抗干扰卫星通信（精选12篇）

抗干扰卫星通信 第1篇

1 卫星通信系统可能存在的干扰种类

卫星通信系统可能存在的干扰种类主要有以下四种:一是卫星通信系统之间的干扰。虽然是使用相同的频段并且距离很近的不同的卫星通信系统之间也可能产生干扰;二是地面无线电系统与卫星通信系统之间的电磁干扰。这类干扰涉及的内容较多, 主要包括由雷达系统产生的信息干扰, 由广播电视系统产生的干扰, 与地面相同频段的微波通信系统之间产生的干扰, 还有来自工、科、医等机械设备的干扰, 或者是相同频道工作的地球站由于质量不符合规定产生的干扰, 或是由于实际操作失误而造成的干扰等;三是来自自然界的天电干扰。这种类型的干扰的内容主要包括:太阳系的星体发生爆炸以及太阳黑子爆炸而产生的宇宙射线以及流星雨从而产生干扰, 或者是电离层闪烁以及卫星蚀等情况。以上几种类型的干扰都属于天文自然现象, 是无法避免的。另外一种重要的干扰类型就是人为干扰。主要包括人们对卫星通信上行信号以及下行信号的各种干扰, 比如, 频率阻碍或者是盗用等情况。这几种类型的信息干扰的特性存在较大的差距, 对卫星通信系统也产生了不同的影响。因此, 为了有效地保证卫星通信系统的正常运行, 需要全面地综合地采取各种抗干扰措施, 加强对干扰因素的对抗, 从而有效地避免卫星通信系统遭受干扰, 主要从降低干扰压制比以及提高干扰系统的容限两个方面着手。

2 卫星通信中常用的抗干扰技术

2.1 天线抗干扰技术

由于卫星通信系统分布的范围比较广泛, 并且涉及的空间地域比较大, 因此, 很容易受到干扰。而抗干扰的首要目标就是实现优化的、灵活的卫星铜系系统的覆盖, 促使卫星接收天线能够在最大的限度上接收我方的卫星信号, 并且能够“零化”敌方的干扰。卫星通信系统中最常见的一种抗干扰技术就是天线抗干扰技术, 天线抗干扰技术主要包括智能天线技术、自适应调零技术以及相控阵天线技术等。自适应调零技术工作的原理是:主要是利用一些大型的, 并且具有多波束的卫星接收天线, 将一个赋形的卫星天线照射到某个指定的区域, 一旦卫星信息系统检测到干扰信息, 就会自动地将干扰方向的点波束关闭, 最终实现抗干扰的目的, 使用自适应调零多波束天线能够在一定程度上减轻干扰信号的电平。智能天线主要是根据无线信道环境的具体变化, 自动地调整天线图的实际方向, 从而保证天线性能保持在最佳状态。使用智能天线, 能够同时抵御各个不同方向的干扰, 甚至能够将信号比提高到几十倍左右。采用智能天线抗干扰时, 主要是充分地利用敌方和自身的信号幅度、编码、空间方位或者是频谱的不同特点, 通过信号对各阵元进行自适应处理, 自动调整和优化天线阵的方向图, 有效地增加我方的天线信号, 最终实现空间滤波的目的。智能天线主要是由天线阵列、自适应信号处理以及信号通道三个部分组成。相控阵天线技术也是一种抗干扰的重要措施。相控阵天线技术在运行时, 是根据战场形势的具体变化, 加强对卫星发射天线指向的有效控制, 最终促使波束的覆盖面积随着用户运动的变化而变化, 而且卫星天线波束的形状与卫星通信系统的抗干扰能力有着直接的关系, 因此, 需要选择具有高抗干扰能力的波束形状。同时, 我们还面临一个重要的问题, 就是如何在尽可能短的时间内判断出多个干扰方向然后自动进行调零。许多专家提出采用免疫遗传算法的自适应天线调零方法, 在低SNR, 快拍数少的条件下, 对收敛速度、精度以及波束形状上进行改进。

2.2 星上处理技术

星上处理技术主要是利用上、下行链路之间去耦, 有效地减少或者是完全消除上行干扰对下行链路的干扰, 同时, 有助于避免转发器进入饱和状态。星上处理技术涉及的内容比较广, 主要包括:星上信号解调再生、解跳/再跳、解扩/再扩、速率的转换、多波束转换、智能自动增益的有效控制以及译码/编码等内容。

2.3 自适应编码调制技术

自适应编码调制技术具有明显的通信自适应特征, 可以应用在一些使用无线信道通信的传输技术上。在使用自适应编码调制技术时, 首先需要对信道进行估计, 主要是通过回传信道将信道的具体状态信息传输到发送端, 然后根据不同的信噪比自适应地调整编码方式以及调制方式。如果信噪比过低, 则需要使用比较低的信息速率;如果信噪比比较高时, 则应该采用比较高的信息速率, 只有这样, 才能有效地提高信道利用率比固定速率的系统, 最终实现信道传输的可靠性。科学性, 从而优化信道的整体性能。自适应编码调制系统性能受到多种因素的影响, 比如自适应回路延时、链路状态估计算法以及调制编码方案的粒度等因素。相对于自适应方案而言, 自适应编码调制技术能够有效地提高功率增益, 为了更好地提高自适应编码调制系统的性能, 需要尽量选择一些具有较大功率并且具有更高频利用率的编码调制方案。

2.4 无线光通信技术

无线光通信技术是通过大气这种传输媒介进行光信号传输, 如果信号收发的两个端机之间存在无遮挡的视距路径, 并且具有足够的光发射功率, 则可以使用无线光通信技术。FSO属于一种物理层的传输机械设备, 可以在任何的传输协议上进行叠加, 并且可以对声音、数据信息以及图像等业务进行透明传输。一个无线光通信系统都是由发射机、接收机以及信道等三个基本部分组成的。在进行点对点传输时, 每一端都需要设置相应的光发射机以及光接收机, 从而可以实现全双工的通信的目的。光发射机的光源受到电信号调整的影响, 主要可以利用光学望远镜, 利用大气信道将光信号传输到接收机望远镜里;在光接收机里, 可以通过望远镜收集光信号, 紧接着将光信号积聚在光点检测器中, 通过光检测器将光信号转化成电信号。FSO明显具有速率高、频谱资源丰富以及频带宽等显著特征, FSO一般是利用红外光线进行传输, 通信系统的工作频端基本保持在300GHz以上, 这种工作频端是不受到限制的;FSO的相关协议实现透明化, 具有较高的安全性和保密性, 而且各个电波之间不存在干扰的情况;FSO的架设比较灵活多变, 并且快捷, 使用的成本相对比较低。目前, 许多发达国家都在大力研究光通信技术, 比如, 美国, 英国以及欧洲其他国家等。激光空间链路技术取得了较大的成就, 并且逐渐向长波长、大容量、远距离、低功耗、小型化、一体化以及星间组网的方向发展。

2.5 限幅技术

限幅技术是目前使用范围最广泛的一种抗干扰技术, 限幅技术能够有效地避免转发器中的功率放大器受到通信的上行干扰的影响进入饱和状态。对于理想中的限幅器而言, 需要具备特定的限幅特性:在输入高功率信号时能够具备很高的信号衰减功能, 在输入低信号功率时, 应该只存在一个很小的插入损耗。通信限幅主要分为软限幅以及硬限幅两个方面。硬限幅转发器主要是在非线性的状态下开展工作, 大信号压缩小信号, 如果发生连续波干扰时, 此时的压缩比是最严重的。PIN限幅器的主要功能是避免发生后面的灵敏接收机电路受到自身发射脉冲泄漏功率以及其他靠近的大功率微波信号损坏重要的器件的情况。现阶段, 碳化硅第3代宽带隙半导体材料是发展最为迅速, 并且应用前景最为广泛的微波功率器件材料, 碳化硅的击穿电场强度比较高, 大约是硅的8倍, 其热导性能大约是硅的3倍, 电子饱和漂移速度是硅的两倍左右, 因此, 碳化硅有助于提高相关器件的抗辐射功能。软限幅转发器的工作区域主要分布在在线性区以及限幅区两个区域, 其压缩比与干信比、干扰类型以及限幅门限关系密切。在限幅的过程中, 由于受到非线性的影响, 会产生强信号, 从而抑制小信号, 促使信噪比不断下降, 最大时可以达到6d B, 相比较而言, 软限幅较硬限幅有大约4d B的性能改善。

3 卫星通信抗干扰技术的发展趋势

卫星通信抗干扰技术的研究是一项长期而艰巨的任务, 在进行卫星通信技术研究的过程中, 需要特别关注以下问题的研究:在加强新的卫星通信抗干扰技术研究的基础上, 积极探索出更多的新的科学的通信体制, 设计出一套预测能力强, 并且具有最低限度保障的卫星通信系统。这种卫星通信系统不仅需要具备信号处理技术, 而且能够在卫星上综合使用各种不同的抗干扰技术抵抗各种类型的干扰, 同时, 需要在组网能力和业务支持种类方面具备很高的灵活性。以下加强卫星通信系统的研究主要可以在以下方面努力:一是加强智能天线技术的研究。智能天线技术主要包括天线反射面的形状设计, 将获得理想波束作为设计目标, 加强对微带平面天线的深入研究, 相控阵Mt3A技术以及盲波束形成技术的研究等;二是加强对混合扩频技术以及自适应扩频技术的研究。比如, 可以根据混沌序列以及密码序列设计的相关原理, 找寻性能较好的跳扩频码;三是根据卫星信道的特征, 找寻最佳的信号调整方式, 加强对多制式、多数据率的调制解调器的研究。

4 结语

综上所述, 现阶段, 卫星通信系统的抗干扰技术的种类比较丰富, 比如, 天线抗干扰技术、无线光通信技术、限幅技术等。加强对卫星通信系统的抗干扰技术的研究, 提高其抗干扰的实际操作能力, 最终促使卫星通信系统在军事活动中发挥更加重要的作用。

参考文献

[1]官圣春, 刘爱军.基于透明转发器的卫星通信抗干扰技术及仿真系统[J].解放军理工大学学报 (自然科学版) , 2013.11 (22) :109-110

[2]滕蕾, 徐可.基于小波分析的卫星数字电视抗干扰技术的应用研究[J].2012-第八届卫星通信学术年会, 2012.12 (33) :178-179

无电通信抗干扰(教案) 第2篇

作业准备

1、清点人数

2、宣布作业提要

课目：复杂电磁条件下无线电通信抗干扰

目的：使同志们了解复杂电磁条件下无线电通信干扰的主要形式和特点，掌握抗干扰的基本手段和方法，提高在复杂电磁条件下完成通信保障任务的能力。

内容：

1、敌实施电子干扰的手段；

2、受电子干扰的种类和特点；

3、抗干扰的基本方法。时间：30分钟

方法：理论讲解、组织练习、小结讲评 地点：专业教室

要求：

1、认真听讲，做好笔记；

2、勤于思考，踊跃发言。

作业实施

[提示要点] 同志们，我们今天所要学习的是复杂电磁条件下，无线电通信抗干扰。随着信息时代的到来，通信作为信息的传输渠道，被一下子从战争的后台推到了前台，成为战争进程中敌我双方争夺的焦点。本世纪初，以美国为首的多国部队发动了伊拉克战争。国防大学金田教授针对在这场战争发表了题为《“人间蒸发”的共和国卫队》的文章，文章中写道：“共和国卫队由南北两个军构成，共编为３个装甲师、１个机械化师、２个步兵师和若干个独立旅，总兵力约１４万人。主要负责保卫伊首都巴格达。战争之初，各国军事专家都认为在巴格达的郊外将会发生此次战争中最激烈的战斗。然而，当美军的地面部队兵临城下时，巴格达城内几乎见不到这支部队的影子，只有大量被丢弃的坦克、火炮和散落的共和国卫队军旗证明着这支部队存在过。”那么，为什么共和国卫队会“人间蒸发”呢？美国的战争报告给出了答案。原来，在战争之初，美军即以精确火力打击，摧毁了伊军的通信枢纽和指挥中心。随着美军地面部队的不断推进，又先后利用电子战飞机、无人机、电子战分队等电子对抗力量对共和国卫队的指挥控制中心、通信枢纽实施干扰。导致共和国卫队的通信联络陷入瘫痪，同时又利用各种通信渠道散布萨达姆政权已被推翻、战争已经结束等假消息。共和国卫队的士兵在得不到上级指令、真假消息又难以分辨的情况下，早已军心涣散、无心应战，纷纷丢下武器，扮成平民，逃出了巴格达。由此我们可以看出，在未来信息化战争条件下，如何面对复杂的电磁环境，保障通信畅通，已是摆在我们每一个通信兵面前的一个不容忽视的课题。那么今天，我们就来共同研究这一课题。[理论讲解] 首先，我们学习第一个内容：

