军用无线通信系统信号干扰与抗干扰技术研究

２００７年第１期　总第９６期　通　信　对　抗　ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮ　ＣＯＵＮＴＥＲＭＥＡＳＵＲＥＳ　Ｎｏ．１　２００７　Ｓｕｍ．９６　

ＴＤＭＡ数字移动通信系统无线干扰技术研究　

刘松，王红军　

（解放军电子工程学院，安徽合肥２３００３７）　

摘　要：采用ＴＤＭＡ技术体制的数字移动通信系统，其系统架构和工作方式类似，因此对其干扰　

方式也基本相同。针对军用ＴＤＭＡ数字移动通信系统，以典型的ＧＳＭ数字移动通信系统为研究对象，　

对灵巧式和欺骗式干扰技术进行了研究。　关键词：ＴＤＭＡ；ＧＳＭ；灵巧式干扰；欺骗式干扰　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｒａｄｉｏ　Ｊａｍｍｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　ＴＤＭＡ　Ｄｉｇｉｔａｌ　

Ｍｏｂｉｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

ＬＩＵ　Ｓｏｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｊｕｎ　

（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅ，　ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＰＬＡ，Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ　２３００３７，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｏｂｉｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ＴＤＭＡ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ，ＳＯ　ｔｈｅ　ｊａｌＴｌ—　

ｍｉｎｇ　ｍｏｄｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ａｒｅ　ｓｉｍｉｌａｒ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ＧＳＭ　ｏｆ　ＴＤＭＡ　ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｏｂｉｌｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　

ｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄ　ａｌｓｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｓｍａｒｔ　ｊａｍｍｉｎｇ　ａｎｄ　ｄｅｃｅｐｔｉｏｎ　ｊａｍｍｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｉｓ　ｓｙｓｔｅｍ．　

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＤＭＡ；ＧＳＭ；ｓｍａｒｔ　ｊａｍｍｉｎｇ；ｄｅｃｅｐｔｉｏｎ　ｊａｍｍｉｎｇ　

１引言　

民用ＴＤＭＡ移动通信系统很多，有ＧＳＭ、Ｄ—ＡＭＰＳ　

和ＰＤＣ等。因其通信的灵活性和保密性，在军事通信领　

第１３卷第８期２０１３年３月　ｌ６７１—１８１５（２０１３　０８—２０９７－０６　科学技术与工程　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｖ０１．１３　Ｎｏ．８　Ｍａｒ．２０１３　＠２０１３　Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．　

通信技术　

数字航空通信系统中ＤＭＥ干扰信号　

抑制技术研究　

李　琦　李宏伟　蔡斌　张建忠　

（空军工程大学信息与导航学院　，西安７１００７７；中国人民解放军９４１５９部队９９分队　，兰州７３００２０）　

摘要研究了Ｌ波段中常见的测距器（Ｄｉｓｔａｎｃｅ　Ｍｅａｓｕｒｅ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＤＭＥ）信号，为了抑制该信号，提高Ｌ波段数字航空通信　系统１型（Ｌ－ＤＡＣＳ１）的抗干扰性能。提出了通过对超出特定门限的接收信号乘以相应的衰减因子的方法，达到抑制干扰的目　的；同时也能够提高系统的输出信噪比。最后通过仿真验证了该算法可以有效地提高Ｌ—ＤＡＣＳ１的抗干扰性能。　关键词Ｌ波段数字航空通信系统　ＯＦＤＭ　ＤＭＥ　抗干扰　中图法分类号ＴＮ９１１．３；　文献标志码Ａ　

近年来，随着空中交通流量的飞速增长，现有　

的空管系统已经无法满足需求。为解决这一问题，　

从２Ｏ世纪９０年代起，国际民航组织（ＩＣＡＯ）开始筹　

划建设新的全球空管系统，航空电信网（ＡＴＮ）就是　这个系统的重要组成部分…。在这一背景下，欧洲　

航行安全组织（ＥＵＲＯＣＯＮＴＲＯＬ）和美国联邦航空　

管理局（ＦＡＡ）开展了针对航空电信网的未来航空　

无线通信接人技术的标准化研究工作。新的航空　

通信网络由地面网络、机场地面宽带接入网络、地　

空数据链通信网络、空空数据链通信网络和卫星数　

据链通信网络五部分组成。在两家组织的合作努　

力下，欧洲航行安全组织于２００８年提出了Ｌ波段数　

字航空通信系统（Ｌ—ＤＡＣＳ，Ｌ—ｂａｎｄ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉ．　

ｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｙｓｔｅｍ）方案，作为地空数据链通　

无线通信系统中干扰对齐技术的研究

未来移动通信网络要满足更好覆盖、更高传输速率、更低发射功率的需求,但又面临着有限频谱资源和复杂传输环境的困境,因此新型网络架构和传输机制被提出,如自组织网络、异构网、中继协同传输等。这些新型网络架构和传输机制的引入实质上构成了新的干扰网络,必然带来新干扰问题。

