关于短波通信抗干扰技术应用

关于短波通信抗干扰技术应用

董克成

陕西烽火实业有限公司710065

摘要：短波通信通过大气层进行传播，不需要中间设备，具有较强的抗毁能力，适用于各种复杂环境下的远距离通信。因此在通信领域特别是军事领域得到了广泛的应用，并在军用通信领域占有重要地位。随着短波通信技术的不断发展，短波通信应用领域越来越宽，空间电磁频谱日趋复杂，短波通信面临的干扰越来越多、越来越复杂。短波信号的传播过程是一个在电离层内多次反射的过程，因此容易受到空间环境的干扰。为了抵抗通信干扰，人们提出了自适应技术、跳频技术、差错控制技术和分集技术等抗干扰技术，增强短波通信抗干扰能力，提高短波通信传输的稳定性和可靠性。

关键词：短波通信；干扰；跳频；分集

一、短波通信干扰类型

能够对设备形成干扰的前提是在时间域对齐，频率域对准，空间域相同，能量域足够，这是干扰的总体原则，具体到各个干扰样式和原理，则有不同的表现形式，通信干扰主要有以下几种类型：

（1）单频或窄带连续波：用于对单个窄带通信电路干扰。（2）宽带噪声干扰（WBNJ）：用于干扰直扩通信系统（DS）或跳频（FH）系统收效不佳。（3）局部频带干扰（PBNJ）：干扰FH系统非常有效。（4）多音干扰（MTNJ）：干扰FH系统最有效。（5）脉冲干扰（PulseJamming）：一般为宽带干扰，但其时域形式是脉冲式的，干扰DS系统非常有效。（6）连续波干扰（CW/ST）：MTNJ干扰的特殊情形。（7）扫频干扰：干扰信号的频率是时变的，用于对若干通信电路的干扰。该干扰信号的频率是一个确定的周期信号，从某个频率按照一定的速率变频，直至扩展至整个频带。

以上几种干扰措施是以前常用的干扰方式，随着通信设备的发展，有些干扰方式现在已基本不再使用，比如单频干扰或窄带连续波干扰，随着军事电台大量采用抗干扰措施，现在已少见单频电台干扰，但宽带噪声干扰、多音干扰和脉冲干扰、扫频干扰仍然应用较多。

此外，为了对抗跳频扩频通信、直接伪码序列扩频通信和混合扩频通信抗干扰能力强的新体制通信系统，出现了一些新的通信对抗技术样式，如宽带拦阻式干扰、跟踪引导式干扰、快速转发式干扰、部分频带噪声干扰等。这些新的干扰样式必须引起我们足够的重视，寻扎相应的对抗策略。

二、短波通信抗干扰应用技术

2.1自适应技术

自适应技术是短波通信的一种重要的抗干扰技术，其可以通过自动调整短波通信系统结构和参数，优化系统适应通信传输环境变化的能力，以便提高抗干扰能力，改善短波通信的传输质量。自适应技术在应用过程中可以定时分析短波通信的链路质量，同时在多个信道上进行扫描分析，等待接收对方的呼叫信号或上层发布的LQA探测命令，为短波信号自动选择合适的频率建立链路，满足通信业务传输。自适应技术具有自动化、智能化等优势，可以随时跟进短波周围环境，比如天气、经纬度、太阳离子的变化，进行自动优化，切换传输信道，改善短波通信的衰落现象，提高短波通信抗干扰能力，保持较好的通信质量。

2.2跳频技术

跳频技术通过不断地更换短波通信频率、避开受到干扰的信道而保持良好的工作状态。跳频技术可以根据短波通信实际遭受的干扰情况，实时动态修改频率表，删除受到干扰的频率，保留通信传输质量较好的频点，满足高质量短波通信需求。跳频技术可以使短波通信工作在一个较宽的频率内，这样就可以保证信号不受其他通信条件的影响，或者直接扩展频率带宽，跳频技术可以解决多路径、衰落的通信问题，抵抗衰落能力非常强。

