通信系统的抗干扰技术探究

祁璞

（内蒙古边防总队甘其毛都边防检查站，内蒙古 巴彦淖尔 015000）

摘 要：在现在复杂的电磁环境中通信系统时常受到来自各个方面的干扰，因此要对通信系统的无线通信和卫星通信的抗干扰技术进行必要的深入的探究，笔者结合自身的知识以及工作经验就通讯系统的抗干扰作出探究，研究通讯系统在多变的电磁环境中的无线通信和卫星通信系统的应对之策，保障通信的安全和有效的传输信息。供同行参考，希望为我国的通信系统抗干扰技术有所贡献。

关键词：通信系统；抗干扰；无线通信；卫星通信

现在由于通信系统主要是通过电磁波传播的，电磁环境在现今又是十分复杂多变，存在着许多不确定因素，就决定了其传播环境会不断地可能会受到来自各个方面的干扰，这些干扰无论是有意或是无意的都影响了通信系统，使其无法完成有效的信息传播，发挥传递信息的功能，这样就造成很多不必要的损失，如果发生在战时其造成的损失将是巨大的。这样对通信系统的深入探究就显得十分重要，通信系统的抗干扰发展程度直接影响国家的发达水平。通信系统的抗干扰探究就是要保障正常信号的传递和接收，来规避信号的损失。

1 通信系统常见的受到的干扰

（1）无线通信系统常受到的干扰有多址干扰，共道干扰和码间干扰三类典型的干扰，但对干扰来说，无非是对无线传输信号的频率、调制方式、带宽等方面进行扰乱，从而对通信方接受的信号产生干扰影响其通信信息的传递。通常通过对所要接受的信号进行分析，在信号传递的空间施放和所要干扰的信号相同的速度、频率的电磁信号来影响通信信号的正常传输，截断该信号的传递。有时候这种干扰是有意而为的，即敌意干扰。但大部分时候这种干扰的发生都不是故意的，而是电磁波正好匹对，使信号的传递受到影响。这样就需要采取措施来避免此种情况的发生。

（2）卫星通信系统主要的通信路径由上行信道、下行信道和星间信道三部分，故卫星通信面临的干扰也主要是来自于对上行信道干扰，下行信道干扰和星间信道干扰三个途径。

在卫星通信的上行信道的干扰主要是利用各种固定式和移动式的干扰机甚至移动卫星来对上行信道实施干扰，采用输出与通信发射端接近于1：1的干信比的有效辐射电磁波来影响其通信方信号的输出传递。在星间通信的干扰通常发生在星间通信的收发路径上，以造成在传递途中的信号损失。而在卫星通信下行信道的干扰上行信道的干扰相似，所不同的是对下行信道的干扰发生在干扰卫星向接收系统间传递时。造成信号的接收障碍，影响信息的交流。

2 无线通信抗干扰的应对之策

（1）无线通信中常有的抗干扰技术有跳频技术、扩频技术、多入多出技术和虚拟智能天线技术。其中跳频技术其核心是按一定速度和规律来回跳变的发射音频信号而不是使用一个或者固定的几个信号进行通讯。这样不断地使载波频率发生跳动，来达到扩大频谱的目的。提高系统的抗干扰能力。一般情况而言，跳速的高低，跳频带宽的宽窄直接影响无线通信系统的抗干扰能力。但就目前而言，受制于跳频带宽无法满足同时使不同通信网络中的多部电台同时进行跳频，跳到同一个频率上的技术约束，电台间还是要采用分段跳频的方式来避免产生不必要的干扰，通常状况下这种分段跳频也基本可以满足抗干扰的要求。

（2） 扩频技术也是在抗干扰中常用的一种行之有效的手段。现多是采用直接序列扩频的方式，即将所要传递的信号的频率段进行扩大处理，使频率带扩宽至几十倍乃至几万倍以后再进行传递。这样就把干扰信号的扩散正在很宽的带宽内减少了对信号传递造成的不利影响。

（3）所谓多入多出就是在信号的发射端使用多个发射天线设备来传送通信信号，在信号的接收端也同样采用多个接收天线来接收信号。提高无线通信系统的性能和容量，一般和其他移动通信的技术同时配合应用，可以有效的提升无线通信系统咋空间域和时间域的抗干扰能力。而智能天线技术和多入多出的多天线技术不同，其核心是借用或者使用在一定的空间内其他工作的天线通信设备之间的相互作用来达到实现类似于智能天线的功能要求。一定空间内的所有相同类的通信设备天线组合成一个虚拟的天线网络，可以很大程度上增加天线接收端的信干比，来完成提高无线通信系统抗干扰能力的要求。

（4） 基于时间反转技术的抗干扰技术也是通信系统最常使用的一种抗干扰的手段。主要是通过对信道状况的信息充分的分析和利用以达到事先采取措施的抑制信号干扰的目的。其根据通信系统的收发单元特性将时间反转技术分成无源时间反转和有源时间反转两种基本的类型。无源时间的反转技术主要是指只接收而不进行信号的发射，有源的时间反转技术既要进行信号的接收还要相应的发射信号。基本的原理是由无线通信系统的接受信号端计算估计信道冲激的响应表现，来分析评断信道冲激响应。不同的用户他们的信道冲激响应都是不相关的，依据这以特性，无线通信系统便可以实现抗干扰的目的。利用无线通信系统的时间反转技术可以有效的解决多址干扰和共道干扰的难题。

