无线通信系统抗干扰技术研究论文

时间:2020-06-28 18:04:33 通信工程毕业论文 我要投稿

无线通信系统抗干扰技术研究论文

  无线通信系统所处的电磁传播环境比较复杂,受影响的干扰比较多,包括自然干扰和人为干扰,人为干扰又分为无意干扰和敌意干扰两种。人为干扰中的敌意干扰,主要是在军事领域,通过各种干扰破坏对方的信号传输,影响对方正常的信号接收。干扰信号的有效施放,需要在带宽、频率、调制方式等方面满足干扰要求。

无线通信系统抗干扰技术研究论文

  一、无线通信系统

  无线通信系统,由干扰信号检测模块、收发信机模块、控制模块、计算机模块四个部分组成。无线通信系统是在干扰通信的检测模块,利用滤波器和混频器,将天线所接受的无线干扰信号转换为中频信号,通过A/D将中频信号变为数字信号,再将所采集的干扰信号参数,采用DSP输入计算机。计算机根据所输入的干扰信号参数,采取针对性的抗干扰措施,重新设定数据的传输码率,改变相应的调制参数,将调整后的信息传输至无线通信系统。

  二、无线通信系统干扰

  无线通信系统干扰主要有同频干扰、邻频干扰和互调干扰。同频干扰是指在无线电磁波传播环境中,干扰信号与有用信号出现在相同的载频,接收机在接收有用信号的同时,也受到其他干扰信号的影响。减少同频干扰,主要是通过功率控制技术降低干扰信号的功率。功率控制是基于3G系统的一种技术手段,通过计算移动台与基站之间发射功率的最小值,对用户移动设备发射信号的功率进行限制,以此减少各个移动台之间的干扰[1]。邻频干扰是指有用信号与干扰信号出现的载频相近,干扰信号与有用信号都进入接收机接收信号的频带内,对有用信号的接收形成一定的干扰。互调干扰也称交调干扰,是指两种以上频率的有用信号,在非线性电路中互相调制,形成新的频率成分有用信号数量越多,所形成的新的频率成分也会越复杂。若所形成的新的频率成分,处于接收机的频带范围之内,则接收机的正常接收会受到干扰。

  三、无线通信系统抗干扰技术

  (一)MIMO技术

  MIMO技术也称多入多出技术,通过天线在信号发射端完成多个信号的发射,在信号接收端对所接收的信号进行叠加,使其形成完整的有用信号。系统容量是通信系统中相对比较重要的一个指标,而MIMO技术的应用实质,就是以系统容量公式为基础,相对于无线电信号传播环境统计模型瑞利衰落信道来说,系统容量公式可表示为:C=[min(M,N)]Blog2(/2)在系统容量公式中,B表示信号带宽,表示接受信噪比,min函数为最小数,M,N分别为接收、发射天线的数目。由系统容量公式可知,在确定功率与带宽的前提下,同时增加发射、接收天线的数目,无线信道的系统容量也会有一定程度的提升。在某种意义上,要提升系统容量,可以通过增加发射、接收的天线数目来实现[2]。在提升无线信道系统容量的同时,有用信号相应的信噪比也会随之增加,无线信道本质上的抗干扰性能也有一定提高。

  (二)跳频扩频技术

  跳频扩频技术也称FHSS技术,通过载波频率,在多个频率点上形成伪随机跳变的形式,以此减少某个频段上的自然、人为干扰。跳频技术应用的重点是确定伪随机码序列,发射方与接收方需要做出一致的伪随机跳变,保证电磁信号的'正常发射和接收。香农定理中的最大传输速率公式为:C=Blog2(1+S/N)最大传输速率公式中,B表示码元速率,S/N表示信噪比。要保证同样的传输速率,可在较低的信噪比下,通过增加码元速率来实现。跳频扩频技术如图所示。

  (三)智能天线技术

  智能天线在无线通信中的应用,以数字信号处理技术为基础,通过设定无线信号发送的方向,提高相应的频谱利用率,增强无线通信抗干扰能力。智能天线能够利用扩频码、频率、时间以及空间域,在不增加系统复杂度的前提下,扩大系统容量。智能天线中的自适应天线阵列,通过关联移动用户,实时了解接收端的具体坐标,根据坐标准确发射无线信号,在增强接收端信号强度的同时,提升系统抗干扰性能。

  (四)认知无线电技术

  频谱作为无线通信中的重要资源,也是形成干扰的主要因素之一。认知无线电能够主动分析实时的频谱环境,充分利用未被占用的信号频段,以此增加系统容量,提高无线通信效率。此外,认知无线电技术可以认知和学习自身的频谱环境,根据以往的错误经验分析当前的频谱环境,在频段的使用上有一定的主次性,也体现出一定的智能性。认知无线电技术通过有效利用频谱资源,减少了相应的信号干扰。

  (五)混合抗干扰技术

  无线通信中的信号干扰大多相互作用,需要根据各种无线通信系统的实际情况,选择合适的抗干扰技术进行混合利用,最大限度提升无线通信系统的抗干扰性能。如频率跳变技术与时间跳变技术、扩频技术与MIMO技术的结合使用,可以使扩频比例达到最大值。而这些抗干扰技术的混合使用,会在一定程度上提高无线通信系统的复杂度,相应的维护难度也比较大。

  结语

  无线通信受电磁传播环境的影响,容易受到各种干扰信号的影响,随着无线通信的进一步发展,相应的抗干扰技术也在不断改进和创新,系统的抗干扰性能也会随之日益提升。无线通信的移动性、高效性和方便性,在通信方面具有明显优势,应用领域将不断扩大,提升无线通信系统的抗干扰性能,也会在一定程度上推动无线通信的进一步发展,逐步实现无线通信系统的智能化。

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