一、敌实施电子干扰的手段

从近几年信息化战争来看，敌对我无线电通信实施干扰主要有四种手段：

（一）机载式干扰

目前，在美国和北约大部分国家军队中，军、师级编有电子战旅、团。以电子战飞机为主要装备，遂行战斗全过程中的电子侦察、对抗任务。有人机载干扰装备有AN/USQ-113电子战系统。该系统是EA-6B“徘徊者”电子战飞机上的专用通信干扰系统，90年代末进行了升级，安装有新的接收机、功率放大器和发射机。升级后，可同时侦察定向１４个目标，并对８个频段进行干扰。

在电子战营、连则编有较多数量的无人机载干扰装备。“龙式”电子战项目是美军制式无人机载干扰装备，载具是“美洲鹰”无人机。于1995年首次试飞。该系统的双天线安装在机身舱门一侧，在飞行期间从机头下方的垂直位置展开，预计到2010年开始服役。可以对工作在20～500兆赫范围内的无线电网络进行干扰。

（二）车载式干扰

北约很多国家装备有“犀牛”机动式高频波段探测器-干扰系统，其频率范围为1.5～30兆赫，输出功率为1千瓦。它采用时分技术，具有多信道干扰能力，可对频率捷变、猝发或每秒数十跳的跳频通信系统进行干扰。

（三）便携式干扰

由于轻便，便携式干扰装备可以由单兵携带到敌方网络系统附近实施干扰。一般在战斗实施阶段对作战对手的重要指挥机构进行干扰、侦听。Pacjam便携式干扰系统由英国BAE系统北美公司生产，由三个单元组成，包括接收机/发射机单元、电池组单元和天线单元，仅重30千克。尽管一般小型系统的干扰功率非常有限，但Pacjam在100～500兆赫频率范围内的干扰功率可达100瓦左右，发射间歇干扰信号可达3小时。

（四）投射式干扰

投掷式通信干扰系统可用火炮、火箭炮发射，也可以从飞机上投掷，到达目标上空后，使用降落伞悬挂在空中缓慢下降或是直接降落到地面实施干扰。具有布置迅速、全自动工作等优点，近年来为一些发达国家的军队所重视。

俄罗斯研制了一种可安装到122毫米多管火箭炮内的干扰机有效载荷，干扰发射时间可在1小时以上，可覆盖1.5～120兆赫频率范围。

二、无线电通信干扰的种类和特点

通过以上学习，我们可以看出敌通信干扰是多种多样的。但不管是什么样的干扰手段，从工作方式来讲，不外乎以下几种：

１、全频干扰

全频干扰是指敌干扰装备的频率覆盖范围大于等于我通信装备的频率范围。使我通信装备的所有工作频率均受到干扰。这种干扰的特点是可以压制数个无线电通信，但由于发射功率分散，在所覆盖的频率范围内的不同频段，干扰效果有较大的差别，部分频段可以采取硬抗的方式进行反干扰。

２、定频干扰

定频干扰就是干扰装备对无线通信装备的工作频率施放干扰，其干扰频带窄，通常与被干扰信号的频率基本相同。优点是干扰功率较集中，效果好。缺点是要求干扰频率与被干扰信号频率准确重合，不能同时干扰多个信号频率。

３、阻塞干扰

阻塞式干扰是指干扰装备采取类似跳频电台的工作方式，对一定频带内的全部频率进行循环干扰。对于在频带内在某一个频率上工作的通信装备来讲，干扰是断续的。这种干扰方式综合了上面两种干扰方式的优点。即在保证在较小功率的情况下，又可在较大频率范围内进行有效干扰。但同时缺点也是明显的。只要操作熟练，我通信装备可在干扰间歇采取猝发通信的方式进行最低限度的通信保障。通过以上的学习，我们可以看出，由于技术和战术等方面的限制，任何先进的干扰手段和方式都不可避免的存在着缺陷。只要我们熟练掌握手中武器，练就过硬的技术，采取灵活的战术，就可以在复杂的电磁条件下，针对这些缺陷，完成通信保障任务。

那么，我们可以采取那些方法来对敌不同的干扰手段和方式进行反抗呢？对于这个问题，在我们进行学习之前，我想请同志们利用我们已掌握的专业技能，结合上面所学习的内容，谈一谈自己的看法。有哪名同志先来谈一谈？

（好，第四名，请你谈一谈）

（第四名：刚才在学习时，您讲到对付阻塞式干扰可以采取猝发通信的方式。我们刚刚装备的ＴＢＲ―１２０Ｃ电台正配备了猝发终端，我们可以事先在猝发终端内将可能用到的指挥内容以短语的形式存储起来，在被干扰时就可以快速的进行调用。）

（第三名：我补充一下，我们新装备的电台还具有跳频功能，采用跳频功能也可以有效抗敌干扰。）

（两名同志讲的很好，尤其第四名同志，能够利用刚刚学习的内容提出自己的看法，说明该同志上课时能够认真听讲，积极思考，希望其他同志向第四名同志学习。还有哪名同志谈谈自己的看法？）

（第一名：报告，我认为还可以采取快速改频的方式避开干扰、恢复沟通。）

好，刚才三名同志针回答的很好，总结出的三种反干扰手段有着很强的操作性和实用性。那么，还有没有其它的对抗手段呢？没有同志回答，那么我再问一个问题，那就是是不是我们只要受到干扰就必须采取以上对抗手段呢？

（第三名：报告。我认为答案是肯定的，因为我们既然已经受到干扰，再不采取以上对抗手段怎么能够有效沟通呢？）

好，第三名同志提出了自己的看法，同意他的看法的请举手。（第四名）

第二名，你不同意第三名同志的意见，那就请你谈谈你自己的看法。

（第二名：是。我认为第三名同志的观点是错误的，他的错误之处在于，他把被干扰和被完全干扰混淆了。通过以前所学习的知识，我们知道从理论上讲有干扰是绝对的，没有干扰是相对的。因此，我认为即使被敌干扰，但只要通信信号强于干扰信号，我们就应该继续在原工作状态下工作，以避免出现混乱。）

好，第二名同志能够将所学知识活学活用，这一点值得我们学习。我同意第二名同志的意见。在未被完全干扰的情况下是最基本、最重要的抗干扰方法。

好，同志们，刚才大家就我提出的问题，都提出了自己的意见。归纳大家的意见我们可以得出三种对抗手段，我们分别称之为“硬抗”、“软抗”、“巧抗”。

下面，我们就来学习一下这三种方法的具体内容。为了使同志更好的掌握这三种方法。我们采取模拟演示的方式进行讲解。演示时，我们共同组成通信网。由我做主台，大家分别为属台。下面我们开始学习第一个内容：

（一）硬抗是反干扰的一项重要方法。特别是在情况紧急、来不及采取其它方法时，必须坚持硬抗。在硬抗过程中，要求我们具有顽强的意志和过硬的技术，才能在一定的干扰条件下坚决完成通信保障任务。为保证通信内容的正确，在干扰强度大时，可以发慢些、多发几遍或分段发送。

（二）软抗： [解难答疑] 同志们，刚才我们对本课内容进行了学习，针对刚才所学内容，同志们还有哪些地方不明白的吗？

（第二名：报告！我有一点不明白。通过刚才的学习我们看到未来作战对手拥有大量的先进的干扰装备。面对这些先进的干扰装备，我们只凭手中装备，运用刚刚所学的三种基本方法，就真的能摆脱敌干扰，完成通信保障任务吗？）

好，第二名同志所提出的问题，是个很现实的问题，正如我们所看到的。我们现装备的电台虽然比较先进，可与敌先进干扰装备相比，确实还有比较大的差距。但我们更应该看到，任何先进的武器装备都不是尽善尽美的，都不可避免地存在着各种弱点。只要找准敌先进武器装备的“软肋”，熟练掌握我们手中装备，一样可以完成上级交给的各项任务。科索沃战争期间，美军有２３０余枚巡航导弹被击落。击落这些巡航导弹的秘密武器，就是南联盟军队所装备的苏制双３７高炮。单从武器装备上来看，巡航导弹对３７高炮，是一个严重失衡的不等式。然而，当加上人的因素后，这个看似胜负立辨的不等式却发生了逆转。因此，我们只要熟练掌握手中武器，灵活运用对抗手段，实现人与武器的最佳结合，才有可能在未来信息化条件下的高技术战争中完成通信保障任务。[归纳小结] 好，同志们，今天我们学习了在复杂电磁条件下通信抗干扰的有关内容，主要从三个方面进行了学习，第一个内容旨在使同志们了解敌对我通信装备实施干扰的基本手段。第二个内容系统分析了干扰的种类和特点，为我们找准抗干扰的方法提供依据。第三个内容，抗干扰的手段是我们今天所要学习的重点内容，希望同志们要熟练掌握。为了便于大家掌握，我对这三种手段进行了归纳：

硬抗：稳、慢、清 软抗：快、简、跳 巧抗：准、熟、分 希望大家能够熟记，并在平时的训练中加以灵活运用。今天的课就上到这里。（讲评！）

作业讲评

无线通信抗干扰技术性能研究 第3篇

【关键词】无线通信 抗干扰 技术性能

【中图分类号】TN92【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）06-0038-01

1.前言

隨着个人移动电池的发展，用户摆脱了有线终端，实现了个人终端的移动性。在无线通信中，跳频技术和扩频技术得到了广泛应用，软件无线电技术也日趋成熟。然而，无线通信的干扰源和干扰性能也在不断发展，无线通信面临着前所未有的严峻形势，电子对抗明显加剧。无线通信中需要抗干扰技术的发展，并且对无线抗干扰技术的需求也在逐渐增加。

2.无线通信系统的抗干扰技术的现状分析

在研究无线通信抗干扰技术的性能之前，我们应该对现有的无线系统抗干扰技术的现状进行一定的了解。在对无线抗干扰技术的探索过程中，需要注意的主要问题就是抗干扰测量算法和工作中如何评估系统的性能。其评价方法有以下三种类型：（1）通过理论分析得出算法和系统的算法公式。通过理论分析来得出系统性能，这样具有高精度，也可以应用于数据采集。但是这种方式的限制条件比较多，更有理论分析，所以就不能很好地使用复杂的情况。

（2）通过计算机模拟来得出相应的数据。这种方式可以有效的解放人类劳动，能够提高工作的效率和降低成本。但因为计算机不能够完全有效地模拟实际的通信场景，因此，其实用度就会缺乏一定的安全性能，不能够在实际的无线通信设备抗干扰工作中给出一种稳定的数据分析方法。

（3）通过各种硬件测试平台去进行数据分析和统计。这种方式能够减少算法分析的时间和系统性能，可以更好地模拟实际场景。但是由于其成本比较高，在论证阶段的参数和测试周期比较长，不能够高质量地保证数据的完整性[2]。

3.无线通信抗干扰技术的性能影响因素

3.1无线网络通信的传播环境具有一定的复杂性

无线通信的传播环境比较复杂，可以从地理条件的复杂性和传播环境的多变性这两个方面反映出来。在无线信号传输过程中，由于地理距离存在差异性，在信号传输的过程中必然会遇到一些复杂的地理环境，这样会使信号出现损耗问题。例如，当信号穿过山脉、河流和高层建筑的时候，可能会导致终端接收机不能够得到一个稳定的信号，或者信号减弱甚至完全消失。除了地理环境存在一定的复杂性，在信号传输过程中还可能会遇到其它信号的重叠干扰，从而使得原有信号失去原来的质量或者出现信号消失的状态。

3.2互调干扰对无线通信设备的影响

在无线通信设备的运行过程中，当出现几个不同的信号时，其频率经过非线性电路时将会产生一个具有相同频率的信号，多组信号之间的冲突将会使得信号受到干扰。常见的是受到发射机、接收机和信号干扰等外部因素引起的。这三种类型的干扰对无线通信的准确性和及时性会产生很大影响。所以，如果不能够及时有效地解决这些问题，无线通信设备将会无法正常进行运作。