近年来,干扰对齐被学术界视为一种能够有效抑制干扰的创新性无线传输策略,在网络容量分析方面取得了重大理论突破。干扰对齐从理论转化到实用面临着众多挑战,因此成为当前的研究热点。

本文主要关注制约干扰对齐实用化的两个重要因素,分别为信道状态信息获取和空域维度受限,以降低实施干扰对齐的反馈开销和空域维度需求为目标,对不同场景下的干扰对齐方案展开研究。主要工作如下：1. MIMO干扰信道中的反馈拓扑设计。

在MIMO干扰信道场景中,通过合理的反馈拓扑结构设计能够有效降低干扰对齐实施过程中产生的CSI开销。然而,传统反馈拓扑结构具有明显的缺陷：集中式反馈拓扑结构要么将大量的计算和反馈负担强加于系统中的某个接收节点,要么需要在网络中额外部署的新的硬件单元；而信道状态信息交互式反馈拓扑结构会产生较大的反馈时延。

因此,本文设计了三种新型的反馈拓扑结构,具体设计思路分别为：对收发节点进行配对分组、优化信令交互过程中传递节点的顺序,以及构思全新的干扰对齐闭式解。所提的三种新型结构不仅可以克服传统反馈拓扑结构的上述缺陷,同时能够进一步降低CSI开销。

2. MIMO干扰广播信道中基于干扰对齐的天线资源分配方案。通过对齐相邻小区的同频干扰,干扰对齐技术能够大幅提升多小区MIMO干扰广播信道的空分复用增益。

传统的干扰对齐闭式解方案由于对齐实施方法上存在的差异,在获得相同自由度的条件下对基站和用户的天线数目提出了不同的要求。从实用化角度考虑,用户终端不可能配备大量的天线,而基站可以部署大规模天线阵列。

因此,本文提出了一种基于干扰对齐的天线资源分配方案,通过灵活调节基站和用户两侧的天线需求数目,能够实现天线资源用量与自由度增益的有效折中。此外,针对多小区两用户以及三用户的场景,提出了低复杂的干扰对齐实施算法,能够在保持自由度不变的条件下进一步降低现有算法的复杂度。

科技论坛2019.11

1251 军用认知无线通信系统概述

在军用无线通信系统中，引入军用认知无线电网络不仅

能够为军用无线通信设备选择合适的工作频段和带宽，而且

能够提供更加合理的调制和编码方式，来适应复杂战场环境

对无线网络的需求。而且，在我国的军用认知无线电系统使

用已经能够允许各终端及主站进行频率切换了，所以军用认

知无线电系统能够满足军用的站场认知能力和参数重配置

能力。

1.1 战场认知能力

在复杂军队环境中，战队认知能力主要包括战场的频谱

感知、分析以及判决。不仅需要快速、及时地对战场的电磁环

境参数进行感知和分析，而且要着重感知频谱空洞信息和干

扰情况，以此保证地信道的迅速确认。

1.2 参数重配置能力

由于战场无线环境需要进行动态编程，所以在军用认知

无线电系统中需要具备一定的参数重配置能力，使其能够完

成在不同无线传输设备间的数据信息传送和接收。此处所说

的需要重构的参数主要有工作频段、调制方式，以及发射功

率和通信协议等。随着军用无线电系统的发展和优化，在其

应用中已经能够完成对整个战场频谱信息的感知，并且能够

及时对相关信息作出重配置调整。这与传统固定频谱分配方

案相比，军用认知无线电技术的应用一方面能够提高组网的

性能，另一方面还能够对整个通信系统的电磁兼容能力进行

优化。

2 认知无线电关键技术

2.1 匹配滤波器的检测

在滤波器的选择和使用中，线性滤波器表现最好的是匹

配滤波器，其不仅输出信噪比很大，而且其在信号检测中发挥着重要作用，对于匹配滤波器的检测是相干检测中的重要

部分。通过理论和实践经验发现，在进行系统信号判断的过

程中，匹配滤波器发挥着重要作用，其能够在最佳的时机输

出最大信噪比，能够在很大程度上提高信号检测的准确性。

此外，从SNR的输出情况来看，匹配滤波器是SNR输出最大的

滤波器，这就使其具备了巨大的信号检测优势，保证了信号

检测的准确性和快速性。

当然，在使用过程中也发现匹配滤波器存在着一定的缺

陷。一方面，它过分依赖授权用户的先验信息，一旦授权用户