無線通信傳輸抗干擾技術(shù)探析
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摘要無線通信（WirelessCommunication）作為一種自由傳播的信息交換方式，具有寬頻帶、高容量和使用靈活等特點(diǎn)，目前在信息通信領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用，逐步滲入人們的日常生活和工作中，有效解決傳統(tǒng)有線通信方式的弊端和不足。但是，由于無線通信設(shè)備和信號(hào)線路的相互影響，會(huì)導(dǎo)致無線信號(hào)丟失或信噪比降低，影響無線通信的正常傳輸。因此，文章對(duì)無線通信傳輸中的常見干擾成因進(jìn)行分析，幫助人們?nèi)媪私鉄o線通信抗干擾技術(shù)，促進(jìn)無線通信抗干擾技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞無線通信；信號(hào)干擾；分類；成因
目前，無線通信技術(shù)應(yīng)用范圍廣闊，基本覆蓋到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，例如：工業(yè)生產(chǎn)、個(gè)人通訊、網(wǎng)絡(luò)通信等。在無線通信技術(shù)應(yīng)用不斷擴(kuò)大的背景下，對(duì)環(huán)境和傳輸質(zhì)量的要求越來越高，因此，無線通信傳輸?shù)目垢蓴_技術(shù)逐漸引起了人們的重視。無線通信系統(tǒng)嚴(yán)格限制了無線信號(hào)的發(fā)射功率，在無線傳輸過程中如果遇到信號(hào)損傷、輻射干擾、傳導(dǎo)干擾等問題，會(huì)嚴(yán)重影響無線信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量和穩(wěn)定性。如果實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的高質(zhì)量、遠(yuǎn)距離傳輸，就必須增強(qiáng)無線信號(hào)的抗干擾能力。本文研究的抗干擾技術(shù)和成因，旨在提高無線信號(hào)傳輸過程中的質(zhì)量，加強(qiáng)無線通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
1無線通信現(xiàn)狀及干擾因素評(píng)價(jià)
1.1無線通信抗干擾的意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線通信的覆蓋率越來越高，給人們的生活、工業(yè)生產(chǎn)帶來了極大便利。但是，由于無線信號(hào)在傳輸過程中容易受到周圍環(huán)境和同類電磁波的干擾，這種情況下，無線信號(hào)在傳輸過程中質(zhì)量就會(huì)大大降低。此外，無線信息傳輸過程中的信息安全一直是無線通信發(fā)展的瓶頸問題，突破瓶頸將是高效發(fā)展無線電的必經(jīng)之路。就當(dāng)前無線電的發(fā)展情況分析，需要通過科學(xué)有效的抗干擾技術(shù)對(duì)無線信號(hào)干擾問題進(jìn)行解決，避免信號(hào)損傷、輻射干擾、傳導(dǎo)干擾等問題，從而全面提高無線通信的傳輸質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信技術(shù)的發(fā)展前景也獲得了更為廣闊的發(fā)展空間，但是，由于更多精密電子設(shè)備的出現(xiàn)，外界環(huán)境的干擾也越來越多，給無線通信技術(shù)提出了更多的難題和挑戰(zhàn)，干擾形式和干擾源也逐步增加，從客觀上就需要不斷提高無線信號(hào)抗干擾技術(shù)，從而加強(qiáng)信息時(shí)代背景下的無線通信質(zhì)量水平，不斷提升無線通信的可靠性和安全性。對(duì)無線通信結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，才能夠確保無線通信抗干擾技術(shù)發(fā)揮更大作用，最終推進(jìn)無線通信抗干擾技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。
