战术通信网中的干扰

战术通信网中的干扰

战术通信网是一种无中心、自组织的无线网络，是数字化部队建设的基础设施，通常应用于师和师以下机动作战部队，为师以下部队提供无缝通信连接。战术互联网的主要功能是承载数据业务，完成战斗单元动态组网与协调通信。目前，战术通信网的体系结构通常按照以下三层进行设计：（1）无线分组子网层：主要由单工战术电台和单工跳频电台组网；（2）无线干线网层：由宽带数据电台及其终端构成通信网络，用于提供广域网连接；（3）宽带数据网层：由系统综合车、指挥控制车、战术指挥车等宽带数传设备组成，为师以下陆军作战指挥系统与其他系统提供数据和图像通信链路。

战术通信网的规模庞大，功能丰富，为了实现战术通信网的不同功能，通常将一个通信网划分为多个战术防区，在一个防区内，会存在大量且种类繁多的通信设备，如微波站、卫星、电台、数据链设备等。若战术通信网内部通信设备频率分配不当，通信设备互相通信时，不可避免地会受到其他通信设备的干扰，主要的干扰形式有同频干扰、邻道干扰及互调干扰。

一、同频干扰

所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。在无线通信系统中，由于频率资源有限，为了提高频谱利用率，有可能将两条或多条信道分配在一个相同频率上工作，这样就形成了同波道结构。在同波道环境中，当有两条或多条同频波道同时进行通信时，就有可能产生同波道干扰。

由于频率资源有限，通常采用频率复用技术以提高频谱效率。无线通信设备能够在同一波道上承受干扰的程度与所采用的调制类型有关。在一般情况下，信号强度随着距发射台的距离增大而减弱，这种减弱不是均匀的，还与地形和其他因素有关，不过可近似认为，这种减弱是有规律的。无线电设备能够承受的同频干扰可以用载波功率与干扰功率的门限值(C/I)表示，为了使系统正常运行，必须取载波干扰比大于门限比值，即(C/I)> (C/I)_门限。

二、邻道干扰

所谓邻道干扰，指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。进行频率规划时，对战术通信网内的某些通信设备会分配不同频率，这样做虽然有效避免了同频干扰，但是当发信频谱超出了限定的宽度，落到接收机的通带内，就成为邻频道的带外辐射干扰。

我国大容量移动通信系统体制规定信道间隔为25KHz,这些系统都采用模拟调频制式。在模拟调频制式系统中，调频信号的频谱很宽。理论分析表明，调频信号含有无穷多个边频分量，如果其中某些边频分量落入邻道接收机通带内就产生邻道干扰。

由于考虑到发射机、接收机频率不稳定和不准确造成频率偏差以及接收机滤波特性欠佳等原因，k频道发射信号的n次边频落入邻近k+1频道内，如图所示即是信号高次边频落入邻近信道的情况。图中调制信号最高频率为F_m，信道间隔为B_w，接收机带宽为B_s。

 

图  邻道干扰模型

三、互调干扰

互调干扰是由传输信道中非线性部件产生的。几个不同频率的信号同时进入非线性电路，就会产生各种频率的组合成分，这些新的频率成分便可能成为互调干扰。在移动通信系统中，互调干扰的产生主要有三个方面：发射机互调、接收机互调以及由于接触不良或不同金属的接触产生的非线性作用，使天线、馈线、双工器等处出现的互调现象。第三种情况通常影响不大，但也应该注意避免。下面着重讨论前两种情况以及相应的避免措施。

1发射机互调

在发射机末级功率放大器处，经天线进来的其他信号，与发射信号产生相互调制，称为发射机互调。

例如，发射机B的信号频率为f_b，经衰减进入频率为f_a的发射机，在A中产生互相调制。其中三阶互调产物为2f_a-f_b和2f_b-f_a，互调产物又通过天线发射出去，因而造成互调干扰。尤其是2f_a-f_b的电平较高影响较大。同样，当A的信号进入B时，也会产生上述情况。

一般情况下可以把三阶互调干扰归纳为两种类型，即两信号三阶互调和三信号的三阶互调，分别表示为：

2f_a-f_b=f_c和f_a+f_b-f_c=f_d

等式左边表示三阶互调源频率，而等式右边表示三阶互调对信号产生干扰的频率。

至于其他互调产物，例如3f_a、f_a+f_b+f_c等由于远离信号频率，经发射机及天线系统滤波作用后，危害不大，不必考虑。

2接收机互调

几个信号同时进入接收机，由于接收机中电路非线性作用而发生相互调制，即为接收机互调。例如有三个信号分别为Acosw_at、Bcosw_bt和Ccosw_ct，它们同时进入接收机，那么三阶互调信号可表示为：

u=a₃ (Acosw_at+Bcosw_bt+Ccosw_ct)³

=3×a₃×A₂×Bcos(2w_a-w_b)t/4+3×a₃A×B×Ccos(w_a+w_b-w_c)×t/2+…                                     

式中 a₃——三阶非线性系数。

由公式（2-1）可知，三阶互调(2w_a-w_b)电压的值与w_a的信号幅度平方及w_b信号幅度成正比；而另一个三阶互调(w_a+w_b-w_c)电压正比于三个信号幅度。因此，当各输入信号的电平都相等时，三阶互调干扰的大小与输入信号幅度的平方成正比。

综上所述，电路的非线性是产生互调干扰的主要原因。为此，在电台设计中必须考虑这一因素，对互调干扰提出较严格的指标。对广大用户而言，更重要的是在组建移动通信网络时，合理地分配频率，尽量设法避开三阶互调干扰。

四、其他干扰

(1) 码间干扰

由于多径传输原因，不同的反射路径使电波到达接收天线的传播距离不等，引起路径时延差。它对连续的模拟信号幅度将导致快速衰落变化，而对于不连续的数字脉冲信号将产生时延扩展现象：即在接收点由于多径效应接收到多个脉冲信号，如果传输速率过高，必将产生码间干扰，从而造成误码。

在数字移动通信系统中，时延扩展是限制传输速率的主要障碍。需要指出的是，在移动信道中传送数字信号不仅对于数字移动通信系统是必须的，在很多模拟移动通信系统中也已广泛使用数字信号来传送指令。为了避免码间干扰，如不采取一些特殊措施，必须对传输速率予以限制。

通常，在瑞利衰落环境下，数字信号传输速率应满足下式：

                    R_c=1/(2π×detla)      

式中 delta——时延扩展宽度。

(2) 阻塞干扰

当接收机接收有用信号时，如果有邻近频率的强干扰也同时进入接收机高频放大器或混频器，使高放或混频级出现饱和现象，则接收机解调输出噪声增大，灵敏度下降，严重时，使通信中断，这种现象称为阻塞干扰。

为此，移动电台的接收机应该具有较强的选择性和较大的动态范围，它的发射机功率应该予以限制，或者能够自动调整，既保证可靠通信，又能减少对其他电台的干扰。