無線通信抗干擾措施

時間:2022-06-24 10:34:18

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無線通信抗干擾措施

1無線通信中的干擾類型

(1)同頻干擾。同頻干擾指的是因無線電磁波所傳輸環(huán)境較為復雜,有用信號同其他不同信號的載頻可能相同,由此引發(fā)該同頻信號對接收機運行產(chǎn)生影響。

(2)鄰頻干擾。鄰頻干擾指的是干擾信號載頻類似于有用信號,造成其功率落入接收機接收有用信號的頻譜頻帶內(nèi),對接收機產(chǎn)生影響。鄰頻干擾與同頻干擾問題主要出現(xiàn)在頻分復用蜂窩小區(qū)中。此種小區(qū)將總頻帶設(shè)定成多個子帶,隨后各小區(qū)各選用一個子帶,各配置一個基站,多個小區(qū)再組合為一個區(qū)群,各區(qū)群完全使用整個頻帶。由此用多個小功率基站替換一個大基站,因有限頻帶資源在不同區(qū)群中進行多次利用,系統(tǒng)容量得到大幅度提高。同時,因隔一段距離頻率會重復出現(xiàn),所以會產(chǎn)生同頻小區(qū)間的干擾;而在同一區(qū)群內(nèi),小區(qū)間距離較近,若其頻率接近,便會產(chǎn)生鄰頻干擾。

(3)互調(diào)干擾?;フ{(diào)干擾指的是因兩種以上不同頻率有用信號在穿過同一非線性電路過程中,有用信號間會出現(xiàn)互相調(diào)制,由此產(chǎn)生新頻率成分的現(xiàn)象。但并非新頻率成分的產(chǎn)生就會造成干擾,只有當新頻率成分落在接收機容許頻帶范圍內(nèi)時才會形成干擾。

2無線通信中的抗干擾技術(shù)措施

2.1多入多出無線傳輸技術(shù)與虛擬智能天線技術(shù)

多入多出無線傳輸技術(shù)的關(guān)鍵是在發(fā)射端使用兩個以上的發(fā)射天線進行通信信號傳輸,在接收端使用兩個以上的接收天線進行信號接收,在改進無線通信系統(tǒng)容量與特性的前提下,結(jié)合使用時空編碼技術(shù)、正交頻分復用技術(shù),以實現(xiàn)通信系統(tǒng)頻率、空間和時間的分級,由此改善通信系統(tǒng)在頻域、空域和時域上的抗干擾性能。智能天線技術(shù)的關(guān)鍵在于運用同區(qū)域內(nèi)工作的其他相關(guān)通信設(shè)備天線加的相互作用來完成與智能天線類似的功能。使用智能天線技術(shù)的無線通信天線可在同一時間內(nèi)規(guī)避不同方向來源的干擾信號,本區(qū)域內(nèi)各同類通信裝置的物理天線可構(gòu)成虛擬的智能天線網(wǎng),可大幅度增強天線接收端的信干比,進而實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的抗干擾功能。與傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)相比,采用智能天線技術(shù)的無線通信系統(tǒng)的信號抗干擾能力可提高幾十dB。

2.2擴頻技術(shù)

將擴頻技術(shù)應(yīng)用在無線通信系統(tǒng)中,可將無線通信發(fā)出與接收的信號分散至噪聲中,以防止電磁干擾。直接序列擴頻技術(shù)是一種常用擴頻技術(shù),使用時為使無線通信信號隱藏在噪聲中,其會對通信信號頻帶進行擴展,以確保信號功率譜密度降低。在無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用直接序列擴頻技術(shù)不但能保證信號具有較好的隱蔽性,且能抑制多徑干擾,實現(xiàn)碼分多址,所以該技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)字蜂窩通信與衛(wèi)星通信中。CDMA技術(shù)是第三代移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),其同樣應(yīng)用了直接序列擴頻技術(shù),但因CDMA技術(shù)具有對多用戶隨機接入的功能,使得CDMA擴頻技術(shù)易于遭受多址干擾。其原因是隨機接入用戶采用的擴頻碼無法確保嚴格正交,導致用戶間難以嚴格同步,由此引發(fā)非零互相管系數(shù)難題,也就使CDMA用戶間產(chǎn)生多址干擾。隨著CDMA系統(tǒng)面臨的多址干擾問題愈發(fā)嚴重,多用戶檢測技術(shù)將會逐步成為目前和未來移動通信的重點問題之一。

2.3跳頻技術(shù)

跳頻技術(shù)具有較強的抗干擾能力,是超短波通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的抗干擾技術(shù)。選用依照特定速度與規(guī)律進行來回跳變的無線電發(fā)信頻率技術(shù)是跳頻通信的關(guān)鍵。相比傳統(tǒng)的穩(wěn)定不變的無線電發(fā)信頻率技術(shù),跳頻技術(shù)采用多頻率頻移鍵控對碼序列進行選擇,可保證載波頻率持續(xù)跳變,進而實現(xiàn)頻譜擴展。一般來說,跳速的大小可反映出無線通信調(diào)頻系統(tǒng)的性能,跳速大則表明系統(tǒng)具有較高的抗干擾性能,相反則表明抗干擾性能差;另外增加跳頻帶寬也可改進無線通信系統(tǒng)的抗干擾能力,跳頻帶寬越寬則無線通信系統(tǒng)抗干擾性能越強。

所以增加調(diào)頻帶寬、提升跳速是當前無線通信系統(tǒng)跳頻技術(shù)的重要改進方向。在無線通信技術(shù)編碼、調(diào)制技術(shù),及DSP技術(shù)、IT技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展下,跳頻技術(shù)也在向自適應(yīng)方向拓展。自適應(yīng)跳頻技術(shù)指的是無線通信系統(tǒng)可依據(jù)通信條件進行適應(yīng)性自行調(diào)頻,且能躲避調(diào)頻頻率集中受干擾壞頻點的技術(shù)。對于無線通信自適應(yīng)調(diào)頻系統(tǒng),除應(yīng)用頻率自適應(yīng)外,還可應(yīng)用分集自適應(yīng)、速率自適應(yīng)、自適應(yīng)均衡、功率自適應(yīng)等類型。但無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)仍是頻率自適應(yīng),也就是系統(tǒng)進行持續(xù)選頻和換頻,以確保系統(tǒng)通信線路始終工作在傳輸條件穩(wěn)定的弱噪聲信道上。

作者:袁華兵 單位:西安醫(yī)學院