1.2無線通信常見干擾分類
無線通信傳輸過程中按照干擾源分類可分為：外部噪聲干擾、通信設(shè)備自身干擾、通信網(wǎng)絡(luò)干擾、信道間干擾等，這些干擾多數(shù)在于運(yùn)行環(huán)境和硬件設(shè)備的影響，大大影響了無線通信質(zhì)量。此外，按照干擾目的通常分為兩類：無意識(shí)干擾和人為干擾。無意識(shí)干擾是一種沒有任何攻擊性行為的干擾，人為干擾則帶有一定的攻擊性，影響到人們的正常信息傳播。無線信號(hào)在傳輸過程中，這兩類干擾的存在就大大降低了信號(hào)傳輸質(zhì)量，并且給無線信號(hào)的可靠性埋下了隱患，人們的正常無線信息交流得不到保障。
2無線通信抗干擾技術(shù)的運(yùn)用
2.1調(diào)頻抗干擾通信技術(shù)
調(diào)頻抗干擾通信在我國(guó)最早應(yīng)用于軍事對(duì)抗通信中，在軍事對(duì)抗通信過程中，敵方會(huì)試圖截獲對(duì)方的通信頻率，從而獲取情報(bào)信息內(nèi)容，并且對(duì)對(duì)方通信站進(jìn)行準(zhǔn)確定位，從而為摧毀目標(biāo)做好準(zhǔn)備。與調(diào)頻抗干擾通信相比，定頻通信技術(shù)的不足之處在于抗干擾能力弱，情報(bào)信息很容易被敵方截獲?；谠摷夹g(shù)應(yīng)用原理，新型的調(diào)頻抗干擾技術(shù)有效解決定頻通信的技術(shù)缺陷。原因在于調(diào)頻通信采取的是收發(fā)雙方同步變換載波頻率的通信策略，如果對(duì)方?jīng)]有掌握調(diào)頻圖案，就不會(huì)準(zhǔn)確判斷對(duì)方所使用的通信頻率，即便是通信頻率被敵方發(fā)現(xiàn)，調(diào)頻系統(tǒng)也可以自動(dòng)切換頻率，以確保通信傳輸?shù)陌踩?。僅從通信抗干擾方面考慮，調(diào)頻通信系統(tǒng)的抗干擾能力優(yōu)勢(shì)比較明顯，原因在于對(duì)方很難做到能夠?qū)λ蓄l率實(shí)施干擾，現(xiàn)在采用的單頻干擾、多頻干擾以及部分頻率干擾技術(shù)，不足輕松截獲對(duì)方傳輸信息。一方如果采用了調(diào)頻通信技術(shù)，即便是個(gè)別時(shí)間點(diǎn)或者時(shí)間段內(nèi)信息未正常發(fā)出，但是還是能夠確保信息的完整發(fā)送，不會(huì)因?yàn)轭l率受到干擾導(dǎo)致通信中斷。如果采用跳頻通信技術(shù)的同時(shí)，結(jié)合使用傳輸差錯(cuò)控制技術(shù)，就可以在信息傳輸過程中輔以交織算法，信息的完整性將更加有保證。
2.2自適應(yīng)跳頻技術(shù)
自適應(yīng)跳頻技術(shù)（AdaptiveFrequencyHopping）可以自動(dòng)跳過一些曾經(jīng)使用過，但是傳輸不成功的頻點(diǎn)，可以自動(dòng)屏蔽被集中干擾的頻率點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)跳頻，保證在最小的發(fā)射功率下，獲得良好的信號(hào)，達(dá)到提高無線通信系統(tǒng)抗干擾性能的目的（如圖1所示）。自適應(yīng)跳頻技術(shù)系統(tǒng)的隱蔽性較強(qiáng)，在工作過程中會(huì)自動(dòng)分析信道質(zhì)量，自動(dòng)選擇高質(zhì)量信道通信避開干擾頻點(diǎn)。當(dāng)前，自適應(yīng)跳頻技術(shù)使用較為廣泛，例如：無線路由器的自動(dòng)信道、藍(lán)牙耳機(jī)的自動(dòng)信道等。
2.3實(shí)時(shí)選頻技術(shù)