4.无线通信抗干扰技术分析

4.1频谱扩展抗干扰技术

（1）DS直接序列扩频。这种方法能够有效扩大有用信号的频带宽，降低单位功率，减少功率谱密度。热噪声和信道噪声功率谱也会比较低，噪声信号就会淹没，这样就会使信号不容易被别人发现。利用这种方法进行传输的信号，其被截获概率比较低，好隐蔽和多路径抗干扰[3]。

（2）FH跳频技术。这种技术属于多个频率的键控，是通过代码序列进行选，它可以通过跳载波进行频谱扩展。这种技术的抗干扰手段相对成熟，抗干扰能力强，已经广泛用于今天的公民通信和战术通信当中。自适应跳频主要有两部分：一是自适应频率，可以实时监控干扰频率，并且技术上采取措施以确保有效频率能够顺利进行传输；另一方面是功率的自适应，它指的是无线通信的信号发射方能够自适应信号的传输功率，这样能够保证正常接收较低的输出功率。自适应跳频技术还包括FCS频道的搜索方法，能够监视空闲信道，保证干扰频率可以及时恢复正常通信。

4.2非频谱扩展的抗干扰技术

（1）天线自适应技术。自适应天线在理论上是随着时间变化，而且其数量很多，这是最智能的天线技术。更重要的是它可以使用信号来处理算法，并且能够定位和跟踪不同类型的信号，可以动态抑制干扰信号，能够获得最大的输出信号。当受到空间运动干扰源干扰的时候，自适应天线将会使得波瓣的位置进行变化，使其转到零点的位置，这样就能抑制干扰信号。当遇到宽带干扰信号时，自适应天线就能够形成相应方向的广角切口来进行对抗干扰，能够有效保障传输信号的质量[4]。

（2）通信猝发技术。当无线信号在空间的曝光暴露时间相对较长时，信号受到干扰的可能性就会越大。通信猝发技术可以使通信速度加快，能够减少信号的传输时间，使得信号被检测到的概率大大降低，使破译难度增加，能够减少信号被假装或者被欺骗。猝发通信需要先存储信息，然后以数十倍的速度发出信号。它可以使用抗干扰的高功率脉冲，因为信号传输的时间比较短，使得信息被截获的概率减少。

5.结论

无线通信抗干扰技术的性能会随着信息技术的发展而朝着多样化、多元化的方向全面发展。在进行无线信号传输的过程中，需要充分预测和分析当前无线通信抗干扰技术的发展状况，采取针对性措施，使用一些先进的无线通信抗干扰技术，提高无线信号的抗干扰性能，有效保障信号的正常传输。

参考文献：

[1]征惠玲.国外无线通信抗干扰技术研究进展[J].电讯技术，2014，04：524-528.

[2]李莉.无线通信抗干扰技术及发展趋势[J].科技传播，2010，20：186.

[3]刘洋，李燕南，兰关军.浅析无线通信抗干扰技术的新发展[J].中国新通信，2013，08：15.

军用卫星通信抗干扰技术研究 第4篇

提高卫星通信在严酷信息战环境下的生存能力,是军用卫星通信面临的迫切问题。对卫星通信的干扰可分为故意干扰和非故意干扰两类。对于非故意干扰,可以通过完善管理制度、加强系统间协调以及其他技术手段解决;军用卫星通信抗干扰技术研究主要是针对敌方利用专门的干扰设备对卫星通信的各个环节进行的以破坏其正常通信为目的的人为故意干扰。

1 卫星通信抗干扰的出发点

军事通信的对抗,不外乎“抗、躲、藏”的技术措施,军用卫星通信也不例外。“抗”是卫星通信抗干扰技术的根本,“躲”和“藏”是抗干扰技术手段的灵活运用,在某些时候可以起到事半功倍的效果。本文主要讨论以“抗”干扰为主的技术措施。

通信干扰方的基本目的是用尽量小的代价破坏敌方的可靠通信;而通信方则需要基于以下假设条件设计抗干扰的通信系统:① 完全不受任何干扰的通信系统是不可能实现的;② 干扰方事先掌握了系统的大部分参数,如频段、定时、通信量等;③ 干扰方事先不知道伪随机的扩频序列(或跳频编码)。设计抗干扰系统的基本思想,就是使敌方成功破坏通信的代价尽可能地大。

设计抗干扰通信系统时,通常都力求迫使干扰方将它有限的资源以下面的几种形式分散开来:① 分散到一个很宽的频带上;② 分散到尽可能长的时间上;③ 分散到不同的空间位置上。因此,常采用以下的设计:① 扩展频谱:通过直接序列扩频或者跳频实现;② 随机发送:通过时间跳变实现;③ 空间识别技术:采用窄波束天线,可以迫使干扰从天线的旁瓣进入接收机,进而通常受到-25~-30 dB的衰减;④ 联合采用上述几种方法。

要提高卫星通信的抗干扰能力,必须是全系统多方面的综合考虑。包括系统的通信体制选择、纠错编译码、帧结构设计、冗余设计、加密设计等,最主要的抗干扰手段还是在信道传输方面采取多种抗干扰措施。

2 卫星通信抗干扰的技术措施

2.1 星上抗干扰措施

星上采用抗干扰技术,保护转发器不被干扰、堵塞是提高整个卫星通信应用系统抗干扰能力的最直接、最有效的手段。其常用方法是智能天线、Smart-AGC和干扰限幅技术。采用智能天线进行对干扰调零,可使干扰受到衰减25~30 dB,同时,转发器接收机输入加滤波防止带外对强干扰,再加入Smart-AGC或干扰限幅对消技术,使强干扰受抑制,使系统不易被堵塞。

基于多波束技术的星载智能天线能够根据其所处的信号环境非常灵活地形成所需要的波束,也就是说,当它处于发射状态时能形成方向图零点对准干扰或者高增益超低副瓣电平的波束,使得卫星信号不容易被敌方截获;当它处于接收状态时能自动地调整方向图零点指向干扰,同时保证在期望信号方向上的增益几乎不受影响。可控点波束技术是实现简单、效果显著的具有较高抗干扰能力的区域卫星通信手段。

Smart-AGC为基于包络处理的自适应限幅技术,它利用一种零区可变的非线性变换电路来抑制强干扰。零区根据干扰信号包络的大小自适应地调节,使尽量多的干扰落入零区而被消除。无干扰时或干扰很小时,工作在线性状态。如何实时而准确地检测干扰信号包络是该技术的关键。

星上抗干扰措施可以用于透明转发器或处理转发器。

2.2 上处理技术

处理转发器相对于透明转发器有明显的抗干扰优势。卫星通信的传输性能是由上行和下行载波噪声功率比(C/N)综合决定的。处理转发器的一个作用是将上行与下行线路分开,并对上行干扰加以识别、处理,使其影响减到最小或加以消除。其基本组成是:上行跳频、扩频信号的解跳、解扩、解调、译码和分接,以及提供下行用的编码、复接、调制、扩频、跳频等。

星上的信号处理主要包括4类:

① 对数字信号进行解跳、解扩、解调再生,然后再进行相反的过程,使噪声不会积累;

② 进行其他更高级的信号变换和处理,如上行FDMA变为下行TDM信号;

③ 在不同的卫星天线波束之间进行信号交换;

④ 星间链路,在不同卫星之间进行迂回路由。

星上处理技术是避免卫星通信遭受“侦收下行,干扰上行”这一卫星通信常见干扰手段的有效方法。

2.3 新型强抗干扰通信体制

(1) 跳频

提高跳速、扩展跳频带宽是跳频通信的发展方向。提高跳速可以防止敌方进行跟踪式干扰,跳频带宽的增加则直接提高了通信系统的抗干扰处理增益。如美国的军事星跳频速率大于10 000跳/s,跳频带宽达到2 GHz。

自适应跳频是增强抗干扰能力的重要手段,当跳频系统某个频率段受到干扰时,系统自动识别已经被干扰的频率(坏频点),自适应地改变跳频图案,重新跳到无干扰的频段。是克服“盲跳频”避免“三分之一干扰频点门限”的有效手段。自适应跳频的关键技术包括受干扰频率检测与估计、干扰频率替代算法、频谱监测及谱分析等。

(2) 直接序列扩频

直接序列扩频是最常用的通信抗干扰手段之一。窄带干扰抵消是直接序列扩频技术提高抗干扰能力的重要手段,可以采用时域干扰抵消或频域干扰滤波的方法。频域滤波方法实时性好、对数字化处理程度要求高,关键是高速实时、多比特、大点数FFT/IFFT算法的硬件实现。自适应扩频是指扩频参数自适应变化,当敌方干扰较强时,可增大扩频比降低信息传输速率来提高系统抗干扰能力;若敌方干扰减弱,信道质量好时,可减小扩频比提高信息速率,以提高信道的利用率。

直接序列扩频参数捷变技术可以有效提高传统扩频信号抗截获性能,该技术又不过多地占用通信频带和地址码,如直扩小跳频、跳码等。

直扩小跳频通信

直扩小跳频是指在直扩通信的过程中,扩频信号的载波频率在一个较小的范围内(相对扩频带宽)按一定的规律快速抖动。与常规的直扩通信相比,直扩小跳频不具有额外的抗干扰能力,但对于提高系统的抗截获、抗侦收性能却非常有效。

直扩跳码通信

在传统的直扩系统中,通常采用周期较短的m序列或GOLD码作为扩频码,这种二值序列具有较强的周期性,码数量较少,因此抗截获性能也较差。如果在通信过程中变换扩频码型或扩频码的某些参数,则可大大提高信号的抗截获性能。跳码通信是指先采用短周期扩频码扩频(利于系统的快速同步),同步建立以后再将扩频码切换为混沌序列或快速改变扩频码的初始相位,以提高通信信号的抗截获性能。

混沌系统对初始条件高度敏感,即使对于同一个映射关系,也可以通过改变初始条件产生大量的相关特性好、几乎无周期的混沌扩频序列。因此在直扩跳码通信系统中,通信过程中可以采用混沌序列扩频,以提高通信信号的抗截获性能。

(3) 混合扩频

采用两维或三维混合抗干扰技术体制也是国内外抗干扰通信体制发展的一个趋势。例如:采用跳/扩混合体制。采用跳/扩混合体制的好处是集跳频和直接序列扩频二者之长,可以对抗多种形式的干扰信号。而且在技术实现上容易获得大于50 dB甚至更高的抗干扰处理增益。

2.4 智能化一体化抗干扰终端技术

智能化一体化抗干扰终端技术是新型军用通信系统对调制解调设备提出的新要求。在数字化终端的基础上,利用软件无线电技术,中频以下部分用综合基带设备的通用硬件实现,各种电路功能均用软件算法模块实现,构成一个开放式的软件无线电平台。既可以在硬件不变的情况下,通过改变或下载软件,方便地改变其性能/功能,也可以在通过更换或增加部分处理模块,使其在投入不大的情况下,使抗干扰终端功能和性能升级。通过软件无线电实现对抗干扰终端的重配置,可以以最少的通用硬件满足各种数据类型的需要。

不同的卫星通信体系必然包含多种不同的通信体制和数据类型,智能化一体化抗干扰终端可以为简化终端设备,增强互通能力起到积极作用。智能化一体化抗干扰终端在地面和空间均有很好的应用前景。

2.5 扩展频段,发展毫米波、光通信

美国的国防通信卫星系统(DSCS)、英国的天网(Skynet)和北约(NATO)卫星都工作在多频段,还增加了提高抗干扰性的EHF(44 GHz)频段。美国的军事星系统使用60~70 GHz的星际链路。毫米波通信极大地扩展了通信频段,为高处理增益的抗干扰体制确立了先决条件。而且,毫米波波束窄,利于点波束和干扰调零的实现。

卫星通信采用光通信时和电波之间不存在干扰问题,而且光通信能实现1 Gbit/s以上的大容量卫星通信,美国NASA、欧洲ESA、日本等国正在大力研究光通信技术。

2.6 智能组网技术

智能组网技术是指抗干扰通信网系可以自动感知电磁环境,对受干扰程度作出分析判断,实时调整通信系统的网络结构。

对于空间传输网路,建立多种路由传输方案。当系统受到不可抵御的强干扰时,主动关闭某些传输通道,减少系统承载信息量,根据优先级别,优先将重要信息迂回到其他路径进行传输。当干扰分析与识别设备发现干扰消除时,能自动恢复到正常工作状态。

