通信抗干扰工程与实践
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1.4 通信抗干扰技术体制的分类

从广义通信抗干扰的概念出发,通信抗干扰技术体制的种类很多,基于目前的研究水平,还很难对其抗干扰技术体制的类型进行准确的描述,这里仅对基本的通信抗干扰技术体制进行分类,主要可分为扩展频谱(spread spectrum,简称扩谱)和非扩谱抗干扰技术体制。

1.4.1 扩谱通信抗干扰技术体制

所谓扩谱,是指将信息带宽进行扩展传输的通信抗干扰技术体制[9]。扩谱通信技术体制主要有:直接序列扩谱(direct sequence spread spectrum,简称直扩或DS)、跳频扩谱(frequency hopping spread spectrum,简称跳频或FH)、跳时扩谱(time hopping spread spectrum,简称跳时或TH)、线性脉冲调频(chirp)以及它们的多种组合形式(或称混合扩谱)等。其中,直扩体制是指用具有高码率的伪随机码将原信息码流的频谱扩展后进行传输的通信方式。根据使用需求、直扩进制以及直扩带宽的差异,直扩体制又分为二进制直扩、多进制直扩、窄带直扩和宽带直扩等。跳频体制是指载波频率在一定频段范围内以离散的增量伪随机跳变的通信方式。根据使用需求和收发双方载频是否同步跳变,跳频体制又分为同步跳频和异步跳频。传统的跳频体制一般均为同步跳频(不等于同步组网),异步跳频是近些年才出现的一种新的跳频体制[38-41],将在后面章节具体介绍。跳时体制是指通信信号在时间上伪随机跳变的通信方式,具有较好的抗截获性能,但由于工作频率一般不变化,抗干扰性能较差,在通信抗干扰中较少采用或不单独采用。线性脉冲调频体制是指一种进行线性调制扫频扩谱的通信方式,虽然频谱被扩展,但其频域信号特征较明显,容易被敌方侦察,一般在通信中也不采用。所以,通信中采用的扩谱技术体制主要是指直扩、跳频和直扩/跳频混合扩谱体制等,在混合扩谱体制中有时也涉及到跳时(TH)体制。扩谱技术体制是基于射频信道的抗干扰技术体制,也是当前通信抗干扰的基本技术体制。

值得指出,以上这些基本的扩谱通信技术体制目前均已经过了工程和使用的实践。与常规定频通信相比,这些技术体制取得了较好的效果,尤其是跳频体制表现出了更优越的抗干扰能力;但也逐步暴露了不少问题。因此,相继出现了一些采用增效措施的改进型或新的扩谱技术体制[1,32-35],如实时频率/功率自适应跳频、变速跳频、高速差分跳频[38-41]等,它们展现出了较好的应用前景,成为值得关注的新的研究热点。

1.4.2 非扩谱通信抗干扰技术体制

非扩谱通信抗干扰技术体制是指扩谱通信体制以外的通信抗干扰技术体制,主要有自适应滤波、干扰陷波、干扰限幅、自适应选频、捷变频、功率自动调整、自适应天线调零、智能天线、信号冗余、分集接收、高效调制、信道编码、信号交织和突发(或称猝发)传输等,同样属于通信抗干扰的研究范围和内容。

可见,扩谱通信技术体制主要涉及到频率域、时间域和速度域,而非扩谱通信技术体制涉及到频率域、功率域、空间域、变换域、时间域和网络域等,范围很广。

实践表明,将非扩谱通信技术体制与扩谱通信技术体制有机地结合起来,可进一步提高通信抗干扰性能。

1.4.3 多种通信抗干扰措施之间的关系

在工程实践和装备使用中,还涉及通信抗干扰技术和通信抗干扰战术等问题。

通信抗干扰技术是指实现某种抗干扰技术体制所采用的具体途径和技巧。对于不同通信装备所采用的通信抗干扰技术,有些相同,有些不同,与通信抗干扰技术体制、通信装备形式、通信装备用途、通信频段、数据速率和器件水平等因素有关。

通信抗干扰战术是指基于已有的通信装备,采用战术手段,以进一步提高通信抗干扰效果或减弱干扰造成的影响。与常规定频通信相比,通信抗干扰装备所需的战术已赋予了新的内涵,需要在传统通信战术的基础上有所发展。

通信抗干扰技术、抗干扰战术和抗干扰技术体制之间是相互联系、相互依存、相互促进的,可以统称为通信抗干扰措施。

通信抗干扰的措施虽然很多(比如,可从时域、频域、空域、速度域、功率域、网络域等方面出发,实现多维空间的抗干扰),但从技术上讲,所有通信抗干扰措施的目的只有一个,即提高通信接收机的信干比(S/J)。一切通信抗干扰措施均围绕S/J展开,可将S/J定义为抗干扰“核”。

典型的通信抗干扰措施示意图如图1-2所示,从不同的角度、不同的层面和不同的空间,表明了通信抗干扰措施可能的集合。后续章节将系统地研究有关重点内容。

图1-2 典型通信抗干扰措施示意图