无线电干扰信号发现与识别

王 浩

（中国铁塔股份有限公司 保定市分公司，河北 保定 071000）

0 引 言

无线电通信是指利用无线电设备产生的无线电磁波在空间传输声音、文字、图片以及数据等信号的通信方式。与有线电通信相比，无线电通信无需架设通信传输线路，并且在通信过程中不会受到通信距离的限制，具有传输速度快、机动性高等优点，已经被广泛应用到各个领域中，尤其是军事领域[1]。但与此同时，无线电通信信号传输的稳定性较差，容易受到通信环境的影响。随着电子信息技术的不断发展，通信环境中的电子信息设备使用量较大，并且通信设备的体制复杂、种类多样化，导致无线电通信过程中会产生大量高频谱、高密度的电磁波辐射信号。这些信号包含噪声较多，会对通信造成干扰，并且空间上也容易横纵交错，影响正常无线电通信。为了提高复杂电磁波环境下的无线电通信质量，提出无线电通信抗干扰方法，利用数据信号处理技术提高无线电通信系统的抗干扰能力。

1 无线电通信抗干扰技术发展现状

目前，无线电通信抗干扰技术还存在许多问题有待进一步解决。随着无线电技术的不断发展，信息传递量在不断增加，而通信信道有限，导致无线电在通信过程中可用频带越来越少。从抗干扰的角度分析，众多干扰信号中分离出有效信息的工作量较大。此外，无线电通信过程中，高斯白噪声干扰信号对其影响也较大。高斯白噪声信号功率谱密度均匀，在通信信道上占据了较大空间，容易与其他信号发生重叠。

现有的抗干扰方法主要分为两种。一种是通过安装抗干扰器来消除高斯白噪声的干扰。这种方法需要安装大量的抗干扰器，成本比较高，并且抗干扰器经常会发生故障[2]。另一种是开发无线电通信抗干扰算法，利用开发的算法将有效信号从干扰信号中分离出来。现有的算法计算过程比较复杂，并且选取的信号分离依据代表性不强，导致在实际应用过程中无线电通信经常出现误码现象，误码率较高。

2 干扰原理分析

2.1 GPS失锁干扰

全球定位系统（Global Positioning System，GPS）失锁通常是由3个原因造成的：一是GPS本身故障或天线故障导致无法搜到足够的卫星；二是GPS星卡出现故障；三是GPS使用频率受到外来干扰。GPS失锁会影响手机与基站之间的同步和基站与基站间的同步，严重情况下会导致GPS失锁基站周围的大片基站受到干扰，移动用户终端无法正常接入网内。

2.2 帧失步干扰

受设备内干扰和外部接收信号干扰的影响，一旦复接定时单元或分接定时单元推位时钟的完整性受到破坏，就会导致接收帧定位信号与本地帧定位信号失去正确相位关系。如果信号帧的收发不能同步，就会导致基站A的下行干扰基站B的上行，从而形成帧失步干扰。

2.3 超远同频干扰

无线通信系统中，在某种特定的气候、地形等条件下，无线信号的传播会形成大气波导效应。远端基站下行信号经过长距离传输后衰减很小，传输时延已经超过保护间隔的长度，从而对本地基站的上行时隙接收信号产生干扰[3]。

2.4 伪基站干扰

在传统的全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）网络中，通信网络可以对手机终端进行鉴权，但是手机终端却不能主动识别该网络是否安全，伪基站正是通过GSM网络这种单向鉴权和重选机制的漏洞实施干扰。伪基站主要是伪装成移动通信基站设备并发射与移动通信基站相同的频率来干扰一定范围内的运营商基站信号，使手机终端被迫进行小区重选、位置更新及信令切换后接入伪基站网络中，从而获取手机终端的用户识别码（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）、设备身份码（International Mobile Equipment Identity，IMEI）以及电话号码等相关信息。只有手机终端离开伪基站覆盖区域时，才会脱离伪基站网络，接入正常基站系统[4]。伪基站干扰频谱如图1所示。

3 无线电干扰信号的发现与识别方式

3.1 频谱图

频谱图在无线电信号干扰识别中十分常见，属于无线电监测技术的范畴，通过频谱图可以提高无线电监测结果的准确性和操作便捷性。利用频谱图定位无线电干扰信号，技术人员需要掌握频谱图操作方法，通过分析无线电频带、无线电频谱图规定频宽，合理分配无线电信号频率。此外，可以采取排除法分析频谱的细节，有利于提高无线电干扰信号识别的精准性，提升无线电频谱利用率[5]。

3.2 交叉测向

识别、定位干扰信号有时还会选择测向定位法，监测无线电信号运行状态，搭配独立无线电测向设备保证定位结果的准确性。交叉测向法在定位、识别干扰信号过程中，可以计算出无线电干扰信号概率三角区，有助于提高最终获得的无线电干扰信号定位结果的精准性。现阶段，通信行业采用的无线电信号监测形式较常见的有移动监测端、固定监测端两种，这两种形式均可以直接显示无线电干扰信号的信号发射源，为测定无线电干扰信号发射源方位创造条件。测向无线电干扰信号期间，应该提升测试对应性，可以直接在电子地图上方获取干扰信号波交叉示向线，这是精准识别、定位无线电干扰信号的必要前提[6]。

3.3 语音监听

利用语音监听的方式识别与定位无线干扰信号，也是当前非常普遍的方法。当有不明无线电信号出现时，通过语音监听可以快速判断信号干扰源种类，随之再解调分析获取模拟信号，确定干扰信号源所在位置。语音监听期间，技术人员进行技术处理，这是明确干扰信号干扰源所在位置的重要依据，也可以提高识别的精准性。利用其他频率单位展开监听定位，也有利于提高无线电干扰信号识别精准性，从中获取有价值的无线电干扰信号数据[7]。

3.4 设备监测

应用无线电监测设备，精准监测并识别干扰信号。一些无线电干扰信号是设备自身形成，其杂散发射值不符合规定限值要求，通常是一些关键部件存在接触不良的现象或部分元器件发生老化与氧化，但是这种类型的无线电干扰信号发现与识别也相对容易。除此之外，无线电业务在用户占用宽带方面有非常高的要求，如果已经有无线电干扰信号产生，可以直接利用无线电干扰信号带宽展开分析，从而明确具体的信号源头[8-10]。

4 结 论

综上所述，近年来，我国无线电业务范围逐渐拓展，对我国通信行业的发展具有重要的推动作用。为了确保无线电业务的顺利运营，相关技术人员应针对无线电干扰信号问题重点研究，确保准确识别干扰信号，保证无线电正常业务不受外界不明信号发射源和非法无线电发射设备的干扰。通过对干扰信号的识别和定位方式进行探讨，介绍了一些测定方式，为干扰信号准确识别、定位及排除提供帮助，为相关行业的进一步发展提供有力支持。