对于卫星地面应用系统,组网模式以集中式为主,网络中心站要考虑机动、备份。各个卫星通信系统既自成网系,又可以通过抗干扰终端互联互通。首先将多个大中型地球站进行统一管理,设定优先级别。各个小地球站能够使用不同的卫星,不同频段的转发器接入大中型地球站。首先要确定卫星资源和对系统容量进行分析计算。然后制定平时、战时,针对不同级别用户的多种预案。在每一种预案中考虑如何实现网络的管理和抗干扰终端参数改变的策略。

智能组网技术是面向通信过程和网络、系统的,可以最大限度地利用现有的天基通信资源,提高卫星通信的抗干扰能力和生存能力。

2.7 空间段转移技术

在战时恶劣的电磁环境下,通信卫星可能因受到强干扰或物理性摧毁而无法正常工作,在卫星失效的情况下,为了保障重要通信节点之间的低限度通信,可以将卫星通信转移到“备份星”或其他军用或民用卫星资源上进行通信(空间段转移)。

采用通过空间段转移,能够有效提高卫星通信的抗毁能力。

除此之外,常见的抗干扰措施还包括高效纠错编码技术、猝发通信、重叠隐蔽通信(PCMA)、宽带信号干扰对消技术、自适应功率控制技术等。在某些应用条件下也有较好的抗干扰能力。总之,卫星通信的抗干扰措施可以从空间段、地面段、网络层等几个方面进行综合考虑,多种手段同时运用,可以大大提升整个卫星通信系统的抗干扰能力。抗干扰卫星通信系统的设计就是要结合技术实现的难易程度和目前能达到的技术手段,各取所长,最终设计出具有强抗干扰能力的卫星通信系统。

3 结束语

卫星通信是天基综合信息网的桥梁,军用卫星通信在国防建设当中发挥着越来越重要的作用。然而,在现代电子战争环境下,卫星通信的环境又是十分恶劣的,它不可避免会受到敌方的侦收、干扰和攻击等威胁。因此,认真研究卫星通信系统的抗干扰、抗截获、抗摧毁的有效策略,提高卫星通信系统的生存能力是目前军事卫星通信发展的当务之急。

参考文献

[1]姜康林.外军卫星通信的发展与启示[J].空间电子技术,2002(3):1-6.

第三代移动通信系统抗干扰关键技术 第5篇

第三代移动通信系统的主流标准WCDMA/TD-SCDMA/CDMA都采用了码分多址方式，CDMA码分多址系统是一个干扰受限制系统，在信息的传输中，存在着多址干扰，多径干扰和远近效应，任何能提高系统抗干扰性能的技术都能提高CDMA的系统容量，本文针对移动通信中存在的各种干扰，对第三代移动通信系统采用的抗干扰关键技术进行了介绍。这些技术包括：空分多址智能天线技术，用于抗多径干扰的RAKE接收技术，抗多址干扰的联合检测技术，并对这些技术在特定系统中的性能进行了仿真。

2 智能天线

智能天线利用多个天线阵元的组合进行信号处理，自动调整发射和接收方向图，以针对不同的信号环境达到最优性能。智能天线是一种空分多址(SDMA)技术,主要包括两个方面：空域滤波和波达方向(DOA)估计。空域滤波(也称波束赋形)的主要思想是利用信号、干扰和噪声在空间的分布，运用线性滤波技术尽可能地抑制干扰和噪声，以获得尽可能好的信号估计。

智能天线通过自适应算法控制加权，自动调整天线的方向图，使它在干扰方向形成零陷，将干扰信号抵消，而在有用信号方向形成主波束，达到抑制干扰的目的。加权系数的自动调整就是波束的形成过程。智能天线波束成型大大降低了多用户干扰，同时也减少了小区间干扰。(学电脑)

3 2D-RAKE接收机

3.1 2D-RAKE接收机原理

智能天线抑制干扰的能力在多数情况下受天线阵元个数的限制，且当感兴趣信号存在多个非相关多径时，阵列只保留其中的一路信号，而把零陷对准其它信号，这样，阵列能够减小由非相关多径带来的干扰，但未能发挥路径分集的优势，因而是次最优的。为此，联合时域和空域处理的接收技术成为研究的热点。

当信道存在多径时延扩展，且时延大于一个码片周期时，这些多径信号既是多径干扰，又是一些有价值的分集源,由此产生了2D-RAKE接收机。目前2D-RAKE接收机讨论最多的是应用在WCDMA上行链路。

空时RAKE接收机首先对存在角度扩展的多个路径分量进行波束成型，以降低DOA可分辨的其它用户信号产生的多址干扰或期望信号的非相关多径分量，然后将经过空间滤波后的信号送入RAKE合并器，以充分利用延迟可分辨的期望信号的多个路径的能量。空间波束形成旨在衰减干扰信号，而时间多径合并旨在利用有用信号。

与时域和空域一维干扰抑制不同的是，空时二维干扰抑制不再使用强迫置零条件，而是考虑噪声的存在，使用优化准则。空时处理有名的优化准则有两个，一个是空时最小均方误差准则，另外一个是空时最大似然准则(习惯上称作最大似然序列估计MLSE准则)。

3.2 2D-RAKE仿真环境参数设置和假设：

WCDMA上行链路，IMT-2000车载A信道模型，天线阵天线采用8阵元均匀线阵，阵元间隔为1/2λ。

物理层参数符合WCDMA要求：1) 载波频率：2GHz ；2)Chip速率：3.84Mcps ；3)采样速率：3.84*8=30.72Msps；4)OVSF扩频：DPDCH(16)，DPCCH(256)；5)不考虑信道编码和交织；6)用户Kasami码加扰

3.3 仿真结果分析：

(1)当天线无过载时(用户数小于8)，2D-RAKE接收机比传统RAKE接收机有明显的性能改善，能有效的对抗多址干扰，

(2)传统RAKE接收机在没有信道编码时4用户，由于多址干扰严重，BER在10-1出现地板效应，而2D-RAKE接收机则可以达到10-2以下的性能，但在10-3出现地板效应。如要获得更好的性能，必须依靠信道编码技术。

4 联合检测技术

传统的接收技术是针对某一用户进行信号检测而把其他用户作为噪声加以处理，在用户数增多时，导致了信噪比恶化，系统性能和容量都不如人意。联合检测技术是在传统检测技术的基础上，充分利用造成多址干扰的所有用户信号及其多径的先验信息(信号之间的相关性时已知的：如确知的用户信道码，各用户的信道估计)，把用户信号的分离当作一个统一的相互关联的联合检测过程来完成，从而具有优良的抗干扰性能，降低了系统对功率控制精度的要求，因此可以更加有效地利用上行链路频谱资源，显著地提高系统容量，并削弱了“远近效应”的影响。

5 智能天线结合联合检测(SA+JD)在TD-SCDMA中的应用

5.1 SA+JD的工作原理

TD-SCDMA系统结合使用了智能天线和联合检测技术：1)智能天线消除小区间干扰，联合检测消除小区内干扰，两者配合使用；2)智能天线缓解了联合检测过程中信道估计的不准确对系统性能恶化的影响；3)当用户增多时，联合检测的计算量非常大，智能天线的使用减少了潜在的多用户; 4)智能天线的阵元数有限，对于M个阵元的智能天线只能抑制M-1个干扰源，而且所形成的副瓣对其它用户而言仍然是干扰，只能结合联合检测来减少这些干扰；5)在用户高速移动下，TDD模式上下行采用同样空间参数使得波束成型有偏差；用户在同一方向时，智能天线不能起到作用；还有对时延超过一个码片的多径造成的码间干扰都需要联合检测来弥补。

5.2 SA+JD仿真环境参数设置：

TD-SCDMA上行链路,单小区，IMT-2000的室内、步行和车载A信道模型，天线阵天线采用8阵元均匀线阵，阵元间隔为1/2λ。

物理层参数符合TD-SCDMA要求：1)载波带宽1.6MHz ；2)Chip速率：1.28Mcps；3)不考虑信道编码和交织 。

5.3 仿真结果分析

仿真结果表明，通过智能天线和联合检测相结合，TD-SCDMA系统能在ITU要求的三种多径环境下工作在满码道，同时具有较好的抗干扰性能。

6 第三代移动通信系统抗干扰技术的展望

联合检测用于解决多用户之间的干扰问题，而RAKE接受用于解决多径干扰问题，两者虽然不能直接比较，但实现上可以研究在联合检测前加上RAKE接收的算法。此外，第三代系统对多普勒频移的要求更加严格，如何增加RAKE接收机的分支数目，对多径进行有效地分离、调整、选择与合并，需要更加深入地研究。

由于系统的复杂度和成本考虑，智能天线和联合检测这两种技术主要在基站采用，下一步探索在移动终端使用2D-RAKE或者干扰消除(IC)的可行性。此外学术界还提出了下行链路的多用户传输技术--联合发送(JT)，即把联合检测转到发送端来执行，旨在提高下行链路的实际数据传输速率和简化移动台的设计。

抗干扰卫星通信 第6篇

关键词 电子通信工程 抗干扰接地 分析研究

中图分类号：TN914 文献标识码：A

在一般情况下电子通信装置表现为，等电位接地，没有内部电压，电流不通过。但实际上，信号源必须通过装置然后返回地面，因此，为了实现上述目标状态必须是令人满意的。客观方面，地面的概念：返回到原信号电流低阻抗路径。存在于在地面上的阻抗，是将出现在不同点上的对应点的方式错误，如果地面电位有显着的偏差，这样会导致正常运行电路的目的无法实现。因此，技术人员必须在切实可行的方法，可以有效地利用的实践过程中，让中间的接地电位可以被保护。

1 电子通信工程中，其设备抗干扰接地需要注意的事项

根据大量的实践结果表明，在电子与通信工程干扰设备接地过程中必须充分注意以下内容：继电器，电路和驱动电机的接地线通常被称为噪声，它是必须和其他区分各类电线；复杂的电线必须从其他电线分开，并在特殊情况下，达到电绝缘的效果；科学有效的信号源连接到地面，测量设备，在这个过程中要注意的事项是，这是一个主要的有效增强人体免疫力的测试系统，同时可以提高系统的性能，数字信号和模拟接地信号。接地最好是设置成这两个模式，当然，这个过程中，可能会发生干扰的数字信号的模拟信号的现象，为了有效地防止发生这种现象，连续的两个信号需要一个公共点；不论任何表现系统，一般的模拟信号更容易受到干扰，因此相关方面的模拟信号地要求是比较高的，如连接和区域等因素。数字电路信号，负载了地面的噪音，信号源的模拟电路信号基于它们的属性和索赔的具体情况是不一样的，你需要点接地然后使它连接到一个共同点体。

2 抗干扰接地的方式

2.1 最大限度的降低电力系统的环路和环路的干扰

一般情况下，虽然多点接地，可以最大限度地减少阻力，但在工程实践中，接地回路的可能性也出现显著改善，这是直接决定多点接地的。此外，地面平面和电路元件，将始终是一个比较大的电容器的数量，在这种情况下，如果流经电容的电流，分别在此，有断路现象，其结果有很大的几率将直接影响整个系统的性能。不用说，电流流过的情况下，肯定会有低电压产生，其结果是，如果交变磁场是非常强的，独特的结构设计必须是这样地，如果有很大的交变磁场，增加的环路面积后，它会使检测电压再次加强。在此相信学过物理的或许都知道，在事实上，干扰磁场的磁场强度达到一定的水平，这样在电子设备的工作中会成为真正的罪魁祸首，那么整个电子装置和其相应的电路元件将显着减少的量的电磁兼容性，最终影响到电子设备，如果该条件是特殊的，整个系统是无法实现其效果，而在此时我们也应该去检查电路的电压是否正常。

因此，在实际的实践中，一般工人的共模电抗器和光学耦合器的环路电流在地面充分利用，但执行的中断处理和压缩处理，在这个过程中，可以实现降低了接地回路为目的的电子设备的干扰。如果在响应于一个低频电路中的处理的工作人员，则在操作的（下转第49页）（上接第47页）过程也可以被平衡电路的操作通过引进装置干扰的作用，充分发挥。除了这些因素，其地面的真实位置，真实的数字地面到接地回路等，就可以有一个非常大的影响，因此，发生在选定的位置，然后，当时位置的数量，必须考虑仔细选择，根据充分整合自己的实际情况和需要来决定。

2.2 地面本身阻抗减小

通常情况下电阻和电感两部分组成的接地阻抗。通常状态下，电阻在低频电路中起着至关重要的作用。在DC ，接地电阻计算公式为：RDC = S / A，代表导体电阻率 ，S代表通过电流在导体长度，A代表接地线的横截面。根据公式可以得出，如果一致的材料的长度，横截面面积的大小以扩大在地面上的地面降低接地电阻。交变电流，由于趋肤效应系数，电流集中在导体的表面上，导体的实际的横截面面积减小，从而增加了电阻。在这种状态下，电阻值有： RAC = 0.076 1/2RDC，表示导体的半径，表示通过导体的电流频率。结合这两个公式可以得出，增加的横截面面积的导线的电阻，从而可以有效地降低电阻。

通过以上的分析结果，在高频率中，为了能够有效地减少接地阻抗，导线长度可以缩短。与此同时，在施工过程中，铜作为电路系统的接地线，可以起到同样的作用，降低了阻抗。详细的操作模式，最大限度地利用多点接地，以此来确保该系统顺利通过所有的地面最近的接地线连接到地平面，这将有效地缩短地线的长度的办法之一。

总之，电子通讯设备在地面下进行有效的设计是必不可少的，为了有一个良好的产品品质和高性能的使用效果，必须认真负责的采取接地设计，所以设计工作有关的人必须尽一切努力设计地面，从而使电子通信设备的正常运行，以便在该地区有一个可靠的保护。

参考文献

[1] 谭智斌，周勇.我国电子通信制造业技术创新能力评价分析[J].现代管理科学，2006（8）.