實(shí)時(shí)選頻技術(shù)選擇頻率過程中，會(huì)將干擾水平作為重要的參考指標(biāo)，該系統(tǒng)提供的頻率可躲過干擾頻率，提供的更優(yōu)質(zhì)的頻率通道，可以確保無線信號(hào)在傳輸過程中不受其他頻率干擾。隨著科技的發(fā)展，近年來出現(xiàn)的高頻自適應(yīng)無線通信系統(tǒng)則自帶“自動(dòng)信道切換”功能，無線信號(hào)在傳輸過程中遇到嚴(yán)重的信號(hào)干擾時(shí)，通信系統(tǒng)則會(huì)自動(dòng)切換信道。
2.4超寬帶技術(shù)
超寬帶技術(shù)又被成為沖激無線電技術(shù)，該技術(shù)在災(zāi)害救援以及軍事雷達(dá)定位方面使用較多，在無線信號(hào)抗干擾傳輸方面有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，不足之處在于這種技術(shù)的信號(hào)持續(xù)時(shí)間很短。超寬帶技術(shù)的頻道較寬，工作能耗小，并且具有極高的安全性和靈活性，而且可進(jìn)行準(zhǔn)確定位。通過該技術(shù)的運(yùn)用，可以確保無線信號(hào)在傳輸過程中有效規(guī)避干擾源。
2.5虛擬智能天線技術(shù)
虛擬智能天線技術(shù)是一種組合技術(shù)，該技術(shù)是將具有自適應(yīng)調(diào)節(jié)的波速智能天線和智能天線進(jìn)行有機(jī)組合，在軍事和雷達(dá)偵查方面應(yīng)用較為廣泛。虛擬智能天線技術(shù)的不足之處在于價(jià)格昂貴和部署難度大，實(shí)現(xiàn)大面積民用較為困難。該技術(shù)作為一項(xiàng)組合技術(shù)，能夠確保工作區(qū)域內(nèi)無線信息實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量傳輸，并且能夠信息的反饋。該技術(shù)的方向定位可以確保接收到的信息得到加強(qiáng)處理，有效降低了錯(cuò)誤信息出現(xiàn)的概率，提高了無線信號(hào)在傳輸過程中的抗干擾性能。
2.6擴(kuò)頻技術(shù)
擴(kuò)頻技術(shù)主要是在信號(hào)發(fā)射端擴(kuò)展信號(hào)頻譜，常用擴(kuò)頻方法主要有跳頻擴(kuò)頻、直序擴(kuò)頻、跳時(shí)擴(kuò)頻和線性調(diào)制。其信號(hào)源是直接序列碼，并且能夠在信號(hào)接收端對(duì)信號(hào)擴(kuò)頻碼進(jìn)行解鎖，然后才能夠讀取信號(hào)的原始信息，確保信息在傳輸過程中的安全性。由于擴(kuò)頻技術(shù)使用的是直接序列碼，具有良好的私密性和獨(dú)立性。該技術(shù)自20世紀(jì)誕生以來使用至今，是當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域使用較為普遍的信息傳播技術(shù)，并且隨著4G、5G通信技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)也獲得更為深入的研究和發(fā)展。
3結(jié)論
綜上所述，通信傳輸過程中易受到電磁環(huán)境、外部設(shè)備和人為因素的干擾，具有惡意監(jiān)聽、攔截和攻擊等干擾風(fēng)險(xiǎn)，因此，文章對(duì)無線通信傳輸干擾因素進(jìn)行分析，并通過實(shí)踐研究，總結(jié)幾種常見的抗干擾技術(shù)手段，試圖通過無線通信抗干擾技術(shù)的有效應(yīng)用，提升無線通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。目前，隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，無線通信從工業(yè)生產(chǎn)逐步面向家庭通信和公共通信覆蓋，我國(guó)通信行業(yè)也逐步制定無線USB、超寬帶通信UWB和WiMAX等無線通信標(biāo)準(zhǔn)體系，進(jìn)一步提高和改善無線通信的傳輸質(zhì)量。
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作者：閆紅 楊新華 單位：山東省郵電規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司
