻、FH擴(kuò)頻和TH擴(kuò)頻[6]?，F(xiàn)實(shí)中可以利用三者的不同組合方式來提升其干擾能力[7]。例如，DS/FH系統(tǒng)的融合就可以增強(qiáng)過濾效果，從而增強(qiáng)抗干擾能力。因?yàn)镈S系統(tǒng)的處理增益比較強(qiáng)，從而可以通過接收機(jī)對一些干擾因素進(jìn)行最大程度的過濾，然后FH系統(tǒng)就可以對此進(jìn)行更好的干擾，因而該系統(tǒng)的躲避干擾信號較強(qiáng)，二者的融合可以實(shí)現(xiàn)更好的抗干擾效果。

3.2 自適應(yīng)天線抑制干擾技術(shù)

自適應(yīng)天線系統(tǒng)也是較好的抗干擾技術(shù)之一，這種系統(tǒng)的構(gòu)成分別是信息處理器、多元化的天線結(jié)構(gòu)，然后二者合力發(fā)揮更大的抑制效果[8]。首先，天線工作時，信息處理器就可以按照一定的計算和內(nèi)部處理來修訂和優(yōu)化天線的方向、頻率等，從而幫助它去搜索更強(qiáng)的信號，進(jìn)而高效地去除干擾，從顯示效果來看，這種抗干擾性可以實(shí)現(xiàn)到零的程度[9，10]。

4 結(jié) 論

通過上述分析可以看出，擴(kuò)頻通信是時代發(fā)展的產(chǎn)物，其抗干擾性能力強(qiáng)，同時擁有較強(qiáng)的抗窄帶干擾、多徑干擾和多址干擾的能力，但是在擴(kuò)頻增益程度不同時也需要借助于外力對其進(jìn)行抑制，從而確?？垢蓴_能力。本文總結(jié)了3種擴(kuò)頻通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，通過對比分析探討了其運(yùn)用價值，同時也希望它可以在通信領(lǐng)域發(fā)揮更大作用。