無(wú)線通信的抗干擾技術(shù)論文
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的飛速發(fā)展,無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛,我們都能感受到無(wú)線通信的發(fā)展,它在給人們帶來快捷、方便的同時(shí),也存在一定的局限性,在通信的過程中信號(hào)之間互相干擾、信號(hào)不穩(wěn)定,容易掉線等現(xiàn)象也會(huì)影響用戶的使用。
因此,無(wú)線通信的抗干擾技術(shù)就成了通信行業(yè)重點(diǎn)研究的項(xiàng)目。文中通過對(duì)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中射頻干擾的成因進(jìn)行了分析,對(duì)典型的抗干擾技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說明,以供同行人員借鑒。
在通信領(lǐng)域中,無(wú)線通信技術(shù)正以驚人的速度發(fā)展,特別是個(gè)人移動(dòng)通信蜂窩小區(qū)的快速發(fā)展,使用戶擺脫了有線的控制,使得信號(hào)的傳輸更為方便快捷。但同時(shí),我們也應(yīng)該看到,在手機(jī)通話的過程中,有時(shí)候會(huì)遇到掉線、信號(hào)質(zhì)量差、雜音出現(xiàn)等現(xiàn)象,這些現(xiàn)象就是無(wú)線信號(hào)之間相互干擾的結(jié)果。在無(wú)線通信領(lǐng)域內(nèi),現(xiàn)在是新舊系統(tǒng)共存在一個(gè)體系中,最新的通信技術(shù)和我們最早采用的舊技術(shù)是共存的,而且這種狀態(tài)還會(huì)一直存在下去。
并且其他的無(wú)線信號(hào)設(shè)備如無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)字視頻廣播等信號(hào)也會(huì)在這個(gè)體系中存在。這就是我們經(jīng)常在無(wú)線信號(hào)塔上看到多種多樣的天線林立,在這個(gè)體系中可以說是存在各種各樣的無(wú)線信號(hào),它們之間很有可能會(huì)產(chǎn)生相互干擾,通信的天空也會(huì)變得越來越擁擠,那電話掉線、信號(hào)質(zhì)量差、信號(hào)之間互相干擾也就很正常了。但是,為了保證無(wú)線通信的質(zhì)量,信號(hào)抗干擾技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生,并在通信領(lǐng)域內(nèi)起著重要的作用。
一、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中射頻干擾成因與對(duì)策
在無(wú)線通信領(lǐng)域中大多數(shù)的信號(hào)干擾都是無(wú)意的,只是其它的信號(hào)收發(fā)過程中產(chǎn)生的阻滯。通常的情況下,干擾信號(hào)只影響接收器,而且大多數(shù)的干擾源來自于基站的外部,也就是你直接控制的范圍之外。
1.未經(jīng)許可的發(fā)射器
發(fā)射器的發(fā)射都有一個(gè)頻段,未經(jīng)許可的發(fā)射器的發(fā)射頻段可能和你的發(fā)射器頻段相同,因?yàn)闆]有注冊(cè),所以就象是無(wú)證經(jīng)營(yíng)一樣,因此,在通信行業(yè)中堅(jiān)決取締這類發(fā)射器是避免這種情況出現(xiàn)的最好辦法。
2.發(fā)射器配置不正確
由于故障或是發(fā)射器的配置不正確,可能造成兩個(gè)服務(wù)商在同一個(gè)頻率上發(fā)射信號(hào),產(chǎn)生沖突的發(fā)射器服務(wù)商會(huì)急于糾正這個(gè)問題,以便恢復(fù)正常的通信,這種情況可能會(huì)偶爾出現(xiàn),影響你的接收。
3.發(fā)射器信號(hào)互調(diào)
發(fā)射器信號(hào)互調(diào)有兩種情況,一種是發(fā)射器自身的信號(hào)互調(diào),兩個(gè)或兩個(gè)以上的信號(hào)混在一起形成新的調(diào)制信號(hào),其中最常見的互調(diào)是三次互調(diào),都不是我們希望的任何一種信號(hào);另一種是與其他發(fā)射器的信號(hào)混在了一起,也是形成了一個(gè)新的頻率的互調(diào)信號(hào),在這種情況下肇事者是發(fā)射器,因此,在同時(shí)使用多個(gè)不同頻率的發(fā)射塔上,把所有的發(fā)射器都安裝上窄帶濾波器和絕緣子是防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象的有效措施。
4.外界原因造成的互調(diào)
發(fā)射器并不是互調(diào)信號(hào)的唯一來源,而來自外界的物理結(jié)構(gòu)的變化使信號(hào)互調(diào)中無(wú)法阻止的。當(dāng)發(fā)射器功率很大時(shí),附近生銹的白鐵皮房頂或者是圍墻都能起到非線性二極管的作用,它們的變化還與天氣因素有關(guān),因此,這種變化是很難防止的,在排除干擾時(shí)要考慮這種因素的影響。
