复杂电磁环境下的通信抗干扰技术研究

亓 芳 陈 琛

(1.中国人民解放军空军空降兵学院，广西 桂林 541003；2.中国人民解放军94686部队65分队，中国 上海 202178)

0 引言

在如今的无线电通信的环境当中，随着各种相关电子设备的增加，导致无线通信所处的通信开始复杂起来，主要的是因为无线通信很容易受到外界干扰的缘故，因此无线通信抗干扰技术真正发展起来。对无线通信造成干扰的原因主要分为自然原因和人为原因，人为原因通常是指敌对国所进行的蓄意电磁的干扰，这种电磁的干扰通常会使得敌国的无线通信受到一定的影响，甚至有可能会出现终端无信号的情况出现。对于无线通信的干扰具有多种干扰类型，来自外界的干扰通常只有在一些特定的频带上以及特定调制方式上来进行，这样才会真正产生有效的干扰影响。

1 基于复杂电磁环境下的通信抗干扰技术主要类型

1.1 跳频抗干扰技术

这项抗干扰技术应用起来比较早，而且抗干扰的效果也比较突出，因此主要应用在民用无线的通信方面以及毫米波段、微波的无线通信抗干扰当中。这项技术具体的内容是指将无线电频率实现其按照特定的规律和频率进行跳转，和一些固定不断的无线通信相比较，所采用的调频技术通常更容易促使无线通信实现扩展频谱的目的[1]。而同时，频率进行跳转的速度也直接关系到无线通信的抗干扰能力。一般在这种情况下，频率进行跳转的速度越高，那么其抗干扰的性能也就更好，而频率进行跳转的苏菲降低的化，那么其表现出现的性能也相对较差。而且调频技术在获得频谱的时，会更进一步的加强其抗干扰的能力，而且越宽的调频带宽也将收获更好的抗干扰的性能。所以，使用调频技术能够有效的提升在通信抗干扰方面的能力，同时在调频的速度以及扩展调频的带宽方面也会随之提升。因此跳频技术有着更好的抗干扰的能力，而且也可以根据其具体的通信环境来对跳频的速度进行优化的选择。

1.2 扩频抗干扰技术

扩频技术的主要核心在于通过对无线通信的频谱进行拓展，以实现将一些有用的信息隐藏在无线通信的频谱当中，这就充分的发挥了其抗干扰以及保密的功能。是一种较为典型的CDMA通信的模式。而且，在目前的扩频技术当中，使用序列的方式最为常见的，也即是通过对通信频谱进行拓展的方式来将传输的信息有着较低功率谱的密谱，采用此种方式一般都有着较强的电磁抗干扰能力，同时也会对信号的保密性进行有效的增强。所以这项技术一般都应用在以卫星通信场景以及一些蜂窝的通信场景当中[2]。

1.3 智能天线抗干扰技术

无线通信的发展促使人们对于数据以及流量的需求也越来越高，在这种需求的背景下，智能天线技术开始受到人们的广泛关注和推崇。智能天线技术主要是指采用智能化的控制算法来实现对天线的定向波技术，而且在这个过程当中，其中的主瓣也必须指向一些特定方面的用户，而后瓣则指向一些非特定的用户，这样才能既保证特定用户具有较好的通信质量的同时，对于那些非特定的用户也能起到较小的干扰作用，同时还能有效的对电磁污染的问题进行缓解。智能天线系统可以实现对来自不同的方位的信息进行抑制，通常在物理的层面容易形成一个较为完整的天线网络系统，从而促使天线段的信号获得较大幅度的提升，因此也就获得了较高的抗干扰的性能。不过，智能天线技术当中依然存在较多的问题急需解决，比如在智能天线当中的物理天线方面的设计就是较为显著的问题。所以，为实现智能天线的抗干扰性能，通常都需要促使天线的波束尽量变窄，从而能够对一些非特定的用户进行抑制，不过，相应的，如果天线的波束变窄后，就需要更多的天线单元来完成其所制定好的覆盖范围，所以智能天线的复杂设计程度也会相应的提升。不但如此，在智能天线当中的单元相互之间的结合也需要进行一定的考虑。不过，智能天线技术发展至今，已经无法满足人们对于大量数据的传输，所以就需要将MIMO技术引入到智能的天线技术当中去。

1.4 混合抗干扰技术

在无线抗干扰技术的真正实现过程当中，通常是需要将各种不同的技术来进行混合使用，从而获得比较强的抗干扰能力。就比如将序列和调频技术两者混合在一起，在一般的情况之下，使用混合技术的抗干扰能力通常要比使用单一抗干扰技术的能力要强得多。这主要是因为每一种的抗干扰技术都有着其自身的弊端以及所适用的条件等，所以通常都会使用多种不同的抗干扰技术混合在一起进行相互弥补各个技术之间存在的缺陷问题，从而实现有效的抗干扰能力。不过，在将各种不同的抗干扰技术进行混合使用的过程中，通常存在着比较多的技术难题需要解决，而且也将导致抗干扰设备所具有的复杂程度大大提升。还有一种是直接序列和跳频技术两者相混合，这采用的是两者的混合技术来进行的抗干扰实践，其真正获得的信号处理不仅仅是二者之和那么简单，同时还附带着更加宽阔的频谱，这对于跳频技术来说也有一定的增强效果，不过，唯一的缺点就是对其所进行的投入成本比较大，很容易导致抗干扰设备所具有的复杂程度再次提升。

2 时间反转技术的应用

为了提升无线通信的抗干扰性，通常会采用多种抗干扰技术混合在一起进行抗干扰的作用，这种混合的抗干扰方式通常设计成本都比较高，而且也极大的增加了系统方面的复杂程度。不过，随着无线通信技术的蓬勃发展，时间反转技术开始被推出，这种技术具有明显的实现空间信息道匹配的能力。时间反转技术有着较为突出的无线通信抗干扰的性能，这种干扰能力主要能够对码间进行串扰，是一种多址和共道技术的综合[3]。而且，这项技术的实现过程也较为简单。充分的的利用了信道状态的信息，将一些光学当中的相位共轭的理论同时应用到无线的通信抗干扰当中，从而真正的实现并提高无线通信抗干扰能力的目的。不过，一般时间反转技术被划分为有源以及无源这两种类型，有源主要是在进行发转的过程当中实现同时收发。而无源则是对接收功能的实现，因此，目前无源形式的时间反转技术使用得较为广泛。

3 结语

综上所述，在复杂电磁环境下的无线通信，其所具有的抗干扰技术和能力开始不断的提升。而在具体的抗干扰技术的选择过程当中，也仍然需要针对其技术、成本以及性能等一系列复杂的程度来进行综合性的考虑，从而促使其获得最佳的抗干扰的性能。

[1]高颖,张政,王凤华,郭淑霞.复杂电磁环境建模与可视化研究综述[J].计算机工程与科学,2014(09).

[2]李雪华.抗干扰技术分析[J].无线电工程,2011(05).

[3]赵鹏,刘殿飞,乔利军.浅谈跳频通信技术的应用与发展[J].无线互联科技,2012(10).