2.3差错控制技术

在现代短波通信系统中，传输业务日益多样化，比如数据传输、控制命令传输等，由于短波传输受到的大气层、人为干扰较大，因此信息编码发生错误概率较大，数据传输过程中也会出现丢包和出错的情况，为了能够对付这种方面的干扰，可以采取差错控制技术。差错控制技术主要分为自动重发请求、前向纠错和混合纠错等。当接收方收到的数据包经校验存在错误时，可以向发送端发送数据出错问题，发送方接收到通知之后，根据自动重发请求再次发送数据包。接收方发送接收的数据包存在错误，并且可以获取发生错误的码元，使用前向纠错技术进行改正。混合纠错集成了自动重发请求和前向纠错两种技术的优势，如果错误较少且容易获取错误码元，采用前向纠错；如果错误较多且无法获取错误码元，使用自动重发。差错控制技术可以有力地保证短波通信数据的正确性和完整性。2.4分集技术

短波通信环境非常复杂，通信信道的使用非常密集，不同信道的衰落情况不同，有的信道存在较强的信号，可以从多径信号中选择两个及以上的信号进行组合，也被称为分集技术。分集技术是用来补偿衰落信道损耗而采取的技术措施，它通常通过两个或更多的接收天线来实现，同均衡器类似，分集技术在不增加传输功率和带宽的前提下，来改善无线通信信道的传输质量。分集通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，接收机使用多个副本包含的信息能比较正确地恢复出原发送信号。如果不采用分集技术，在噪声受限的条件下，发射机必须要发送较高的功率，才能保证信道情况较差时的信道链接。在短波通信中，固定台站和移动台的接收机都可以采用分集技术，分集技术包括频率、路由、时间、空间和角度分集等，分集技术通常采用多重接收技术，能够将接收到的信号进行选择性组合，从而使得信号传输质量更高，提高短波通信的信噪比，确保通信传输质量。

三、短波通信抗干扰技术发展趋势

近年来，短波通信应用发展很快，在军、民通信领域具有重要的地位，并且短波通信技术也得到了改进。目前，短波通信抗干扰技术发展趋势包括几个方面。

（1）单一自适应技术向全自适应技术方向发展。

短波通信技术已经得到了广泛的应用，尤其是随着现代通信技术的快速发展，短波通信集成了其他的软硬件通信技术，成为一种高效的集成通信技术，单一自适应技术已经无法满足传输抗干扰需求，因此可以与软件无线电、智能天线、多输入多输出、软件天线、空分编码、数字波束成形等技术进行融合，形成一种全自适应短波通信系统。

（2）短波抗干扰技术从低速窄带向高速宽带发展。

为了能够提高短波通信抗干扰能力，需要提高短波通信的调制速率和增加传输信号带宽，但是由于采用前向纠错、加密等措施，降低了数据传输速率，因此短波通信必须同时满足抗干扰和高速传输的需求。

（3）短波通信抗干扰技术可视化、智能化。

随着软件开发技术的快速提升，模拟通信技术已经逐渐向数字通信转变，有效地实现了无线通信的便捷性和可利用性。为了更好地满足任务需求，短波通信逐渐向可视化、智能化方向发展，以便能够实时性地查看通信频道资源，选择低干扰信道进行组合和传输，提高短波抗干扰能力。

（4）跳频码序列优化。

目前，跳频抗干扰技术发展过程中，其采用的伪随机码通常为M序列、Gold序列、Walsh序列等，固定的序列无法更好地优化、提升抗干扰能力，非常容易导致跳频通信存在某些缺陷，近年来，利用非线性动力学混沌理论，寻找更好的跳频码序列，可以提高通信抗干扰技术。

结束语

自适应技术、跳频技术、分集技术、差错控制技术等短波通信抗干扰技术是一系列关键的技术，已经引起了国内外通信学家的研究和改进，针对短波通信的频域、空间域、时域、功率域、速度域等多个方面，投入了大量的人力、财力和物力，研究短波通信存在的弊端和弱点。经过多年的研究，通信学家提出了自适应填写技术、猝发通信技术、纠错编码技术、交织编码技术、协作分集、MIMO系统、跳频技术、直接扩频技术等抗干扰技术。同时，随着短波通信需求的不断增加，通信频谱资源变得越来越紧缺，为了提高通信频谱资源利用率，许多信道都采用分时复用、频分复用技术技术，以提高频谱利用率，导致通信信道遭受的噪声更加严重。通信信道抗干扰技术必将得到更多的研究和改进，以更好地满足短波通信需求。

参考文献

[1]陈永华，肖毅.我国短波通信技术的发展及方向探究,2014.2.

[2]刘洋，兰关军，李燕南.浅析无线通信抗干扰技术的新发展2011.9

[3]陈君.无线通信系统中的抗干扰技术,2015.2.