5.信號(hào)覆蓋區(qū)域重疊
引起信號(hào)覆蓋區(qū)域重疊的原因很多,你的網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)的'覆蓋區(qū)域在一個(gè)信道或是多個(gè)信道上超過規(guī)定的范圍,天線位置不正確、發(fā)射器功率過大或是外部環(huán)境的變化都可能引起信號(hào)覆蓋區(qū)域重疊,比如原來這里有一棟高樓,當(dāng)拆除這棟高樓后周圍的信號(hào)覆蓋就會(huì)發(fā)生變化,可能引發(fā)覆蓋區(qū)域重疊。
6.廣播發(fā)射器諧波
一些廣播電臺(tái)發(fā)射的大功率信號(hào)源可能產(chǎn)生信號(hào)諧波,例如一個(gè)10MW的發(fā)射器很容易產(chǎn)生一個(gè)10M的諧波,這個(gè)諧波足以干擾附近的移動(dòng)通信,象這樣的情況避免發(fā)生諧波的方法是移遷通信天線以避開發(fā)射器,或者是重新分配頻率方案使得造成沖突的發(fā)射器附近的通信基站使用的是不受其諧波能量影響的信道。
二、抗干擾信號(hào)處理技術(shù)
隨著通信技術(shù)的發(fā)展,干擾和抗干擾技術(shù)也在不斷的發(fā)展進(jìn)步,以下是常采用的新型的抗干擾技術(shù)。
1.擴(kuò)頻技術(shù)
擴(kuò)頻抗干擾的基本原理是降低干擾的功率密度或碰撞概率,但不能完全消除誤碼。通過擴(kuò)頻技術(shù),可以把信號(hào)隱藏在噪聲中,采用很寬的頻帶形成偽噪聲通信,這對(duì)窄帶干擾會(huì)有很強(qiáng)的抗干擾能力。
2.快速跳頻
快速跳頻是針對(duì)中、低速跳頻通信系統(tǒng)易受跟蹤式干擾而采用的一項(xiàng)技術(shù),它的原理是:移動(dòng)通信系統(tǒng)以高于信息速率的跳速在很寬的頻帶上進(jìn)行頻率跳變,比目前的跳速提高100倍以上,它能有效地對(duì)抗敵方的跟蹤式干擾和轉(zhuǎn)發(fā)式干擾,能消除寬帶移動(dòng)中多徑效應(yīng)造成的不利因素,大大提高數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的誤碼性能,從而提高可通率。
3.多輸入多輸出技術(shù)
MIMO是近年來在無(wú)線傳輸領(lǐng)域出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù),它采用在發(fā)射端通過多個(gè)發(fā)射天線傳送信號(hào),在接收端使用多個(gè)接收天線接收信號(hào),這種技術(shù)可以極大地提高無(wú)線通信的性能和容量。由于MIMO技術(shù)提供的信道容量大,這就為數(shù)據(jù)率提供了一個(gè)很大的變化范圍,因此,在速度域上能實(shí)現(xiàn)抗干擾;另外,MIMO技術(shù)與OFDM、時(shí)空編碼相結(jié)合,就能實(shí)現(xiàn)在時(shí)域、頻域和空域上的抗干擾,是一項(xiàng)正在深入研究的新技術(shù)。
4.虛擬智能天線技術(shù)
虛擬智能天線技術(shù)是通過使用同一地理區(qū)域或類似的其他通信設(shè)備天線之間的相互作用,實(shí)現(xiàn)了類似智能天線的功能,提高了天線信號(hào)接收端的干擾比和抗干擾性能,一個(gè)智能天線能同時(shí)抑制來自不同方向的多個(gè)敵方干擾,使信號(hào)干擾比提高很多。實(shí)現(xiàn)智能天線技術(shù)的關(guān)鍵是多通道信號(hào)處理和多通道信號(hào)的交互,智能天線的抗干擾技術(shù)不亞于一部抗干擾電臺(tái),智能天線技術(shù)已發(fā)展較為成熟。
5.軟件無(wú)線電技術(shù)
軟件無(wú)線電技術(shù)是將模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的硬件單元以總線或網(wǎng)絡(luò)的方式連接構(gòu)成基本平臺(tái),并通過網(wǎng)絡(luò)加載實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線通信功能。它可以實(shí)現(xiàn)各種電臺(tái)互聯(lián)互通的無(wú)線網(wǎng)關(guān),可實(shí)現(xiàn)空中轉(zhuǎn)信的多功能空中平臺(tái),可進(jìn)行智能化通信偵察與抗干擾的電子對(duì)抗系統(tǒng)。
總的說來,無(wú)線通信的抗干擾技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一定的程度,從發(fā)展趨勢(shì)上看,不再僅僅局限于信號(hào)處理上,而是向多元化、綜合抗干擾的方向發(fā)展。凡事都有利弊,各種無(wú)線信號(hào)多了起來,而這個(gè)空間是一定的,信號(hào)之間必然會(huì)產(chǎn)生相互干擾,所以,隨著無(wú)線信號(hào)的發(fā)展,抗干擾的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,它在保障信號(hào)的暢通方向起至關(guān)重要的作用。
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