无线通信抗干扰技术探讨

刘辉

【摘要】 无线通信的迅猛发展在带来大量自然干扰与人为无意干扰的同时也带来了一些人为的恶意干扰，本文针对这些干扰因素探讨多维抗干扰技术、联合抗干扰技术和网络抗干扰技术，旨在推动无线通信的抗干扰技术的发展。

【关键字】 通信技术 多维抗干扰 联合抗干扰 网络抗干扰

无线通信在当前信息化社会中得到了迅猛的发展，然而因为无线通信具有的空间开放性，使得其带来的各种干扰越来越严重。随着通信干扰技术的发展，我国无线通信抗干扰技术正从一维空间的抗干扰转向多维空间抗干扰、从单一节点的抗干扰转向多节点多手段的联合抗干扰、从链路层的抗干扰转向网络抗干扰的方向发展。

一、多维抗干扰技术的应用

多维抗干扰技术是针对当前无线通信不同的恶意干扰，而在频域、空域、极化域、时域和信号域等领域中实施的综合抗干扰技术，笔者就其中几种重要的抗干扰技术进行如下阐述：在频域中，其跳频抗干扰技术，可实现对单音干扰、多音干扰、部分频带干扰及脉冲干扰等主动跳开，主要跳频频谱中频点足够多，就可以使干扰降低到最低。如果遭遇全频干扰或者大部分频段干扰，由于整个频段全部或者大部分被阻塞，在此干扰环境下无法保证通信。针对跟踪干扰和回放干扰，采用跳频抗干扰技术需要在跳频跳速足够快的情况下实施，才能避免被跟踪干扰和回放干扰所干扰。此外在频域中还有直序扩频技术，其将有用信号在很宽的频带上扩展，降低信号功率谱密度，从而隐蔽有用信号减少被截获的概率，它采用扩频码解扩信号将不相关干扰信号能量扩散，当窄带干扰信号很强时，可以通过将信号进行变换域进行干扰检测和消除，将含干扰的信号变换到频域，检测到干扰频谱后将该频谱线衰减。在极化域中，极化状态描述了电磁波的矢量运动特征，利用极化敏感阵列获取空间电磁信号的极化信息，使其具备抗干扰能力、信号检测能力、分辨率、极化多址能力。极化阵列既可以获得信号的空间到达角信息，又可以获取信号的极化信息，当干扰信号和正常信号空间到达角接近时，空域的抗干扰性能急剧下降，而极化阵列还可以利用其极化状态的差异在极化域滤波。因此极化域阵列比普通空域阵列具有更强的抑制干扰、增强信号的能力。

二、联合抗干扰技术的应用

联合抗干扰技术主要是通过利用两个以上节点的信道质量分析技术和电磁环境智能感知技术等对干扰活动进行估测，而智能调整通信策略。目前，自适应跳频技术是较为典型的联合抗干扰技术。自适应跳频技术是在通信过程中根据被干扰的频点自动调整跳频图案，需要接收部分有信号的质量分析器和反馈信道，在发送端伪随机序列发生器产生的伪随机序列控制跳频图案选择器选择跳频案，通过工作信道发送，在接收端接收数据的同时使用信道质量分析器对工作信道各个跳频信道的通信质量进行监测，如果发现某个或某些载频受到干扰而达到需要置换的程度，它将产生一个新的跳频图案并通过反馈信道通知发送端的跳频图案选择器。自适应跳频技术通过检测信道质量后反馈给发方的自动避开干扰频点的方式具备很强的抗干扰，通过简单智能的调整跳频图案避开干扰频点，比一般跳频抗干扰技术更能抵御各种常见的人为恶意干扰样式，也能够抵抗自然干扰和人为无意干扰。

三、网络抗干扰技术的应用

网络抗干扰通常是指网络层的无线路由协议抗干扰，一方面在自然干扰或者人为无意干扰的情况下，由于链路不稳定，导致信道误码率高、分组数据丢失，需具备自动避开干扰寻找更好链路质量的信道和路径的无线抗干扰路由协议。另一方面人为故意干扰通过恶意节点发布虚假的信息进行欺骗，从而造成网络阻塞。为了抵抗恶意路由篡改和伪造以及防止路由黑洞、路由重播等干扰，需有针对性地加强恶意节点的防范和路由信息安全抵御干扰。异构网络具备多条的接入链路，在异构网络中路由协议需要综合考虑信道质量、可用资源反馈以及错误重传状态等信息，动态选择用户和接入链路，采用选择式异构发送分集和并行异构发送分集，充分利用分集增益，提高抗干扰能力。异构网络的利用率存在多种因素的影响：信号强度、覆盖范围、网络负载、业务带宽等，且网络中无线资源具有差异性不能统一量化表示，因此异构网络的路由协议比较复杂。对于恶意节点的欺骗干扰，需要采用信任管理和身份认证等保证路由信息不被破坏。这是因为网络中节点信任值量化来自节点行为，节点任何直接干预网络中数据传输的直接恶意行为都会造成自身信任值的下降，最终被相邻的节点抛弃，从而无法实施欺骗干扰。对于恶意节点通过发布虚假信任信息来干扰正常节点对信任度的评价的间接恶意行为，需要保证每个节点对其自身与其他节点的行为判断功能，参考其它信任节点对待评价节点的信任值，而综合得出评价节点的信任值，这样可以降低恶意节点篡改节点信任值的可能性，从而避免被干扰。

四、结语

本文探讨了多种非常有发展潜力的无线通信抗干扰技术，其在实际应用过程中需要有效对付日益严重的干扰威胁，充分发挥无线网络中物理层、链路层和网络层的各层抗干扰能力，从整体上实现系统的全面的抗干扰。

参 考 文 献

[1]郭永志.自适应跳频原理及其关键技术[J].舰船电子工程，2008（28）.

[2]张爱民，梁书剑.军事通信抗干扰技术进展综述[J].通信技术，2011（44）.