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关于复杂电磁环境下无线通信抗干扰技术的研究

【摘要】随着人们生活水平的不断提高，各种工作于不同模式的无线设备越

来越多，导致我们周围的电磁环境变得更加复杂，因此在这种新的环境下，无线

通信中的抗干扰技术将变得至关重要。本文主要对复杂电磁环境下的无线通信抗

干扰技术进行研究，同时对时间反转技术在无线通信抗干扰中的应用进行详细分

析，并且在此基础上提出实现无线通信抗干扰技术的多元化、多方向发展策略。

【关键词】复杂电磁环境；无线通信；抗干扰技术；时间反转技术

1.引言

在当前的无线通信环境中，随着相关电子设备的增加，使得无线通信所处的

环境变得越来越复杂，因此无线通信面临着外界干扰的难题，这也是目前发展无

线通信抗干扰技术的主要原因。在对无线通信造成干扰的因素中又可以分为自然

因素和人为因素。其中人为因素主要指的是敌对国进行的蓄意电磁干扰，从而使

得对方国家的无线通信受到影响，甚至导致无线信号终端，达到干扰对方正常通

信的目的。在无线通信的诸多干扰中，可以主要分为三大类：多址干扰、共道干

扰以及码间串扰。对无线通信自身而言，外界干扰只有在特定的频带、调制方式

情况下才能够产生干扰影响。针对军事用途的干扰技术而言，为了对敌方的无线

通信实现干扰，需要提前对地方的通信频段等信息进行侦测，然后在不同的纬度

施放干扰信号，只有这样才能够起到干扰正常对方无线通信的目的。

2.复杂电磁环境下主要抗干扰技术类型

随着目前无线通信所处的电磁环境复杂程度不断提高，抗干扰技术受到了广

泛的关注，目前主要有跳频、扩频、智能天线以及混合技术等。

（1）跳频技术

跳频技术的应用较早，主要应用于民用无线通信，其抗干扰效果较好，主要

应用于微波、毫米波段的无线通信抗干扰中。跳频技术顾名思义是指实现无线电

频率按照特定规律实现跳变，与固定不断的无线通信相比，采用跳频技术使得无

线通信达到扩展频谱的目的。与此同时，频率跳变的速度关系到无线通信的抗干

扰能力，通常情况下频率跳变的速度越高则抗干扰性能越好，频率跳变速度越低

则抗干扰性能越差。同时，跳频技术获得的额外频谱会进一步增加其抗干扰能力，

越宽的跳频带宽将会获得越好的抗干扰性能。因此，利用跳频技术提升通信抗干

扰能力的关键是提高跳频的速度和拓展跳频带宽。随着目前相关电子集成和信号

处理技术的不断成熟，跳频技术也出现了自适应的发展趋势。引入自适应技术后

的跳频技术具有更好的抗干扰能力，其可以根据具体的通信环境对跳频的速度进

行选择。

（2）扩频技术

扩频技术的核心是通过扩展无线通信的频谱将有用信号隐藏在频谱中，从而

实现抗干扰和必威体育官网网址的性能，其最为典型的应用为CDMA通信模式。在目前的扩

频技术中，直接序列方式是最为常用的，即通过扩展通信频谱的方式使得传输信

号具有降低的功率谱密度，采用这种方式不仅具有将强的电磁抗干扰能力，同时

还会增强信号的必威体育官网网址性，因此其主要的应用场景为卫星通信以及部分蜂窝通信

中。

（3）智能天线技术

随着无线通信的发展以及人们对于数据流量要求的不断提高，智能天线技术

受到了广泛的关注。所谓智能天线技术，即采用智能化控制算法实现天线的定向

波束，并且在此过程中其主瓣指向特定用户，而后瓣则指向非特定用户，从而在

保证特定用户较好通信质量的同时，对非特定用户具有较低的干扰，而且还可以

有效的缓解电磁污染问题。智能天线系统可以实现对不同方向信号的抑制，在其

物理层面形成一个完成的天线网络，使得天线端的信干比大幅度提升，因此可以

获得较好的抗干扰性能。然而，在智能天线技术中仍然存在着诸多问题亟待解决，

例如智能天线中物理天线的设计就是一个棘手的问题。为了更好的实现智能天线

的抗干扰性能，需要使得天线的波束尽可能变窄，从而对非特定用户有更好的抑

制作用，然而当天线的波束变窄以后就需要更多的天线单元完成制定的覆盖区

域，因此智能天线的设计复杂程度就会显著提升。不仅如此，智能天线中的天线

单元之间的相互耦合也是需要考虑的问题，假如天线单元之间的相互耦合较强，

非但无法实现抗干扰的效果，还会使天线自身的性能恶化。同时，随着智能天线

技术的发展，人们发现简单的智能天线技术是无法满足大数据量传输的，因此将

MIMO多天线技术引入到智能天线中。所谓MIMO多天线技术指的是采用多收

多发的方式进行无线通信，在信号的接收端和发射端均采用多副天线。MIMO