[2] 孙艳，郭伟. 从电子通信设备制造业看FDI技术转移的机制[J].河北理工学院学报（社会科学版），2005（2）.

完善卫星通信抗干扰技术体系研究 第7篇

一、卫星通信面临的潜在的干扰

卫星通信系统主要分为上行链路和下行链路, 上行链路面临的潜在干扰是主要是电磁干扰, 如陆地固定式干扰机、机载干扰机和干扰卫星发射的干扰电磁信号, 下行链路主要面临的是飞航式、机载式通信电磁干扰, 但是下行链路被干扰时, 干扰源在覆盖范围和信号干扰强度上都较小。因此卫星通信系统的上行链路干扰处于相对薄弱环节。上行链路面临的干扰依据不同的划分标准可以划分为多种不同的干扰类型。如按照干扰的形成方式可以划分为欺骗式干扰、压制式干扰和搅扰式干扰;按照干扰信号的频谱形式可以换分为瞄准式信号干扰、部分频带式信号干扰、扫频式信号干扰和阻塞式信号干扰等。西方发达国家的通信干扰技术的频率范围是0.5GHz到20GHz之间, 干扰信号的脉冲峰值功率甚至可以达到10万W级上, 干扰类型众多。

二、卫星通信常用的抗干扰技术

卫星通信抗干扰的主要目标是对信息数据、信息载体和信息传播方式进行有意识的处理, 从而有效提高通信接收端的输出信干比, 提升信号的抗干扰能力, 使卫星通信系统能高效实现有用信息的传递。卫星通信抗干扰技术主要有:通信扩展频谱技术、通信抗干扰天线技术和编码调制技术等。

(1) 天线抗干扰技术。

由于卫星通信网络空间跨度很大, 通信很容易受到干扰, 因此卫星通信抗干扰的核心方案之一就是完善和优化通信卫星的覆盖结构, 以便即使某一方向受到强烈的通信干扰, 仍然能保障我方天线能顺利接受卫星通信信号。具体的天线技术包括多波束天线技术 (MBA) 、智能天线技术和自适应调零天线技术等。MBA最大的优点是能灵活控制卫星发射天线指方向, 尤其是相控阵MBA, 可灵活选择卫星天线的波束形态以有效提高通信抗干扰能力;自适应调零天线主要原理是通过自适应加权来调整和优化天线阵, 尽可能地降低卫星通信受干扰程度;智能天线技术则主要是在自适应天线的抗干扰技术基础上, 通过优化阵列信号处理并利用数字波束形成技术来降低信号受干扰程度。

(2) 扩展频谱抗干扰技术。

与传统的无线通信通过扩频与天线阵列技术结合的抗干扰技术不同, 卫星通信的抗干扰技术对扩频的技术要求更高, 因此卫星通信的核心抗干扰技术之一就是扩频抗干扰技术。扩频抗干扰技术一般分为直接序列扩频技术 (DS) 和调频技术 (FH) 。直接序列扩频技术可将接收到的信号进行解扩转化为窄带信号, 窄带干扰信号也可被解扩为宽带信号, 再通过窄带滤波器进行能量滤除, 有效降低信号干扰度。而FH技术则通过在多种载波频率之间进行随机切换的方式进行抗干扰, 相对于DS技术, 调频在带宽较宽的情况下更为实用。

(3) 编码调制抗干扰技术。

当卫星通信系统的数据遇到差错控制的问题是需要FEC技术进行解决前向纠错。前向纠错可利用的FEC码主要是卷积码。当卫星通信遇到干扰时, 可采用级联编码方案进行解决, 该技术拥有两种简单级联码, 相对于单一码有更多的编码增益。而卫星通信抗干扰可利用包括恒包络调制方式、PSK技术、连续相位调制方式、格状编码调制技术等调制方式进行抗干扰调制。针对不同的频段信号采用相应的调制方式可以有效提高卫星通信系统的抗干扰容限。

三、建构完善的卫星通信抗干扰技术体系

卫星通信抗干扰技术是卫星通信系统安全运行的保障, 必须加强完善的抗干扰技术体系的研究。现代卫星通信抗干扰技术主要朝优化星上信号处理、综合运用多种抗干扰手段并且由灵活的组网能力和业务的抗干扰体系方向建设。智能天线技术要加强相控阵多波束天线技术和盲波束形成技术的研究以获得理想波束;加强混合扩频和自适应扩频技术的研究, 提高通信扩频抗干扰能力;加强卫星通信信道研究, 寻求最优通信信号调制方式;加强对抗复杂干扰时频的干扰低效算法研究, 同时加强可有效整合多种卫星通信抗干扰技术的信号传输方案的研究, 建构出完善的卫星通信抗干扰技术体系。

摘要：本文以卫星通信干扰技术为研究对象, 通过对卫星通信技术可能面临的干扰技术类型的和相关抗干扰技术方案的分析, 结合现代卫星通信抗干扰技术的革新和发展趋势, 在克服现有卫星通信抗干扰技术的不足的基础上, 试图探索出一种能整合运用多种有效抗卫星通信抗干扰技术的优化卫星信号处理的新型卫星通信体制, 推动卫星通信抗干扰技术的理论研究。

针对卫星通信抗干扰策略的探讨 第8篇

关键词：卫星通信,抗干扰

不论是在民用领域还是军事领域, 卫星通信技术都有广泛应用。一般情况下, 干扰方会使用攻击微波电磁频谱、定向能控制来形成干扰, 抗干扰主要是采取多种措施, 加强空间信息系统的生存能力, 防止干扰方拦截传输的信息, 对我方造成不利影响。由此可见, 提高卫星通信的抗干扰能力是极为重要的。

一、卫星通信系统的主要干扰

1.1星间信道干扰

星间通信信道是保证环球通信的必要因素, 较为常见的是星间信道收发路径的干扰, 毫米波、微波等窄波束一般为星间信道所采用, 一般采用通信天线方向图、跳频和扩频等措施达到抗干扰的目的。

1.2上行信道干扰

一般情况下, 通信干扰机、通信发射机位于大气层内或者海面、地面上, 固定、机载、车载干扰机以及干扰卫星等都会造成电磁干扰。干扰时需要为发射机取得1:1的干信比, 所以, 干扰机辐射功率要远远高于通信机辐射功率, 我们可以采取扩频或者跳频的方法获得功率优势, 进一步减小干扰, 卫星接收机可以采用天线自适应调零技术。

1.3下行信道干扰

这种情况下, 通信干扰机、通信接收机都位于海面、地面或者大气层中, 而通信发射机一般位于卫星上, 机载、伞挂、飞航干扰机等都会产生电磁干扰, 对于干扰信号来说, 其信号辐射方向、干扰覆盖面积等不及通信机, 但是其距离和功率相对于通信机有很大优势。我们可以采用综合抗干扰策略、旁瓣遮挡技术对抗干扰。

二、抗干扰原理分析

当通信系统接收到干扰后, 如果要保证系统正常工作, 那么系统干扰容限必须大于接收机的输入干信比, 用公式表示就是:

所以, 要达到抗干扰效果, 可以从提升干扰容限和降低干信比两个方面入手。主要措施有降低实现损耗和接收、发射天线增益等。

三、卫星通信抗干扰技术

下面将从几个方面详细的分析卫星通信抗干扰技术。

3.1扩频技术

目前, 卫星通信抗干扰技术最基本的方式就是扩频技术, 这种技术主要是扩大带宽, 让带宽大于传输所需最小带宽, 通过使用无关码序列达到扩展频谱的效果, 简单来说, 扩频技术是信息传输方式的一种;在信号接收端接受信号并解扩以恢复信号。

这种技术有几个方面的优点, 例如抗干扰性能较好、安全、保密性较高、不会对其他设备造成干扰等。再者, 频谱不同, 扩频技术可以分为FH (跳变频率) 和DS (直接序列扩频) 两种方式。

3.2天线抗干扰技术

在卫星通信抗干扰的诸多方式中, 天线抗干扰技术是最为常用的, 这种技术具有很强的灵活性, 能够实现较大的卫星覆盖面, 天线抗干扰技术一般有相控阵天线、智能天线、自适应调零技术等。

3.3自适应编码调制技术

ACM技术也就是自适应编码调制技术, 适用于无线信道通信设备, 例如卫星等, 这种技术具有信道自适应的特点。主要原理是自适应改变调制和编码方式, 实现方式是给发送端输送信道状态信息。如果信噪比较高, 那么采用的信息速率较高, 如果信噪比较低, 采用的信息速率较低, 力求达到最佳的整体性能。

3.4无线光通信技术

这种技术主要是传输光信号, 运用大气作为传输媒介, 如果光发射功率足够, 并且接收端、发送端之间有视距路径就能实现无线光通信。运用这种技术, 可以透明传送图像、语音等其他多种数据。信道、接收机和发射机是无线光通信系统必需的组成部分。

四、结束语

综上, 首先分析了卫星通信受到的几种干扰, 然后简单分析了实现抗干扰效果的原理, 最后针对卫星通信抗干扰技术, 详细介绍了目前较为常用的几种抗干扰技术。

参考文献

[1]于夫, 董鑫.卫星通信抗干扰体制及关键技术研究[J].舰船电子工程.2013, (06) :122

[2]薛永, 孙博, 曾小金, 栾珊.卫星通信抗干扰技术分析[J].国际太空.2012, (08) :41

抗干扰卫星通信 第9篇

关键词：自适应跳频,卫星通信,多频时分多址

多频时分多址技术,其本身的抗干扰能力相对比较薄弱,我国为了能够提高多频时分多址的在卫星通信领域的应用能力,便将其与跳频技术之间相结合。从而使多频时分多址技术能够提高其抵御干扰的能力。自适应跳频技术就是将自动信息的量化分析作为应用前提的一种跳频技术。自适应跳频能够有效地在卫星通信工作中达到自适应,进而更好地避免其受到频点干扰,保证卫星通信过程中能够有效地降低所受的干扰,提高我国卫星通信的质量

一、多频时分多址技术概念

多频时分多址存在着很多的波载信道,而且其帧结构能够将这些载波通过一定的规律进行划分,将其分成若干帧,再将这些已经划分的帧时进行二次划分,划分成时隙,通过这种两重载波划分技术,来保证卫星的正常使用,在整个操作过程中,波载之间的通信速率存在着差异,通过帧结构,与二重划分技术来保障客户能够灵活的进行业务的接入,也能够大幅度的提升卫星通道的利用效率。多频时分多址技术还具备良好的时间基准,该项时间基准能够做到全网范围统一。在进行卫星通信时,很容易出现一些设计到功率以及频率和定时的控制。多频时分多址技术的在多频时分多址技术中,其网内终端能够及时的根据客户的需求进行时隙的跳变,通过这种跳变来实现突发载波的接收工作。

