第6讲 抗干扰通信与通信干扰技术

天线增益与路径损耗关系的方程称为干扰方程。
由通信干扰方程可进行干扰功率、作用范围的概算，并分析 提高干扰效果的措施。
3、通信干扰方程 由通信与干扰链路的功率传输模型可以推出以目标接收机输入 干信比表示的通信干扰方程：
Pji Psi


PTj PTs GTj GTs G Rj G Rs Ls Lj
PTj PTs GTj GTs G Rj G Rs Ls Lj
1 L f Lt L p
K
通信被压制，该式为通信干扰方程的一般形式。
4、对有效干扰信号的特性要求 由干扰方程对影响干扰效果的因素进行分析，可以得到有效干 扰的特性要求： （1）必要的干扰辐射功率
（2）干扰与目标信号的空间、时间、频率和极化的重合(对应的
6、干扰机的功率共享 通常一部频率瞄准式干扰机只能同时干扰一个目标，如果采用功 率共享技术，则可实现一机干扰多目标，提高设备的利用率。 7、对模拟通信的干扰
由于FM存在门限效应，噪声调频是干扰FM目标的最好波形。两
个同频的信号同时达到接收机，强的信号支配接收机，或多或少的 抑制了弱信号，所以进入FM接收机的干扰功率只需比FM信号的功率
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。
升空干扰
智能化干扰
通信抗干扰的方法分类
1、频率处理。 采用频率域处理，如直接序列扩频 (DS)、跳变频率扩频 (FH)等。
2、空间处理。
采用空间域处理，如采用自适应天线调零技术。 3、时间处理。 采用时间域处理，如猝发传输技术。 4、其它数字处理 如：干扰抵销、纠错编码等。
等)及数字信号处理器DSP的开发和研制生产是通信抗干扰技术突破
的重要保证。 3、新型扩频码的研究和工程化，既是发展方向，又是技术难点。
4、自适应天线对于干扰信号的抑制原理，正在成为通信抗干扰技术的
一个重要方面。但在HF/VHF/UHF实现自适应调零天线，目前尚有 一定困难。
国外概况
• 在电子对抗中，谁赢得了通信的主动权，谁就可以取得战争的胜
以及经济代价等因素，有时也采用干扰效果一般的干扰样式。
绝对最佳干扰：是指对于已知信号形式的所有可能的接收方式，都 有比较小的压制系数的干扰样式。 当干扰的目标具有多种接收方式或不清楚目标的接收方式时， 从对所有的接收方式都有较好的干扰效果出发，应该选择绝对最佳
干扰样式。
3、通信干扰方程 在通信干扰中，确定干扰链路与目标通信链路之间的功率、
构下，能比采用其他任何干扰样式产生更好的干扰效果，这种干扰
样式称作最佳干扰样式。
压制系数：为保证对被干扰无线电通信系统的有效压制，进入该系 统接收机输入端通频带所需的最小干扰功率与有用信号功率的比值
K (
Pji进入接收机的干扰功率；
Pji Psi
) min
Psi接收机接收的有用信号功率。 对无线电通信系统，压制系数应保证干扰所产生的误码率不小
略高，即可捕获接收机。
体制。
国外概况
• 国外常用的有直接序列扩频技术、跳变频率扩频技术、跳变时间
扩频技术、混合扩频技术等。此外，还有非扩展频谱类的抗干扰
技术，如自适应天线技术、猝发通信技术、纠错编码与交织编码 技术、分集技术等。本课程以扩展频谱技术为主，适当结合其它
方式来介绍通信抗干扰技术。
6.1 无线电通信干扰
6.1.1 基本原理及关键技术
• 为了提高通信系统信息传输的可靠性，对抗各种形式的干扰，人们
采用了各种通信抗干扰技术，保护通信系统在干扰环境下能准确、 实时、不间断地传输信息。
信息战的内容及特点
信息战的内容

