无线通信工程60550.ppt

第十一讲 无线通信的抗干扰技术 内容提要 概述 原理 关键技术 应用前沿 几点结论 概述 军事通信的干扰环境 干扰种类 设备内部的干扰，如：收发干扰、邻道干扰等。 现场非敌意干扰。如：多径干扰、多用户干扰、环境噪声干扰、其它电台的干扰等。 现场的敌意干扰。指敌方为电子战需要而施放的干扰。 通信抗干扰主要指对抗敌方的有意干扰。 敌意干扰的式样 阻塞干扰、压制干扰 跟踪干扰、瞄准干扰 窄带干扰、单频干扰 宽带干扰、梳状干扰、脉冲干扰 升空干扰 智能化干扰 通信抗干扰性能 抗干扰性能之一：信号隐蔽性 无线信号的隐蔽性 单位面积天线，在单位带宽中所能截获的信号功率 信号方式的隐蔽性 双工方式、调制方式、多路方式、编码方式、同步方式 信号参数的隐蔽性 特别是与抗干扰有关的参数，如：扩频序列、跳频序列、同步参数、信令参数等。 抗干扰性能之二：信号鲁棒性 用干扰容限定义 PJ/PS(条件：设备性能、工作环境、干扰性质） 三个层次的条件，即： a、设备性能。如：比特差错率、语音质量、同步及信令性能、网络性能等，可以定一个门限，在此门限以下用户不能接受。 b、工作环境。如：单台设备还是多台设备、有无天线抗干扰措施、干扰源是否升空等。 c、干扰性质。如：干扰性质、干扰强度、干扰时间等。 原理 通信抗干扰分类 频率域。 采用频率域处理，如；直扩、跳频、跳扩。 时间域。 采用时间域处理，如：瞬时、跳时等。 空间域。 采用空间域处理，如：自适应天线等。 其它数字处理。 如：干扰抵销、纠错编码等 频率域之一：直接序列扩频 频谱图 频率域之二：跳频 频谱图 频率域之三：跳扩频 跳扩频增益 G＝N×fc/ fb  瞬时通信 这是潜艇通信常用的方法。 先进行信息压缩，然后以很短的时间发送出去。 特点： （1）隐蔽性好； （2）抗干扰能力强； （3）信息速率低； （4）延时大，非实时业务。 跳时通信 基本是一个TDM或TDMA系统； 时隙不用满，按某种跳时图案在各个时隙上进行跳时； 有一定的隐蔽性和抗干扰性； 目前使用不多。  定向天线 天线波束越窄，电波隐蔽性好，抗干扰性也强。 从抗干扰角度，全向天线不如定向天线。 采用毫米波频段，天线方向性很好，有利于通信抗干扰。 自适应调零天线 利用相控阵天线原理，在干扰源方向形成波束的零点； 利用数字信号处理技术对干扰信号进行识别和检测； 利用自适应技术自动调整天线波束的零点指向，使干扰信号最小； 不足：在零点方向形成盲区，影响这个区域内用户的正常通信。 直扩系统的干扰容限 模 型 公式推导 Eb = Ps*Tb N0 = FkT + Pj/W + (N-1)Ps/W 得到： N + Pj/Ps = 1 + W/fb*N0/Eb - FkTW/Ps 直扩系统的干扰容限（续） 单用户，考虑热噪声 结论：无论是多用户干扰还是热噪声干扰都会“吃掉”一些干扰容限，只有在单用户及忽略热噪声的情况下，才可能达到干扰容限的最大值。 阻塞干扰 可以是窄带、部分带、梳状干扰等。 一般跳频优于一般直扩 这是因为直扩增益一般都小于滤波器的防护度。 跳频最好再加上纠错编码措施 某些跳频点碰上干扰，可以通过纠错消除误码。 跳频最好再加上自适应调零天线 增加对抗特强干扰的能力。 跟踪干扰 过程：对信号进行侦测、分析，引导干扰机跟上信号。 快跳频是对付跟踪干扰的最好方法。 临界跳速＝150KHz / d(km) 如果跳速做不快，可以采用跳扩结合的方法。因为扩频增加了信号的隐蔽性，不容易被跟踪。 从抗干扰的角度，很少采用直扩。 关键技术 天线技术 宽频带或多频段天线技术 窄波束天线 自适应调零天线 智能天线 天线阵技术 射频技术 宽频带射频收发技术 大功率线性功放 大动态范围接收机前端 低损耗跳频滤波器 快速捷变频综 有效性问题 扩频是以频带换取抗干扰能力，因而降低了传输的有效性。 解决方法：采用多进制直扩技术。基本原理是利用直扩码的正交性，形成并行传输的通道，从而降低所需的带宽。 可靠性问题 扩频抗干扰的基本机理是降低干扰的功率密度或碰撞概率，但不能完全消除误码。 解决方法：采用纠错，并把信道编码和扩频处理结合起来。 跳频同步 为了实现跳频电台的正常通信，必须要求网内电台有相同的跳频图案，准确的时钟信息。这就需要跳频同步。 方法：军用电台目前流行的是同步字头法，即通过移动台对中心台发出的时变跳频图案进行有哪些信誉好的足球投注网站，实现移动台对中心台的跳频同步。 要求：同步信息的隐蔽性、传输的可靠性、同步建立的快速性。即具有抗干扰能力强、同步时间短