二、自适应跳频技术与其抗干扰躲避

现如今,卫星通信领域的常见集中抗干扰的方法就是通过链路抗干扰方式,将链路分为上行链路和下行链路。两种。自适应跳频技术的以其信号的特点可以分为宽带、部分频带、多频连续波以及频率跟踪这四种。良好的控制效果,是自适应跳频技术发展的核心,通过其控制对干扰信号进行有效的抑制。与普通的跳频技术相比较。自适应跳频可以通过增加干扰检测装置等手段进行干扰的实时控制。在接收器中安装相应的抗干扰装置能够有效地实现对通信质量的时控评估。

(一)自适应跳频干扰躲避方式

在自适应跳频中,通过集中控制和分布控制来实现干扰的自适应躲避,下面就对这两种方式进行分析:

第一种就是集中控制方式:集中控制方式主要就是在干扰的检测端架设干扰检测的设备,实现对干扰信号以及对应信道状态的实时监控,当出现被干扰频点的时候,便将其下发。当入网终端对干扰频点完成接收之后,就能够将跳频频率中的干扰频点进行实时屏蔽。自适应跳频技术就是通过集中控制的方法,从而实现干扰的躲避,而且也极大程度的提高了其躲避干扰的效果。集中控制方式额特点在于,当处在干扰躲避的时候,对受干扰频点的实时、准确的检测可以脱离业务站来进行。从成本的角度来说,整个系统中仅需要安装一个抗干扰检测设备就能够保障干扰的实时监测以及卫星通信的正常运行。

分布控制方式对业务站的建设数量有着较好的要求,其主要就是将干扰检测设备划分到每一个相应的服务站中去。当下行链路出现干扰频点的时候,通过这种方式,业务站能够及时的对突发进行接收和检验。分布控制方式就是对发送和接收频点信号进行检测,并将其作为依据从而实现干扰的躲避。分布控制具有较强的实时性,当干扰信号发生改变的时候能够做出快速反应。

第二种就是分布控制方式:自适应跳频躲避的不足:不管是集中控制还是分布控制,其主要都是用在卫星通信的上行链路的干扰躲避和处理,对与下行链路的抗干扰能力比较薄弱。我国现如今的集中控制检测方法,尚且不能将其他业务区的下行链路中的一些主要频点进行检测。不管是集中还是分布,当主站的下行链路收到干扰之后,其他业务站均会收到干扰频点的影响。有时候,分布控制还会导致通信结果偏差,出现严重的丢帧现象。

(二)自适应跳频躲避不足的解决方法

如何能够有效地解决自适应跳频躲避所存在的问题,是我国卫星通信干扰躲避研究的重点所在。有学者就提出了将分布检测作为干扰检测的基准,然后将其与自适应跳频多频时分多址进行关联,从而提高卫星对干扰的躲避能力和检测能力。当收到干扰的时候,网内业务站,要首先运用内置干扰设备对其进行检测,并对信道受干扰的情况进行分析。在保留分布控制的优势的同时,将检测结果准确的传递到突发申请上,当主站接收到突发的时候,就能够采用相对应的方法,实现对上行链路和下行链路的识别。

三、结语

从上文研究中可以看得出,多频时分多址系统作为基础,然后将其自适应跳频技术中较强的强抗干扰能力相结合。将分布式干扰检测为依托,将整个网络中的干扰分布状态进行有效的综合性分析。在保证卫星通信信道的上下行链路相关干扰的高质量躲避的前提下,提升其频谱的干扰利用率,然后将干扰对通信系统的负面影响降到最低,我国现阶段应该加强对自适应跳频技术的改革和创新,将多频时分多址技术进行完善,从而实现上行链路与下行链路的实时监测,增强其对受干扰频点的记录与计算能力,从而保证卫星通信系统更好更快的发展。就我国卫星系统现状而言,多频时分多址技术还是当前较好的卫星通信抗干扰技术。

参考文献

[1]严彬,许进.自适应滤波技术在扩频通信系统抗窄带干扰中的应用[J].电子技术,2014(03).

[2]全厚德,李苏阳.一种跳频抗干扰方案的设计及其性能分析[J].海军工程大学学报,2013(04).

[3]吴绍谦.针对卫星通信抗干扰策略的探讨[J].中国新通信,2014(12).

无线通信抗干扰技术研究 第10篇

无线通信的传播环境就是我们所处的环境，无线通信的传输形式是通过电磁波，地磁波在传播中会受到很多因素的影响，这就造成了无线通信的弊端。无线通信的干扰类型很多，由于无线通信的调制技术以及传播原理的不同，带来的就是不同种类的干扰。一般主要体现在三个方面：多址干扰(MAI)、共道干扰(CCI)、码间干扰(ISI)。干扰出现一般是在特定的频段、带宽、以及调制方式等等情况。本文所指的干扰是影响我们传播的自然产生的干扰，是外界干扰，笔者对于无线通信中几个重要的抗干扰技术进行了分析，并且提出了我国无线抗干扰技术的发展趋势问题。

1 无线通信抗干扰技术

(1）跳频技术

跳频技术是无线抗干扰的一种形式，通过扩展频谱的方法，实现载波频率在多个频率上的伪随机跳变，这样就能有效的解决在无线通信中某一频段上的强干扰信号。跳频就是在规定的载波频率下实现伪随机码的跳变过程，这种跳变体现的是频移键控方式。在频谱上就是将信号通过随机的不同带宽内的跳变来实现随机性，当然接收方与发送方已经达成了传输跳变的规律，在传输中应用到跳频技术，然后接收方通过发送方的解调技术实现信息的获取。

跳频技术其实是基于香浓公式来计算的抗干扰技术，香浓公式为：

其中C为最大信息传输速率，B为码元速率，S/N为信噪比，这就体现出了信道带宽作用机制。跳频扩频(FHSS)技术的应用很好的解决了干扰问题。

(2）扩频技术

扩频技术一般应用在军事抗干扰以及移动通信系统当中，扩频技术有两个应用，一个是跳频系统，另一个是直接扩频系统。信号在频域下的形式体现出来的是时域下的反对称形式，时间上有限的信号在频域下式无限延展的，比如窄带脉冲信号，它的频谱带宽很宽，所以在无线通信中将信号按一定的抽样频率，抽样成为一定时间间隔的脉冲信号，这种信号的码元速率就会很高，这样对于干扰的影响就会降低。下面我们就介绍扩频技术的抗干扰容限问题。

扩频技术在无线通信中的抗干扰能力的强度可以表示为以下公式：

其中Mj为抗干扰容;G为处理增益;(S/N)out为信息数据被正确解调而要求的最小输出信噪比;Ls为接收系统的工作损耗。通过这个公式我们就可以看出在扩频系统中的一定处理增益下，就可以得到系统的抗干扰能力的评价，也就是我们求出的Mj，一般干扰容限为20dB左右，这就说明系统能在干扰功率高于扩频信号功率20dB的环境下正常的工作。

(3)MIMO技术和智能天线

MIMO技术目前应用在802.11n无线局域网技术当中，MIMO技术就是通过多入多出的机制实现对于信道传输信息的增强，通过对天线来一直信道衰减，保证信号功率下降低。MIMO技术通过在发射方进行多天线设置，接收方也多天线设置，这样的话就会提高无线通信系统的新能以及信道容量，信道容量C表示公式如下：

信道容量表示的是信号所能传输的信息量，加强信道容量，根据香浓定理，也就是码元速率增加，实现的就是信噪比增大，这样就直接提高了系统的抗干扰能力。通过智能天线的增加，实现的就是信道容量大的增加。

(4）混合技术

混合技术是对于多种抗干扰技术的结合，体现的就是对于实际的无线通信系统，通过干扰因素的分析，实现针对不同的干扰采用不同的抗干扰技术的结合。比如在DS/FH系统当中，通过直接扩展以及时间跳变、频率跳变的综合应用，实现扩频技术的最大化，当然这也会影响到系统的复杂性。新的无线通信系统中，往往是通过混合技术实现抗干扰功能的，在针对不同的无线环境中实现跳频、随机变速跳频以及自适应跳频技术等等都是对于系统抗干扰的有效途径。目前混合技术已经有着非常大的发展，很多无线系统都尝试着通过不同的抗干扰技术实现干扰的最低限度，在美国的通信卫星上实现的也是直接扩频以及卫星解扩技术。

2 无线通信抗干扰技术发展趋势

随着无线通信的发展，无线通信抗干扰的能力会越来越强，我们可以概括出无线通信抗干扰的几个方面的发展趋势。第一个是采取新抗干扰技术，在无线通信技术更新的同时，抗干扰技术也在不断的加强，只有做到抗干扰能力强才能实现新的无线通信调制技术的发展，所以在未来的无线通信系统的抗干扰性能上，为了满足不能的新型的调制方式，就要才能相应的新的抗干扰技术，如多入多出、超窄带及时等等;第二个就是抗干扰技术的综合运用，干扰的形式随着通信的调制方式的不同也出现各式各样的手段，综合运用这些手段，在不影响系统复杂程度的基础之上，利用综合的抗干扰技术，针对传输当中不同阶段实现不同的抗干扰技术的应用是无线通信抗干扰发展的必然趋势。

3 结束语

无线通信在抗干扰技术方面的发展在不断的进步，各式各样的模式也在出现，并且有着非常好的效果，而且在成熟的抗干扰技术中又不断的进行优化，因此我们现在的无线通信的发展越来越具有优势性。无线通信的方便性、高效性、以及无线通信的移动性都是其他方式无法比拟的，因此以后无线通信必定会成为主流的信息传递方式。在智能化的网络体系发展中，智能组网的发展，使得无线通信走向新的天地。

摘要：我国无线通信系统的发展非常的迅速,在当今我们可以看到GSM、GPRS、WIFI、WLAN等技术不断的涌现,这些无线通信形式当中都会考虑到抗干扰技术。无线通信的是通过电磁波的形式传输,在周围存在的电磁波的形式也不断的增加,因此抗干扰技术成为无线通信发展的一个制约因素。本文通过当今无线通信的常见的抗干扰技术的研究,分析出每一种类的抗干扰技术的机制作用,然后对无线抗干扰技术的发展进行趋势展望。

关键词：无线通信,抗干扰技术,展望

参考文献

[1]李文清.超短波无线电通信抗干扰技术发展趋势研究[J].中国科技信息,2007(22)

[2]熊兴中,胡剑浩.时间反转技术在无线通信抗干扰中的应用[J].电信科学,2008(07)

[3]於时才,闫文芝,等.无线通信抗干扰新法——实时跳速自适应跳频技术[J].甘肃科技,2008(16)

[4]罗晖.通信系统中抗干扰技术的研究[J].科技广场,2005(05)

抗干扰卫星通信 第11篇

关键词：卫星定位；抗干扰；自适应调零；LMS算法

中图分类号：TP228.4 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0044-04

StudyofSimulationAlgorithmofAdaptiveNullingAntenna ArrayforAntiJamminginSatellitePositioningSystems

CHUMingyang

（NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China）

Abstract：AdaptiveantennaarrayisthemainresearchdirectionofGPSantijamminghomeanda board，andadaptivenullingantijammingalgorithmisoneoftheantijammingtechnologieswhichusesin practicesuccessfully.Thispaperintroducestheadaptivenullingantijammingtheoryandbuildsthemath ematicalmodeloftheantennaarray.AndbasedonLMS，theadaptivenullingalgorithmforfourantenna elementsanditsimplementationarediscussedaswell.Thealgorithmissimulatedanditsresultsshowthat itfeaturesrelativelystrongantijammingcapabilitytothemonotone，dualtoneandtripletoneinterfer ence.

