梁东奇 沈会龙 杜梅刚
摘 要:随着科学水平的不断发展和人们生活水平的提高,以无线通信为主的新型网络通信模式在人们的生活中起到了越来越重要的作用,无线通信被广泛应用于信息传输,但是在无线通信传输过程中存在一定的安全隐患,所以抗干扰技术的研究就显得非常重要。本文主要探究了无线通信传输中的干扰因素以及介绍了几种典型的抗干扰技术,最后分析了抗干扰技术的发展趋势。
关键词:无线通信传输;抗干扰技术;发展趋势
无线通信是一种自由传播的信息交换方式,由于它具有宽频带、高容量和使用灵活等优点,在我国经济发展过程中被越来越多的应用到信息通信领域和社会生活的其他领域,甚至被应用在一些环境极其恶劣的地区,因此为了保证无线通信传输过程中的信息安全,提高抗干扰技术已迫在眉睫,当然在提高抗干扰技术的同时也要加强对无线电技术的应用。
一、无线通信传输中抗干扰技术概述
(一)干扰因素。无线通信在运行过程中会对所有无线设备保持开放的状态,使得无线信号在传输过程中不仅会产生路径损耗,还会受到外界环境因素的较多影响,最终导致接收的信号可能会发生畸变,影响无线通信的质量,路径损耗是由于无线信号从发送端到接收端所经历的路径较长,导致信号能量被削弱;外界环境如果是丘陵、树林等比较不容易传输信号的地区,将会使信号干扰更加严重,导致最终接受到的信号的质量下降。无线通信在传输过程中由于调制、频率和宽带等多种因素影响会受到干扰,根据干扰源可分为外部噪声干扰、通信设备自身干扰、通信网络干扰、信道间干扰等,根据干扰目的可分为无意识干扰和人为干扰,无意识干扰不带有任何敌意和攻击性,人为干扰则是有意识的进行带有攻击性的干扰。这些干扰的存在降低了无线通信信号传输质量,使得传输过程中的信息安全性和稳定性不能得到保障,影响了无线通信的质量,最终可能会影响人们进行正常的信息交流。
二、无线通信传输中抗干扰技术类型
(一)频域处理抗干扰技术。频域处理抗干扰技术主要包括两种,第一种是直接序列扩频抗干扰技术,主要是通过对信号频率进行调整,然后解码、保存,将单位频带的功率降低以隐藏通信信号,从而减少外界干扰,这种技术的优点是信号隐蔽性好、抗截获能力强、抗多径干扰能力强,一般应用于无线通信的频带较宽时,目前被广泛应用于各个领域。当然它也有一定的缺点,由于其处理增益会受到码片速率和信号源的比特率限制,所以实际应用时可能出现频道数少、带宽大等问题。第二种是跳频抗干扰技术,主要是按照特定的规律和速度进行信号频率跳变以使频谱扩展,从而达到抗干扰的目的,多应用于使用年限较长的超短波设备,是民用通信技术中比较常出现的一种。随着科技的发展,这种技术逐渐发展为能够实时监测被干扰频率的特性,并根据监测结果自行调整载波频率和发射功率,以达到抗干扰的目的。虽然这种技术的抗干扰能力非常强,但是它的隐蔽性较差、抗截获能力也不够强。
(二)空间处理抗干扰技术。空间处理抗干扰技术主要包括两种,一种是自适应天线技术,在目前的无线通信系统中,这是比较先进的一种天线技术,主要是通过智能化算法将天线主瓣指向特定用户,将后瓣指向非特定用户,然后随着时间的变化增加方向图的数量,以完成对不同信号的锁定和跟踪,从而使特定用户和非特定用户所受的通信干扰都能减少,以达到抗干扰的目的。如果干扰的空间呈现各向异性,还能借助该技术调整单元振幅和相位,以减少干扰。另一种是分集技术,主要是通过多条途径对同一信号进行传输,通过传输多个信号副本提高信号接收的正确判决率和信息的传输效率,分集技术包括信息分离和合并两个环节,合并过程可以获取分集增益,抵抗多径传输过程中的衰落信号损耗和时延,运用分集技术进行无线信号传输可以提高无线信号的信噪比和分离率,从而达到抗干扰的作用,同时还可以降低信号发射的功率,对于移动通讯有着非常重要的意义。
(三)时域处理抗干扰技术。时域处理抗干扰技术主要包括跳时技术和通信猝发技术两种,跳时技术与跳频技术相类似,主要是在初始阶段按照一定要求将时间划分为多个时片,采取有效措施控制信号发射过程中使用的时片,在其上按照一定的跳时码进行发射频率的跳变,由于信号发送时片较窄,需要先对信号频谱进行拓展以达到抗干扰的目的。实际应用过程中,由于该技术抗干扰能力相对较弱且无法适应非平稳的快速时变,所以通常会结合其他抗干扰技术一起使用来最大限度的发挥其抗干扰能力。通信猝发技术主要是通过提高信号传输的速度,减少信号在空气中的暴露时间,以减少信号干扰的产生使得无线信号的传输更加安全、稳定、快速。该技术使用了大功率的脉冲使得信息能够在一瞬间以很大的速度发送完成,如此短的信号发送时间使无线信号被截获的概率大大降低。
三、无线通信传输中抗干扰技术的发展趋势
(一)组合集成抗干扰。组合集成抗干扰技术是将目前的多种无线通信抗干扰技术进行合理的组合集成,将各项技术的特点和优点充分体现出来,例如跳频、扩频混合技术就是将跳频和扩频技术进行集成应用以获得更大的處理增益,从而使信号传输的安全性大大提高,保障了信号传输的稳定性。虽然组合集成抗干扰技术对提升无线通信质量有很大的作用,但是对其进行研究存在一定困难。
(二)超窄带抗干扰。超窄带抗干扰技术不同于以往的超宽带技术,超宽带又被称为冲激无线电技术,多用于灾害救援、军事雷达定位等方面,主要是通过将信号分散在较宽的传输宽带上来达到抗干扰的目的,这种技术的工作能耗小、定位准确度高、抗干扰能力很强、安全性和灵活性高,但信号持续时间很短,而超窄带技术则是将信号在较窄的带宽上进行集中传输,并忽略频带之外的信号传输,从而使通信系统稳定性得到提高的一种抗干扰技术。
四、结束语
综上所述,我国的无线通信技术正在快速发展,但是由于通信环境的改变,在信号传输过程中极易受到某些干扰因素的影响,使得无线通信传输的安全性大大下降,因此通过研究、应用新型的抗干扰技术能够减少通信过程中的抗干扰因素,提高无线通信的质量,为人们的生活提供便利。
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