（5）在现今复杂的电磁环境中一般仅仅依靠一种或一类的抗干扰技术往往难以达到抗干扰的目的，这样多种抗干扰技术的混合使用就显得尤为重要。将多种技术混合应用来应对更加复杂化的电磁环境将是通信系统的一个行之有效的发展方向。此外对抗干扰的技术瓶颈部分要进行突破，使其技术发展水平可以应付更加多变复杂的电磁抗干扰的未来环境。

3 卫星通信中抗干扰的探究

卫星通信系统在军、民都有应用，其中以军用最为广泛，也就是说其受到的干扰大多时候都是有意而为的敌意行为，其信号传播的电磁环境也更加的复杂，对通信抗干扰的要求也更加的严格。针对卫星系统抗干扰的特殊要求通常应用的技术有天线抗干扰技术、无线光通信技术、星上处理技术、限幅技术以及自适应编码调制技术。相应的也有和无线通信系统相同的扩频和跳频技术，其技术应用和无线通信网络的相同。

（1）天线抗干扰技术顾名思义是卫星通信接受天线最大限度的接受通信方的信号传输，同时屏蔽干扰方的干扰频率。通常的卫星天线的抗干扰技术包括自适应调零技术和智能天线技术。自适应调零是在卫星上使用大型，多波束的接收天线，组成卫星上的天线接收系统。当天线朝向某一信号接收区域时，如果检测到有干扰会自动的将感染源方向的波束关停，将干扰信号造成的干扰影响降到最低。智能天线技术是利用通信方和干扰方的信号在编码、幅度、频率和空间位置的不同，通过信号处理器进行处理，自动的控制、优化天线的方位，使天线在通信方的信号方向上保持最大的接受，而在干扰方的方向上信号干扰最小实现滤波。

（2）星上处理是主要为了减少上行接受信号对下行施放信号的干扰作用，优化接收转发系统。通常采用的星上处理技术是包括信号调节再生、解扩和再扩、译码和编码、多波束交换、智能自动增益控制等技术在内的多种处理技术。在避免接发器功率饱和的同时保证信号的顺利通畅得传输。

（3）在目前的卫星通信系统中最广泛使用抗干扰措施的是限幅技术，其主要的作用也是避免转发器的功率饱和。在高功率的信号输入时采取措施适当得衰减信号，在低功率的信号输入时又可以最大的减少信号的损耗。当前的限幅信技术有软限幅和硬限幅两种限幅器。

（4）自适应编码调制技术以其具有信道自适应的优点和和卫星系统适应性最优的特点在卫星的通信方面得到广泛的应用。它是通过回传信道及时的将信道状况等信息传递给发送端，使发送信号端能根据不同的信噪比来自适应的调节和改变信号的编码方式和调制方式。在信噪比较大的情况时使用比较高的信息传递速率，遇到信噪比比较低的时候，又采用较低的信息传递信率。如此一来，便使得通信系统可以高效运行，增加系统高效的传输性能，整体的性能得到最优的表现。

（5）应用在卫星通信系统中的无线光通信是用大气作为媒介传输来实现光信号的传递。只要是在收发两个端机之间存在无遮挡的路径和足够达到的发射功率，光通信都可以实现。无线光通信系统的工作原理是在发射信号端采用光信号作为信息传递的媒介，将载有信息的光信号传送到在大气中的接受设备的望远镜中，望远镜将接收到的光信号再转变成电信号。这样就实现了信息的传输。光通信是在信号的传递方式上进行转变来避免信号的被干扰。其具有的速率高、频谱广、频带宽的优点也是其他技术不能相提并论的。

有些在卫星系统内发生的干扰都是各个输出、传递和接收系统的自身原因造成的，这样优化各个系统间的配合也就很重要，比如信号上行时会造成对卫星输出的下行信号的相互干扰，卫星在接收信息和传递信息的同时造成卫星接发器运行的饱和。这样的系统自身造成干扰都是需要最大化的减少和避免的。

5 通信抗干扰的重要发展趋势

通信系统所处的电磁环境是朝着复杂化的方向变化着，相应的通信系统的抗干扰发展也应该顺着多元化、融合化的方向。一种独立的通信系统抗干扰手段是有限的，其往往难以简单的应对复杂混乱的电磁环境。多种无线通信和卫星通信间的技术相互融合，多种技术间存在共通性，要发掘、发挥这方面的特点来应对电磁的复杂情况的发生。

此外优化通信系统内部各个系统间的配合也是一个重要的发展方向。在最主要的输出、传递、接收三部分各系统的配合是最重要的。开发新的技术手段可以使各个系统的使用条件得到最大的保障。

6 结论

随着我国经济的飞速发展，通信系统也会相应的得到飞速的发展，这就使得通信系统的抗干扰显得非常重要。通信系统的抗干扰不但停留在对无线信号的处理上，而应向更加复杂，多元化的电磁环境的抗干扰技术方向发展。随着当今各种，通信系统生存环境更趋向于复杂多变，来自外界的干扰和威胁也越来越难以应对，所以要加深对通信系统的抗干扰探究，完善通信系统的安全保障。通信系统的无线通信和卫星通信两种最主要的信息传输途径间应该是同时发展，相互回应的发展态势。

参考文献

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[3] 陶海红，于江，王洪洋等，基于IGA-ML 的星载天线抗干扰技术 中国科学，2005，35（2）124-134.