Keywords：satellitepositioning；antijamming；adaptivenulling；LMS（LeastMeanSquare）algo rithm

在讨论阵列接收信号模型之前，首先假设接 收信号符合窄带模型的要求，即信号的带宽B远 远小于载波频率fc。事实上，绝大多数通信系统 的信号以及对GPS，BD2等系统的干扰信号都满 足此要求。在此假设下，入射信号在不同振元间 的微小延时可以用相移来代替。也就是说，对同 一个信号，不同振元对该信号的响应间只相差一 个相位。

假设空间信号源的载波为ej2πfct，该信号以平面 波的形式在空间沿波数向量k的方向传播，如图2 所示。

在自适应天线阵列中，天线单元负责耦合空 间电磁信号，由于载体大小的限制，不能使用过多 天线单元。只能在条件允许的情况下，尽量选用最 多的天线单元。本文根据实际情况选用4个天线单 元正方形平行布阵来构成天线阵列。

正方形平行布阵是将4个阵元平行放置成一 个正方形的形状，正方形边长取λ/2，如图3所 示。4个阵元的坐标分别为r0（0，0，0），r1（λ/2，0， 0），r2（λ/2，λ/2，0），r3（0，λ/2，0）。

虽然推导出最优权系数向量的理论公式，但 其解算较为复杂。LMS（Least-Mean-Square）算法 是随机梯度算法族中的一员。该算法在随机输入 维纳滤波器递归计算中使用确定性梯度。LMS算 法的一个显著特点是它的简单性。此外，它不需要 计算有关的相关函数，也不需要矩阵求逆运算，易 于实现，应用十分广泛。LMS算法是一种直接对梯 度Δwξ进行估计的方法。假定对于w（n）的梯度 Δwξ是已知的，令w（n）服从如下的递推方程：

w（n+1）=w（n）+μ（-Δwξ）（7） 式中μ为正常数。此递推方程的含义是：权系数向 量在n+1时的值等于它在n时的值加上一个修正 量，后者正比于-Δwξ。这意味着，在自适应过程 中的任意时刻，ξ总是沿着均方误差面最陡的方向 下降。由于ξ具有唯一的最小值，采取这种下降策 略在μ值选择适当时，可使ξ趋于最小值，使 w（n）趋于最优维纳解，而与初始值的选择无关。 由此可以得出

w（n+1）=w（n）+2μx（n）e（n）（8）

这就是Widrow和Hoff提出的随机梯度LMS 自适应算法。该LMS算法递推公式的技术步骤如 下：

（1）给定初始权系数矢量w（0）和步长因子 μ；

（2）有射频前端的中频输出取得x（n），并取参考阵元的输出为d（n）；

（3）利用w（n）和x（n），计算出y（n）=wHx （n）；

（4）估计误差e（n）=d（n）-y（n）；

（5）更新权系数矢量w（n+1）=w（n）+2μx （n）e（n）；

（6）判断误差e（n）是否满足要求，满足则结 束；不满足，重复（2）～（6）步骤。

4 自适应调零算法仿真

本文使用MATLAB对第3节的LMS算法进行 了仿真，仿真结果如下：在加入一个φ=120°，θ= 240°的干扰信号时，利用LMS算法收敛后得到的 权值，得到的方向图如图4所示。

如图4所示，在整个空间中，方向图存在两 个凹陷，对应的角度分别为φ=120°，θ=240°和 φ=60°，θ=240°，这两个凹陷的矢量方向是关于 xoy平面对称的，即关于天线阵面是对称的。这是 因为关于天线阵面对称的信号矢量，在各个阵元 上形成的波程差是对应相等的，因此LMS自适应 算法会在方向图上自动形成这两个方向的凹 陷。

在加入两个干扰信号φ=120°，θ=240°和φ= 150°，θ=195°时，利用LMS算法收敛后得到的权 值，得到的方向图如图5所示。由图5可看出，在 上述干扰方向形成了方向图的零陷。

在加入三个干扰信号φ=120°，θ=240°，φ=150°，θ=195°和φ=135°，θ=45°时，利用LMS算法 收敛后得到的权值，得到的方向图如图6所示。由 图6可看出，在上述三个干扰方向形成了方向图零 陷，但此时由于阵列自由度已经用尽，在某些其他 方向也形成了一些零陷，这一点有可能对接收机接 收卫星信号带来一定的负面影响。

5 结 论

通过仿真分析，基于4阵元LMS的自适应调零 算法对于单干扰、双干扰以及三干扰均能够有较强 的抑制作用。在工程应用中还需进一步研究LMS算 法收敛步长对权值的收敛性、收敛速度的影响。

参考文献：

[1]李跃，邱致和.导航与定位[M].2版.北京：国防工业 出版社，2008.

[2]胡彩波，原亮.GPS干扰和抗干扰技术的研究[J].测绘 与空间地理信息，2005，28（6）：36-38.

[3]刘鸣，袁超伟，贾宁，等.智能天线技术与应用[M].北 京：机械工业出版社，2007.

[4]PratapMisra，PerEnge.全球定位系统———信号、测量与 性能[M].罗鸣，曹冲，肖雄兵，等译.2版.北京：电子工 业出版社，2008.

[5]程云鹏，张凯院，徐仲.矩阵论[M].2版.西安：西北工业 大学出版社，2000.

摘 要：自适应阵列天线是国内外GPS抗干扰研究的主要方向，自适应调零抗干扰算法是成 功应用的抗干扰技术之一。介绍了自适应调零抗干扰的原理，建立了天线阵列的数学模型，基于 LMS算法介绍了4个天线单元的自适应调零算法的原理和实现过程，并对算法进行了仿真。结果 显示该算法对单干扰、双干扰及三干扰均有较强的抗干扰能力。

关键词：卫星定位；抗干扰；自适应调零；LMS算法

中图分类号：TP228.4 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0044-04

StudyofSimulationAlgorithmofAdaptiveNullingAntenna ArrayforAntiJamminginSatellitePositioningSystems

CHUMingyang

（NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China）

Abstract：AdaptiveantennaarrayisthemainresearchdirectionofGPSantijamminghomeanda board，andadaptivenullingantijammingalgorithmisoneoftheantijammingtechnologieswhichusesin practicesuccessfully.Thispaperintroducestheadaptivenullingantijammingtheoryandbuildsthemath ematicalmodeloftheantennaarray.AndbasedonLMS，theadaptivenullingalgorithmforfourantenna elementsanditsimplementationarediscussedaswell.Thealgorithmissimulatedanditsresultsshowthat itfeaturesrelativelystrongantijammingcapabilitytothemonotone，dualtoneandtripletoneinterfer ence.

Keywords：satellitepositioning；antijamming；adaptivenulling；LMS（LeastMeanSquare）algo rithm

在讨论阵列接收信号模型之前，首先假设接 收信号符合窄带模型的要求，即信号的带宽B远 远小于载波频率fc。事实上，绝大多数通信系统 的信号以及对GPS，BD2等系统的干扰信号都满 足此要求。在此假设下，入射信号在不同振元间 的微小延时可以用相移来代替。也就是说，对同 一个信号，不同振元对该信号的响应间只相差一 个相位。

假设空间信号源的载波为ej2πfct，该信号以平面 波的形式在空间沿波数向量k的方向传播，如图2 所示。

在自适应天线阵列中，天线单元负责耦合空 间电磁信号，由于载体大小的限制，不能使用过多 天线单元。只能在条件允许的情况下，尽量选用最 多的天线单元。本文根据实际情况选用4个天线单 元正方形平行布阵来构成天线阵列。

正方形平行布阵是将4个阵元平行放置成一 个正方形的形状，正方形边长取λ/2，如图3所 示。4个阵元的坐标分别为r0（0，0，0），r1（λ/2，0， 0），r2（λ/2，λ/2，0），r3（0，λ/2，0）。

虽然推导出最优权系数向量的理论公式，但 其解算较为复杂。LMS（Least-Mean-Square）算法 是随机梯度算法族中的一员。该算法在随机输入 维纳滤波器递归计算中使用确定性梯度。LMS算 法的一个显著特点是它的简单性。此外，它不需要 计算有关的相关函数，也不需要矩阵求逆运算，易 于实现，应用十分广泛。LMS算法是一种直接对梯 度Δwξ进行估计的方法。假定对于w（n）的梯度 Δwξ是已知的，令w（n）服从如下的递推方程：

w（n+1）=w（n）+μ（-Δwξ）（7） 式中μ为正常数。此递推方程的含义是：权系数向 量在n+1时的值等于它在n时的值加上一个修正 量，后者正比于-Δwξ。这意味着，在自适应过程 中的任意时刻，ξ总是沿着均方误差面最陡的方向 下降。由于ξ具有唯一的最小值，采取这种下降策 略在μ值选择适当时，可使ξ趋于最小值，使 w（n）趋于最优维纳解，而与初始值的选择无关。 由此可以得出

w（n+1）=w（n）+2μx（n）e（n）（8）

这就是Widrow和Hoff提出的随机梯度LMS 自适应算法。该LMS算法递推公式的技术步骤如 下：

（1）给定初始权系数矢量w（0）和步长因子 μ；

（2）有射频前端的中频输出取得x（n），并取参考阵元的输出为d（n）；

（3）利用w（n）和x（n），计算出y（n）=wHx （n）；

（4）估计误差e（n）=d（n）-y（n）；

（5）更新权系数矢量w（n+1）=w（n）+2μx （n）e（n）；

（6）判断误差e（n）是否满足要求，满足则结 束；不满足，重复（2）～（6）步骤。

4 自适应调零算法仿真

本文使用MATLAB对第3节的LMS算法进行 了仿真，仿真结果如下：在加入一个φ=120°，θ= 240°的干扰信号时，利用LMS算法收敛后得到的 权值，得到的方向图如图4所示。

如图4所示，在整个空间中，方向图存在两 个凹陷，对应的角度分别为φ=120°，θ=240°和 φ=60°，θ=240°，这两个凹陷的矢量方向是关于 xoy平面对称的，即关于天线阵面是对称的。这是 因为关于天线阵面对称的信号矢量，在各个阵元 上形成的波程差是对应相等的，因此LMS自适应 算法会在方向图上自动形成这两个方向的凹 陷。

在加入两个干扰信号φ=120°，θ=240°和φ= 150°，θ=195°时，利用LMS算法收敛后得到的权 值，得到的方向图如图5所示。由图5可看出，在 上述干扰方向形成了方向图的零陷。

在加入三个干扰信号φ=120°，θ=240°，φ=150°，θ=195°和φ=135°，θ=45°时，利用LMS算法 收敛后得到的权值，得到的方向图如图6所示。由 图6可看出，在上述三个干扰方向形成了方向图零 陷，但此时由于阵列自由度已经用尽，在某些其他 方向也形成了一些零陷，这一点有可能对接收机接 收卫星信号带来一定的负面影响。

5 结 论

通过仿真分析，基于4阵元LMS的自适应调零 算法对于单干扰、双干扰以及三干扰均能够有较强 的抑制作用。在工程应用中还需进一步研究LMS算 法收敛步长对权值的收敛性、收敛速度的影响。

参考文献：

[1]李跃，邱致和.导航与定位[M].2版.北京：国防工业 出版社，2008.

[2]胡彩波，原亮.GPS干扰和抗干扰技术的研究[J].测绘 与空间地理信息，2005，28（6）：36-38.

[3]刘鸣，袁超伟，贾宁，等.智能天线技术与应用[M].北 京：机械工业出版社，2007.

[4]PratapMisra，PerEnge.全球定位系统———信号、测量与 性能[M].罗鸣，曹冲，肖雄兵，等译.2版.北京：电子工 业出版社，2008.

[5]程云鹏，张凯院，徐仲.矩阵论[M].2版.西安：西北工业 大学出版社，2000.

摘 要：自适应阵列天线是国内外GPS抗干扰研究的主要方向，自适应调零抗干扰算法是成 功应用的抗干扰技术之一。介绍了自适应调零抗干扰的原理，建立了天线阵列的数学模型，基于 LMS算法介绍了4个天线单元的自适应调零算法的原理和实现过程，并对算法进行了仿真。结果 显示该算法对单干扰、双干扰及三干扰均有较强的抗干扰能力。

关键词：卫星定位；抗干扰；自适应调零；LMS算法

中图分类号：TP228.4 文献标识码：A 文章编号：1673-5048（2014）03-0044-04

StudyofSimulationAlgorithmofAdaptiveNullingAntenna ArrayforAntiJamminginSatellitePositioningSystems

CHUMingyang

（NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xian710072，China）

Abstract：AdaptiveantennaarrayisthemainresearchdirectionofGPSantijamminghomeanda board，andadaptivenullingantijammingalgorithmisoneoftheantijammingtechnologieswhichusesin practicesuccessfully.Thispaperintroducestheadaptivenullingantijammingtheoryandbuildsthemath ematicalmodeloftheantennaarray.AndbasedonLMS，theadaptivenullingalgorithmforfourantenna elementsanditsimplementationarediscussedaswell.Thealgorithmissimulatedanditsresultsshowthat itfeaturesrelativelystrongantijammingcapabilitytothemonotone，dualtoneandtripletoneinterfer ence.

