无线通信中的抗干扰技术研究

杨振雷　张柏霖

【摘要】 电磁波信号具有能够在自由的空间中传播的特性，而无线通信技术就是利用电磁波信号的这种特性进行信息交换的。对于现代的无线通信而言，传播的电磁环境相当苛刻，无线通信系统随时都面临着各种各样的干扰。因此对于无线通信中的抗干扰技术的研究，就显得尤为迫切。本文主要介绍四种典型的抗干扰技术，然后综合分析发展趋势。

【关键词】 无线通信技术 抗干扰技术 MIMO

一、无线通信技术以及抗干扰技术的发展背景

众所周知，电磁波信号具有能够在自由的空间中传播的特性，而无线通信技术就是利用电磁波信号的这种特性进行信息交换的。而最近信息通讯领域中发展最快的就是无线通信技术。

对于现代的无线通信而言，传播的电磁环境相当苛刻，无线通信系统随时都面临着各种各样的干扰。这些干扰有些是自然界产生的干扰，但是还有一部分是人为的干扰。对于人为干扰，又可以分为无意干扰和敌意干扰两种。所谓敌意干扰，就是指某些组织或者个人为了干扰特定的信号，释放出某种频率和带宽的干扰信号，对特定的无线通信进行干扰，使得对方的通信信号不能够正常地接收和发送。因此对于无线通信中的抗干扰技术的研究，就显得尤为迫切。

二、典型的抗干扰技术

典型的抗干扰技术有扩频技术、跳频技术（FH）、多入多出技术（MIMO）以及混合技术。下面就对这四种技术进行一一介绍：（1）扩频技术。在扩频技术中，应用最广的是直接序列扩频（DS-Direct Scquency）技术。直接序列扩频技术能够将通信信号的功率密度谱降到很低，因为这种技术把有用的信号在很宽的频带上扩展，进而单位频带内的功率就会降低。这种抗干扰技术可以在热噪声和信道噪声的情况下，使用比较低的信号的功率谱通信，使得地方不容易发现我方的有用信号，隐蔽性好、敌方截取率低，同时能够抵抗很多干扰[1]。直接序列扩频技术在微波通信和卫星通信等领域结合了CDMA多址技术，得到了广泛的应用。为了增加直扩系统的处理增益，通常采取M元扩频方法。M元扩频又被称为软扩频，是指将基带信号的K个比特分成一组，这就会形成一个K位的地址信号。一共就有2K地址，每个地址都会有一个伪随机码。（2）跳频技术（FH）。跳频技术在民间无线通信中具有非常广泛的应用。跳频技术是超短波通信设备的主要抗干扰技术，抗干扰能力强，同时这种技术也十分成熟。跳频通信的核心是采用了按一定的规律和速度来回跳变的无线电发信频率技术。与固定不变的无线电发信频率传统技术相比，跳频技术利用多频率频移键控进行码序列选择从而使载波频率不断跳变，进而实现频谱扩展的功能[2]。（3）多入多出技术（MIMO）。多入多出技术引起科学家们的广泛关注和研究兴趣，正在成为通信领域中一项非常重要的抗干扰技术。多入多出技术，顾名思义，就是指有多个发射端和多个接收端。即有多个接收天线作为接收端接收无线信号，有多个发送天线作为发送端发送无线信号。实践证明，这种技术能够极大地扩充无线通信系统的容量以及性能。同时将多入多出技术与时空编码、OFDM等抗干扰技术相结合，可以同时实现频率分集、空间分集和时间分集。这些抗干扰技术的结合，能够使得无线通信在频域、空域和时域上实现抗干扰[3]。（4）混合技术。所谓混合技术，就是将不同的无线通信的抗干扰技术混合起来使用达到抗干扰目的的方法，比如非常常用的DS/FH混合技术。使用混合技术，比采用单一的跳频技术或者单一的扩频技术要复杂许多。但是将不同的无线通信抗干扰技术混合起来使用，将会使无线通信抗干扰的性能得到非常大的提升。比如DS/FH系统，对于无线信号的增益能力就不仅仅是DS和FH的信号增益的简单相加，同时DS/FH系统具有比单独采用DS或FH的无线通信系统更好的跳频效果和更宽的频谱扩展。但是缺点就是采用了混合技术的无线通信系统的复杂度非常大，增加了设计和构建成本。

三、综合抗干扰技术

在将来的无线通信领域，不仅依靠单一的通信设备完成各种抗干扰的能力，在整个无线通信系统中更需要实现综合抗干扰。综合抗干扰能力要求无线通信设备能够在各种综合干扰和复杂的环境下，迅速恢复和传递有用可靠信息，实现通讯方法的对话。

四、总结

本文主要介绍了四种典型的无线通信中的抗干扰技术：扩频技术、跳频技术（FH）、多入多出技术（MIMO）以及混合技术。对于现代的抗干扰技术，更是趋向于发展多元化以及综合抗干扰能力。随着无线通信系统的传播环境越来越苛刻，信号越来越容易受到各种干扰，有效的抗干扰技术是十分必要的，我们还必须对其抗干扰技术进行深入的研究[4]。endprint