特点
高度的对抗性 极端的机密性 应用的综合性 对实战环境的依赖性 采用新技术的超前性
电子对抗。如：电磁波的侦 测与隐蔽、通信干扰与抗干 扰、雷达干扰与抗干扰等。
信道 并 Y(k) 行 解调 变 (如QAM) 串 行
· · · · · ·
二进制 数据
FFT
r(n)
低通 r(t) 载波 解调 滤波器
第6讲 抗干扰通信与通信干扰技术
6.1 无线电通信干扰
6.2 无线电通信的反侦察与抗干扰
6.3 直接序列扩频通信技术 6.4 调频通信技术
6.5 干扰抑制技术
引言
则式(1)和式(2)相等，因此，OFDM信号的产生可以用IDFT 实现，同理， OFDM的解调可以用DFT实现，工程上采用FFT技术。
复习
采用IFFT和FFT的OFDM系统结构
串 X(k) 行 调制 变 (如QAM) 并 行
· · · · · ·
二进制 信源
IFFT
s(n)
低通 s(t) 载波 滤波器 调制
宽带拦阻式干扰：辐射宽带干扰，可以干扰多个窄带信号，其频谱 均匀分布或梳形分布。按产生方法不同分为扫频式、脉冲式和多干 扰源线性叠加式阻拦干扰。 特点：与瞄准式相反，无需严格的侦察和频率瞄准，设备简单、方
便实施，但干扰利用率低，需要的干扰功率很大。
6.1.1 基本原理及关键技术
1、干扰方式与样式
按作用时间的不同可分为连续干扰和脉冲干扰。干扰在时间上无须 完全覆盖信号，只要干扰在时域分布上达到一定密度，脉冲干扰也 能完全压制通信。 干扰样式：是对干扰的时域、频域的统计特性的总概括。按干扰是 否具有随机性分为确定干扰和随机干扰；按幅度分布特性可分为平 滑干扰和脉冲干扰。常见样式有：白噪声、单频连续波、噪声调制 (AM/DSB/SSB/FM)波、随机键控(ASK/FSK/PSK)干扰等。
于15%~20%。
只要干扰功率足够大，无论何种样式终将导致接收机无法正 常工作。
ห้องสมุดไป่ตู้
最佳干扰（样式）：针对某种信号形式的给定接收方式，能以最
小干扰功率达到最好干扰效果的干扰样式。 对干扰方而言希望选择干扰样式的压制系数越小越好。 最佳干扰样式由信号的类型、调制方式和接收（解调）方法 决定。还要考虑技术上的可能性、复杂度、目标电台的威胁程度，
• 随着国民经济的发展，无线通信已被广泛地应用在国民经济的各个 领域和人们的日常生活中，特别是公用移动通信的迅速发展，社会 上使用的各种无线通信设备的数量急剧上升。 • 现代战争中，指挥通信、军事情报、兵器控制都日益依赖于电子设
备，特别是无线电设备的支持。信息战和电子战作为一种崭新的作
战形式涉及军事领域，开辟了继陆海空战场之后的第四维战场—— 电磁战场。