Keywords：satellitepositioning；antijamming；adaptivenulling；LMS（LeastMeanSquare）algo rithm

在讨论阵列接收信号模型之前，首先假设接 收信号符合窄带模型的要求，即信号的带宽B远 远小于载波频率fc。事实上，绝大多数通信系统 的信号以及对GPS，BD2等系统的干扰信号都满 足此要求。在此假设下，入射信号在不同振元间 的微小延时可以用相移来代替。也就是说，对同 一个信号，不同振元对该信号的响应间只相差一 个相位。

假设空间信号源的载波为ej2πfct，该信号以平面 波的形式在空间沿波数向量k的方向传播，如图2 所示。

在自适应天线阵列中，天线单元负责耦合空 间电磁信号，由于载体大小的限制，不能使用过多 天线单元。只能在条件允许的情况下，尽量选用最 多的天线单元。本文根据实际情况选用4个天线单 元正方形平行布阵来构成天线阵列。

正方形平行布阵是将4个阵元平行放置成一 个正方形的形状，正方形边长取λ/2，如图3所 示。4个阵元的坐标分别为r0（0，0，0），r1（λ/2，0， 0），r2（λ/2，λ/2，0），r3（0，λ/2，0）。

虽然推导出最优权系数向量的理论公式，但 其解算较为复杂。LMS（Least-Mean-Square）算法 是随机梯度算法族中的一员。该算法在随机输入 维纳滤波器递归计算中使用确定性梯度。LMS算 法的一个显著特点是它的简单性。此外，它不需要 计算有关的相关函数，也不需要矩阵求逆运算，易 于实现，应用十分广泛。LMS算法是一种直接对梯 度Δwξ进行估计的方法。假定对于w（n）的梯度 Δwξ是已知的，令w（n）服从如下的递推方程：

w（n+1）=w（n）+μ（-Δwξ）（7） 式中μ为正常数。此递推方程的含义是：权系数向 量在n+1时的值等于它在n时的值加上一个修正 量，后者正比于-Δwξ。这意味着，在自适应过程 中的任意时刻，ξ总是沿着均方误差面最陡的方向 下降。由于ξ具有唯一的最小值，采取这种下降策 略在μ值选择适当时，可使ξ趋于最小值，使 w（n）趋于最优维纳解，而与初始值的选择无关。 由此可以得出

w（n+1）=w（n）+2μx（n）e（n）（8）

这就是Widrow和Hoff提出的随机梯度LMS 自适应算法。该LMS算法递推公式的技术步骤如 下：

（1）给定初始权系数矢量w（0）和步长因子 μ；

（2）有射频前端的中频输出取得x（n），并取参考阵元的输出为d（n）；

（3）利用w（n）和x（n），计算出y（n）=wHx （n）；

（4）估计误差e（n）=d（n）-y（n）；

（5）更新权系数矢量w（n+1）=w（n）+2μx （n）e（n）；

（6）判断误差e（n）是否满足要求，满足则结 束；不满足，重复（2）～（6）步骤。

4 自适应调零算法仿真

本文使用MATLAB对第3节的LMS算法进行 了仿真，仿真结果如下：在加入一个φ=120°，θ= 240°的干扰信号时，利用LMS算法收敛后得到的 权值，得到的方向图如图4所示。

如图4所示，在整个空间中，方向图存在两 个凹陷，对应的角度分别为φ=120°，θ=240°和 φ=60°，θ=240°，这两个凹陷的矢量方向是关于 xoy平面对称的，即关于天线阵面是对称的。这是 因为关于天线阵面对称的信号矢量，在各个阵元 上形成的波程差是对应相等的，因此LMS自适应 算法会在方向图上自动形成这两个方向的凹 陷。

在加入两个干扰信号φ=120°，θ=240°和φ= 150°，θ=195°时，利用LMS算法收敛后得到的权 值，得到的方向图如图5所示。由图5可看出，在 上述干扰方向形成了方向图的零陷。

在加入三个干扰信号φ=120°，θ=240°，φ=150°，θ=195°和φ=135°，θ=45°时，利用LMS算法 收敛后得到的权值，得到的方向图如图6所示。由 图6可看出，在上述三个干扰方向形成了方向图零 陷，但此时由于阵列自由度已经用尽，在某些其他 方向也形成了一些零陷，这一点有可能对接收机接 收卫星信号带来一定的负面影响。

5 结 论

通过仿真分析，基于4阵元LMS的自适应调零 算法对于单干扰、双干扰以及三干扰均能够有较强 的抑制作用。在工程应用中还需进一步研究LMS算 法收敛步长对权值的收敛性、收敛速度的影响。

参考文献：

[1]李跃，邱致和.导航与定位[M].2版.北京：国防工业 出版社，2008.

[2]胡彩波，原亮.GPS干扰和抗干扰技术的研究[J].测绘 与空间地理信息，2005，28（6）：36-38.

[3]刘鸣，袁超伟，贾宁，等.智能天线技术与应用[M].北 京：机械工业出版社，2007.

[4]PratapMisra，PerEnge.全球定位系统———信号、测量与 性能[M].罗鸣，曹冲，肖雄兵，等译.2版.北京：电子工 业出版社，2008.

无线通信抗干扰技术分析 第12篇

信息的交流是人类社会不可或缺的一部分, 而无线通信技术是人们所热衷的交流手段。当前通信存在大量的用户, 而利用有限的频谱资源, 这使得各自的通信设备之间的干扰成为限制的通信质量的主要因素之一。在同一时间, 在某些应用程序环境中, 多数用户通信容易受到从其他恶意人为干扰或环境干扰, 通信质量变得差强人意。同时, 伴随通信干扰技术的发展, 各种新的干扰技术也在不断的更新, 这就给抗干扰技术带来了难题。

2 无线通信中常见的抗干扰技术

无线通信信号是在三维空间中的域组成, 在频率域、时间域的功率域, 由此可以通过矢量空间TFP来对无线通信信号进行分析。时间, 频率和功率三个空间为信号提供了可用传输信道。干扰信号也是无线通信的信号, 所以其也是存在TFP的空间, 如果干扰信号和所述通信信号的有用部分的重叠区域内的完全重叠或部分交合, 这将严重的干扰通信过程。

由此可以得出即使有尽可能多的通信信号, 以避免杂散信号重叠, 从而产生重叠的无线电信道干扰的问题。通过不同的信号处理技术, 以使输出接收器通信, 具有更高的速率的信号干扰功率比, 简称为信干比。例如, 跳频, 以避免干扰跳变频率;直接序列扩频信号带宽的扩展, 压缩和抑制干扰, 提高信号接收机信干比;自适应调零, 空分多址等技术, 如智能天线是多址接入, 使用冗余的空间, 以避免干扰, 从而增加有效传输率。使用通信信号在时域, 频域和功率域 (TFP) , 进行各种修改, 可以提高信号干扰比的接收器输出是有效的抗干扰技术。

2.1 时域抗干扰技术

为了有效地通信抗干扰, 在时域方面必须尽力使通信信号躲避干扰信号的时域特性, 以确保不重叠的信号持续时间内。根据这个时域上的逃生策略, 典型的抗干扰技术如下:

跳时通信的技术, 时间轴被分为特定的时间片, 控制的发送信号由扩频码序列在时间轴上跳变, 时间片很短, 以避免告饶放在时域获取信息的特征从而进行干扰。

跳时通信的原理是在过窄的特定时间片段发送信号, 从频域的角度说, 其频谱也扩大。图1是一个跳时系统的原理示意图。发端, 首先存储输入数据, 控制由扩频码发生器通过频域的通-断开关在经过两相或四相调制器对信号进行一定的调制, 然后再发射。在接收端同样是和发射端类似, 首先采用同发射端一样的通断开关, 相同的扩频码序列控制的解调器, 然后由将解调出的数据信息发送到数据存储器中, 再定时将获得的信息输出。发射器和收发器, 在两端紧密地在时间上同步, 就能够准确无误的将信息传输了。

自适应差错控制技术, 也被称为自适应信道编码技术, 实时监控通信信道的情况, 能够自动的修改通信信道的情况以适应外界的干扰。

猝发通信技术, 信息不是正常的发送, 而是将一定的信息保存起来, 在一个时刻将信息以正常的发送速度的10-100倍来进行突发。这方面的好处是, 采用了较大的脉冲功率, 这对外部有意或者无意的干扰有湮灭的作用, 同时通信发射时间随时和短暂促使了干扰对通信的不可侦查性。

2.2 频域抗干扰技术

频域中的抗干扰技术主要有以下几类:

跳频通信技术, 跳频通信发射无线电频率根据一定的规则和速度的技术进行不断的变换, 类似于不断地心脏的跳动似的。跳频技术与频率不变的常规传输技术相比, 使用不同的频率偏移的输入选择序列码从而达到载波频率的连续转换, 来实现扩频。

自适应频率控制技术, 具有自动分析干扰信号的频谱, 确定干扰信号的大小, 自动选择最小的干扰频率发射点将信号的发送。

频率分集技术是调制在不同的载波频率中的相同信号进行融合引起的增益的信号接收技术。频率分集被划分成相同的频率和多样性频率分集两种方式。

频率分集, 在发射端采取不同的频率在同一时间发送同一个信号, 使用两个发送频率值差别非常大, 同时接收两个信号再合成后信号。传输的电磁波之间的相关性非常小, 在每个电磁波衰落的最小概率也不同。对于选择性衰落频率的设定频率的干扰是特别有效的, 但收发器成本成倍增加, 而需要增加最繁忙的频带, 从而减少使用的频谱效率。

2.3 功率域抗干扰技术

功率域分析信号, 是将有用的信号功率放大, 将干扰信号功率变小, 从而区分开来, 主要的方法有如下几种:

直接序列 (DS) 扩频技术, 是基于通信信号和干扰信号的功率域, 将扩展频带的通信信号从而实现将干扰信号覆盖掉, 就是该信号的功率谱密度变得降低 (即单位频带的功率变小) 。不仅隐藏的无线通信系统, 使用直接序列扩频信号的技术, 也能够对多种干扰信号进行过滤, 实现多个码分多址, 卫星通信和数字蜂窝通信应用这种技术是比较普遍的, 对于无线通信的抗干扰能力有了极大的促进作用。

自适应天线是目前比较先进的智能天线技术, 可以设置无限多个天线, 并且可以随时任意调整方向等参数, 该技术使用各种各样的信号处理算法, 可以有效地监测和固定动态删除干扰, 从而将干扰信号降到最低。

3 变换域抗干扰技术

当前存在的干扰主要是以窄带信号为主, 在这里对窄带信号干扰抑制技术进行下分析, 结合窄带信号的特点, 最适合采用变换域对其进行过滤。宽带信号和窄带信号的功率谱区别是较大的。抑制窄带干扰的变换域方法主要使用窄带 (NBI) 的功率谱的信号集中在一个很窄的频带, 这个函数的性能, 通过转换将窄带信号转换到有限的变换域。相反通信信号经过变换, 将其变换域中的宽度尽可能的拉伸, 并且干扰和通信信号正交性增强。然后, 判定干扰的带宽及其值, 使用陷波算法对窄带信号进行有效的过滤, 从而达到有效地抑制干扰信号。变换域的窄带干扰抑制技术原理框图如图3所示。

扩展频谱信号是经过陷波器变换, 将频域窄带干扰信号变换为远远大于通信扩频后的信号从而得到抑制的方法。窄带干扰频谱分布集。

使用FFT变换来实现频域处理, 将接收的信号在时域通过FFT运算转为频域, 其中包含在整个频率的信号被认为是不必要的干扰。处理的频谱的方法有两种:

(1) 预先对通信信号的谱估计, 根据估计结果, 设计响应的滤波器, 从而实现将干扰的频率去除掉。频域窄带干扰抑制陷波滤波器结构如图所示。

(2) 另一种常用的方法如下:FFT变换后的接收信号, 使用包络检测器, 用于检测包络线, 设定一定的频谱门限值, 对于查过这个值得信号进行消除, 除去干扰成分。基本结构图如下。

4 结束语

随着通信技术的不断发展, 通信环境在不断的变化, 外部的干扰也在不断的升级, 采用新的抗干扰技术已经是发展趋势, 只有将抗干扰技术走在前面, 才能够保证通信环境的安全可靠。

参考文献

[1]苟彦新.无线电抗干扰通信原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2005.

[2]John G.Proakis著, 张力军等译.数字通信 (第四版) [M].北京:电子工业出版社, 2003.