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通信网络中的干扰与抗干扰技术综述

作者: 发布时间:2020-01-21 16:25:51 阅读: 49 次

摘要:随着通信网络的飞速发展,网络环境日趋复杂,来自多方面的信息干扰也日益增多,如何提高通信网络的抗干扰能力是当前通信网络中的一个研究热点。本文首先对通信网络中存在的干扰进行了讨论和总结,进而对当前所应用的抗干扰技术进行了分析和阐述。

关键词:通信网络;网络环境;抗干扰

 

随着技术的发展、社会的进步,通信网络的规模和复杂性日益增大。当前的通信网络按照通信介质可以分为有线通信和无线通信两种。其中无线通信网络是我们日常应用中最为广泛的通信方式,其应用范围已经涉及到个人、国防、政府机构、商业机构等多个领域。但是由于电磁频谱空间具有开放特性,频率的获取或接收没有定向性,因此无线通信网络中的信息传输的安全性和可靠性就受到了非常大的考验。尤其是无线空间内传播的电磁信号越来越多,自然环境逐渐恶劣,人为破坏日益严重等使得通信网络不得不面多来自多方面的,多种多样的信息干扰。这就为在通信链路中采用适当的抗干扰技术以提高链路的抗干扰能力的问题变得尤为迫切。

1 通信网络中存在的干扰概述

通信干扰主要是指在某些特定的条件或者环境下发生的,因其通信质量严重下降甚至造成通信中断的现象。

若按照干扰信号来源对通信网络中的干扰进行分类可以分为自然干扰和人为干扰两种。其中自然干扰是指自然环境的突发变化对通信网络产生的信号干扰,如火山爆发、雷电天气、太阳黑斑、电离层衰落、客观物体对电磁波的反射或者吸收等都是自然干扰。而人为干扰则是指有意识的、具有针对性的、故意消弱或破坏通信的干扰,最为明显的例子就是在电子对抗中,一方利用发射机发射某种电磁波,以影响另一方对信号的接收,使其不能正常工作等。

若按照干扰信号的调制方式对通信网络中的干扰进行分类可以将其划分为以下几类:键控干扰、音频杂音调制干扰、脉冲干扰、纯噪声干扰。其中键控干扰是指利用未经调制的单频信号对通信网络中的信号进行干扰,这种干扰主要存在于依赖听觉的无线电报过程中;音频杂音调制干扰是指使用某一杂音信号对载波进行调幅、调频、调相等以扰乱正常的通信;脉冲干扰则是使用脉冲信号生成器产生一系列的脉冲信号并将这些信号以非常高的频率发射出去,这种干扰作用时间短,但是干扰强度非常大;纯噪音干扰则是一种自然存在的随机干扰,这种干扰是不可避免的,但是对通信网络的影响不明显。

若按照干扰强度进行划分,则干扰信号的强度大大超过正常通信信号强度,使得通信失真度超过50%的干扰为压制性干扰;干扰信号强度与正常通信信号强度接近,是的通信失真率达到15%~20%的干扰为强干扰;干扰信号较正常通信信号强度小,干扰影响不明显,信号失真度不超过5%的干扰为若干扰。

2 通信网络中的抗干扰技术

为提高通信网络的健壮性,多种抗干扰技术被应用到信息编码、信息传输和信息接收等过程中,以提高信息的抗干扰能力。

2.1 扩频通信技术

扩频通信技术将信号进行扩频处理,利用可控的冗余码增强信号的抗干扰性和可纠错性。其中扩频通信技术中的调频技术是是一种相对成熟的抗干扰通信技术,其利用G函数产生调频图案,进而对数据进行调制,然后采用相关跳的方式提高调速,提升码速率,同时,由于调频的时间很短所以在抗跟踪干扰和抗多径衰落等方面提高了信息传输性能。

调频通信系统具有非常强的抗干扰、抗多径抗截获能力,且易于组网,扩展性好,是现代通信中主流的抗干扰通信技术之一。

2.2 信源与信道编码技术

信源编码和信道编码将通信信息按照特定的编码规则进行编码处理,不仅可以提高信号的传输速度,还可以在信号信息中添加纠错信息来敢删通信链路的性能。其基本思想是引入可控的冗余信息,使信息序列和冗余信息之间存在某种相关性,在接收端对信号进行接收时,译码器根据预定的相关性对所接收的信息序列进行检查,若发现错误信息,在可控范围内还可以进行恢复。

2.3 分集接收技术

分集接收技术主要是在接收端进行的信号增强技术。其将接收到的经过干扰和衰落信道的多个信号进行处理,合理利用这些信号在不同码段的能量来改善接收信号的质量,从而减少干扰对通信信息的影响。这种技术不需要在发射端增大发射功率即可改善接收信号的质量,具有非常广泛的应用。

2.4 功率控制和波束赋形技术

所谓功率控制技术是指在发射端对发送信号的能量进行控制,如增大发送功率等,进而提高信号在信道中传输的功率,增大信噪比,控制有用信号不至于被淹没在干扰噪声中,提高信号的抗干扰能力。波束赋形技术则是按照接收端的位置使用一定的硬件技术手段和软件技术手段来约束信号的发射方向,减少来自其他方向的干扰影响,进而提高系统的抗干扰能力。

其他如自适应路由选择技术、DSP处理技术、告诉APD转换技术等也可以用来提高通信网络的抗干扰性能。

 

 

总结

在无线网络中使用抗干扰技术适应了当前通信网络的发展趋势,适合当前高速数据传输的性能需求,增强了通信网络的灵活性、实时性和鲁棒性,具有非常实际的应用意义。

 

 

参考文献

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