网络对抗。如：计算机病毒、 软件攻击等。

消息对抗。如：加密与解密、
消息的收集与欺骗等。
通信对抗的分类

通信侦察：使用通信侦察设备来探测、搜索、截获敌方的无线通信 信号，对信号进行测量、分析、识别、监视以及测向和定位，以获 取信号频率、电平、调制方式等技术参数以及电台位置、通信方式、 通信特点、网络结构和属性等情报。
m 0
M 1
m ) kT
(1)
将上式与离散傅立叶反变换(IDFT)形式
m j 2mk / M g kT G ( )e MT m 0
M 1
(2)
比较式(1)和式(2) ，若将dm(t)看作频率采样信号，则sOFDM(kT)为对应的时域 信号。比较以上两式可以看出，若令
f 1 1 NT TS
抽样 判决 输入 信号 BPF
时延Tb
90移相
×
LPF
输出
(a) BPF 限幅器 时延2Tb
×
输入 信号
LPF
抽样 判决
输出
(b)
(a)1比特差分调节器
(b)2比特差分解调器
GMSK 信号差分解调器原理
复习
OFDM基本原理
OFDM信号可以用复数形式表示为
sOFDM kT d m t e j (c
Lj、Lf、Lt、Lp很小) （3）合适的干扰样式(不同的样式，K不同)
5、功率信号的产生 干扰功率信号由激励器和功率放大器产生，激励器完成干扰源 的产生和调制，其输出功率较小。功率的放大由功率放大器（需要 较高的增益）完成。
高增益的放大器随着时间和温度的变化容易不稳定并产生自激
振荡，因此常采用串联/并联的方法将多个放大器连在一起来获得需 要的功率输出。
利。抗干扰通信是电子战的一部分，国外许多国家都非常重视通
信抗干扰技术的发展，都投入大量人力、物力、财力进行通信抗 干扰技术的研究。由于扩展频谱抗干扰通信技术(简称：扩频抗干
扰通信技术，或扩谱抗干扰通信技术)具有信号频谱宽、波形复杂
、参数多变、安全隐蔽等显著特点，已成为当代通信抗干扰技术 的重要发展方向和体制，也成为通信对抗技术的主要发展方向与
研究内容
通信抗干扰技术研究的就是在已知或预测敌方的干扰手段情况下，
在上述技术基础上(不排除以后有新的技术类别)选取适当的技术手段来 消除或减轻敌方干扰，而使我方需要进行的通信能够延续的一项技术。 对敌方的干扰性质，强度、种类、手段、采用的体系，了解得越清楚， 采取的措施越有针对性，取得的效果也越好。由于敌方的对抗手段往往 是综合的、多变的，有的可能是完全新颖的，所以抗干扰的手段也必须 采取多种方式的结合才能取得较好的效果。
1、干扰方式与样式
窄带瞄准式干扰：干扰频谱与目标频谱瞄准的干扰。按瞄准程度又 可分为准确瞄准干扰和半瞄准式干扰。按引导方式可分为定频守候 式、扫频搜索式（连续/重点）、跟踪式等。 特点：干扰功率利用率高，效果好，且不会对己方通信造成干扰。 但需要侦察手段支持，对实时性要求高、设备复杂、技术难度大， 一般用于对敌方重点目标进行干扰。
实际解决问题。指标高而不可靠或不实用是不能容忍的，其后果
不堪设想。
技术难点
1、提高跳频速率有利于抗干扰，但跳速提高需解决如下问题：接收机 中频滤波器产生的瞬时扰动问题；发射机功率输出截止状态产生的 过渡问题；频率合成器高速频率切换问题；对邻道的干扰问题。 2、扩频系统中常用的专用高速集成电路(例高速PN码发生器、调制器
1 L f Lt L p
PTs 发信机
GTs
Ls GTj Lj
GRs GRj
Psi Pji 收信机
PTj
Lf——干扰与信号的频域重合损耗（滤波损耗） Lt——干扰与信号的A时域重合损耗 Lp——极化损耗
干扰机
4、对有效干扰信号的特性要求 设压制系数为K，由干扰方程得，当
Pji Psi


第6讲 抗干扰通信与通信干扰技术
复习
GMSK的调制原理图
输入
预调制 滤波器
MSK 调制器
输出
输入数据序列先进行π/2相移BPSK调制，然后将该信号通过锁相环对BPSK信 号的相位突跳进行平滑，使得信号在码元转换时刻相位连续，且没有尖角。
复习
多载波传输技术
第1种方法：各子载波间的间隔足够大，使各路子载波上的已调信号的频谱不相重叠。 第2种方法：各子载波间的间隔选取，使已调信号的频谱部分重叠。 第3种方法：各子载波是互相正交的，且各子载波的频谱有1/2重叠。
节省带宽
fn
f
fn
f
(a)
(b)
(c)
(a)传统的频分复用；(b)3dB频分复用；(c)OFDM
复习
GMSK的调制
D /A 变换 cos函数表 LPF cos ct sin ct sin函数表 D /A 变换 LPF 输出
BPF 输入
象限 控制
波形存储正交调制器产生GMSK信号
复习
GMSK的解调

通信干扰：使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破坏或扰乱敌 方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。

通信抗干扰：在军事通信设备及系统中采用的通信反侦察、反干扰
措施，是通信对抗的防御手段。
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、
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
2、干扰压制系数、最佳干扰样式和绝对最佳干扰样式 理想接收机与最佳干扰样式 信号和干扰的特性已知时，必能按某种准则从理论上确定一 种最佳接收形式——理想接收机(如匹配滤波器就是对相应匹配信 号的理想接收机) 与理想接收机相对应，对于一定的信号和接收方法，从理论 上可以确定一种最佳干扰样式，采用该种样式，在该信号接收机结
通信抗干扰技术的特点
1、对抗性强、技术综合性强、难度高、发展速度快，某种程度上
说是敌我双方智慧和技术的斗争。通信的成败关系着战争的胜负 ，所以此技术对抗性很强。通信抗干扰有了新技术，搞对抗的就
想新的对策 ，反过来也一样，这样就促进了技术的发展和难度
的提高。 2、对技术的实用性和可靠性的要求高，通信抗干扰必须在战场上