无线通信抗干扰技术性能研究

计惠玲

摘 要：衰落和干扰是制约无线通信系统性能的主要因素，本文分析了无线传播环境的复杂、互调干扰产生及采取的措施，针对干扰特性总结出一种无线通信抗干扰的性能试验措施，并对极端通信条件下同频干扰抑制技术进行初步研究，对丰富和完善已有的抗干扰技术具有现实的理论和实用意义。

关键词：无线通信；互调干扰；同频干扰；抗干扰

1 抗干扰技术的研究背景

伴随着无线通信应用范围的不断扩大，无线通信技术已经融入到我们生活，然而通信条件却受到各种因素的影响，有些地区的通信条件甚至可以用极端恶劣来形容，其中最常见的干扰有互调干扰、同频干扰，对于通信工作者来说如何根据这些干扰所产生的机理，来采取有效的抗干扰措施，进而提高通信网络的质量，增强通信系统的数据传输速率，提高抑制提高抑制信道干扰的能力，同时增大了系统容量这是通信中的重要课题。

2 无线通信抗干扰技术研究现状

2.1 当前无线通信网络传播环境

目前无线通信传播环境非常复杂，原因有以下几点：

第一，无线通信信号的传播路径复杂。不仅有视距传播中的路径损耗，而且传播过程中要面临着复杂的地理环境，比如城市高层建筑群、山地、丘陵等等所以就会导致接收端在接收无线信号时，往往是经过可信道畸变的信号，并且叠加了各种的干扰，造成通信信号质量下降。第二，无线通信通道是对范围内的所有无线设备开放的，这就使的各种无线通信系统和无线通信设备共存其中。如果衰落或干扰强度很高，无线信号达到接收端时可能存在两种状态：（1）通信链路中的干扰信号相对于期望信号很大，使得接收信号相对于干扰很微弱。（2）由于路径损耗和多径衰落，接收信号本身已经非常微弱。

2.2 互调干扰

2.2.1 互调干扰类型

互调干扰是指几个不同频率的信号通过非线性电路时，会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合，而对通信系统构成的一种干扰，常见的互调干扰有，发射机互调干扰、接收机互调干扰、外部效应引起的互调干扰。

（1）发射机互调干扰。发射机互调干扰是指由于其他信道的发射信号或RF共用器件耦合到发射机末级与本机，发射信号在功放电路中相互调制而产生新的频率组合，随同有用信号一起发射出去，对接收机形成干扰。

（2）接收机互调干扰。在接收机的前端电路中，同时两个偏离接收频率的干扰信号同时侵入接收机时，由于高频放大器和变频器的非线性，使其调制而产生互调频率，互调频率落入接收机频带内造成的干扰。

（3）外部效应引起的互调干扰。在发射端的传输电路中，常常会因为反馈线接头、天线等接点的接触效果不好，或者在传输过程中异种金属的接触导致非线性的干扰，在强射频电场中起到检波的作用从而产生互调干扰。由外部效应引起的互调干扰特性比较复杂，可能会因为气候的变化而产生的干扰程度也不尽相同。

解决互调干扰的方法很多，传统的解决方法是试探法。试探法是先给定几种方案，然后用无线端口的响应情况从而测出互调干扰的量级，再通过测量实际的数据给子系统给予一定补偿或者通过降低天线间耦合度方面进行完善，主要是通过改变天线的布局来实现。

2.2.2 减少发射机互调干扰采取的措施

（1）加强发射机和天线馈线的匹配度。（2）在发射机和天线之间，可通过插入单向隔离器或者是单向隔离器与腔体滤波期的组合器件降低干扰。（3）完善发射机末级功放的性能，提高发射机线性动态范围。（4）在规划和建设设计台站时，应根据互调干扰的程度选用无三阶互调工作频率组。

2.2.3 减少接收机互调干扰采取的措施

（1）接收机输入回路应有良好的选择性，如采用多级调谐回路，以减少进入高效的强干扰。（2）高放和混频器宜采用具有平方律特性的器件，如结型场效应管。（3）接收机前端加入衰减器，降低干扰信号电平。

2.2.4 减少外部效应引起的互调干扰

在施工和平日检修过程中，应重点注意插件的接触性，特别是发信机的高频滤波器、射频避雷器、天线等关键器件的接触性，注意检查系统外的异种金属的干扰产生非线性干扰，注意保护设备的玩好性，暴露室外的设备应涂防锈涂料。

2.3 同频干扰

凡是无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频道有用的信号的接收机造成干扰的都称为同频干扰。协调解决同频干扰的方法也有多种，常用的有降低发射机功率、接收机灵敏度，降低天线高度或增益，更换工作频率，相邻发射台的载频采用2/3行频（10KHz）偏置，可降低对同频保护度要求等等。

3 无线通信系统抗干扰技术概述

在对无线通信系统抗干扰技术研究的过程中，其中最重要的问题就是如何衡量算法或系统的性能。一般情况下衡量算法性能的方法有以下三种：①首先进行理论分析，从而获得算法和系统性能的理论表达式。此方法的优点是，结果是通过理论分析得来的，准确率高，而且具有普遍意义。缺点是约束条件比较多，在复杂环境下不适用。②通过计算机仿真軟件进行仿真分析。优点是操作起来简单实用，能过模拟实际的通信环境，也可以降低成本，缺点是仿真时间长，仿真过程中随机过程的场景模型不能很好的重现实际场景。③通过测试床或者实现硬件平台，从而测得实际的数据并进行统计学分析。优点大大降低时间，统计的数据量大，能过很好的重现实际通信场景，结果直观。缺点成本高，测试周期比较长。一般结合算法或系统实现阶段的验证。

4 抗干扰技术的多核并行处理方法的系统模型建立

考虑基于稀疏矩阵的多核并行扰码无线收发信机，图1给出了其通信链路。发射机对比特流b（i）进行基于稀疏矩阵的多核并行加扰，具体步骤为：首先对输入信号进行串并转换，并将N路信号分别送入对应序号的处理器核；在单个处理器核内，对输入信号进行加扰处理；然后将N路并行扰码输出并串转换得到d（i）。d（i）经过调制，产生发射信号s（t）。发射信号经过无线信道到达接收机。接收机对接收信号r（t）进行信道均衡，得到发射信号s（t）的估计值s（t）%；然后解调得到比特流d（i）的估计值d%（i）；最后经过基于稀疏矩阵的多核并行解扰恢复出比特流b（i）的估计值b%（i）。

5 结束语

如今通信技术在迅猛发展，同样通信环境也在日益严峻，通信网络内部和外部的干扰在不断的变化，研究人员只有不断创新技术水平采用先进的抗干扰技术，才能够使得无线通信网络的安全通畅可靠。

参考文献

[1]曾一凡，李晖.扩频通信原理[M].北京：机械工业出版社，2005.

[2]杨际祥，谭国真，等.多核软件的几个关键问题及其研究进展[J].电子学报，1990.

[3]沈嘉，索士强，等.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计（第一版）[M].北京：人民邮电出版社，2008.