黎 枫

（广西华侨学校，广西 南宁 530007）

0 引言

目前，网络通信系统的运行对信号的传输带宽与及时性要求较高，并且在通信过程中容易受到外界因素的干扰，各种各样的通信安全隐患问题也随之产生，严重影响网络通信效果，因此，网络通信抗干扰成为目前网络通信领域面临的重大问题[1]。通过采用高效的网络通信抗干扰方法，才能确保网络系统可在强烈的干扰环境下稳定传输数据，发挥其数据传递的功能。文献[2]中利用深度强化学习技术设计了一种网络通信抗干扰决策方法，对原有的抗干扰算法进行一定程度的优化，但是在实际应用中抗干扰性能比较差，信噪比仍旧较高，没有从根本上解决网络通信抗干扰问题，为此提出基于NoC架构的网络通信抗干扰方法研究。

1 基于NoC架构的网络通信抗干扰方法设计

1.1 网络通信入侵干扰信号分布获取

在对通信网络进行检测时，为达到其抗干扰效果，避免通信信号受外界干扰因素影响，需要先对干扰信号特征进行分析，然后区分正常通信信号和干扰信号，进而确定网络通信信道中干扰信号分布情况。本文以小波系数能量守恒定律为理论依据，对网络通信入侵干扰信号的分布进行定位，整个过程如下。

首先假设网络通信信号中短时能量为H，其公式表示为

式中，d表示网络通信信号长度；s表示网络通信信号时间序列；表示网络通信系统中第n帧的信号值。根据网络通信信号中短时能量值，计算网络通信信道在某一时刻的平均过零率，其计算公式为

式中，G表示网络通信信道在某一时刻的通信信号平均过零率[3]。设定 为网络通信信道在某一时刻的短时能量阈值， 为网络通信信道在某一时刻的通信信号平均过零率阈值，当时判定通信信号为未受干扰的信号，反之则判定网络通信信号为干扰信号[4]。将干扰信号进行小波分解，计算网络通信干扰信号小波系数能量值和时间序列能量值，其计算公式为

1.2 基于NoC架构的网络通信信道模型

网络通信信道电缆选用异轴电缆，将DGFG网线接到计算机上，利用交换机对网络通信信道IP地址进行自动分配，以此为基础建立网络通信信号模型，对定位到的干扰信号进行分析和描述。采用NoC架构建立网络通信信道模型的拓扑结构，共包括三层通信信道协议栈，如图1所示。

图1 基于NoC架构的网络通信信道模型结构图

正常情况下网络通信频带的扩展是由一个相对独立的序列码实现的，所以假设网络中每个通信节点发射的信号载波频率处于SFG频段，网络通信信道接收阵元的发射信号M由K和 两个负交调制在线性调频信号组成，对于定位到的各类干扰的网络通信信源传输信号，其网络通信二阶相移特征表达式为

1.3 网络通信信道的抗干扰调制预处理

以网络通信信道模型为基础，对网络通信信道中干扰信号调制进行预处理，通过傅里叶变换对网络通信干扰信号进行时频分解。然后对网络通信信道抗干扰调制的功率谱密度进行计算，其计算公式为

式中，V表示通信网络功率谱密度值；T表示码间干扰下网络通信带宽；X表示滤波器的扩频带宽；Z表示干扰信号的扩频码的长度；A表示干扰信号中的正信号；T表示干扰信号中的负信号；d表示网络通信路径归一化幅度；r表示网络通信路径时间延迟[6]。最后以相位注定原理为理论依据，对网络通信干扰信号进行扩频码处理，得到网络通信信号离散谱，根据离散谱对网络通信干扰信号进行解扩处理，由此实现对网络通信信道的抗干扰调制预处理。

网络通信信道中存在带宽噪声干扰和码间干扰，对网络通信干扰信号进行降噪处理，其降噪过程如下：在建立的基于NoC架构的网络通信信道模型中，忽略白噪声的影响，利用式（7）表示网络通信信道中接收的干扰信号：

1.4 设计通信网络路由机制

为了避免因网络通信负载过重而导致通信信号堆积设计一个路由机制。网络通信系统中每一个节点都要维护各自的路由表，假设源节点F上有N个已经降噪处理完的信号需要达到节点B ，利用以下四个步骤对源节点上的 个已经降噪处理完的信号进行路由分配。

步骤一：确定源节点F到目的节点B的所有交换节点的拥塞情况。

步骤二：对源节点F到目的节点B的所有交换节点的拥塞等级进行评估。

步骤三：选择拥塞等级最低，即拥塞情况最好且下一跳节点到达目的节点最短的交换节点B作为下一跳节点。

步骤四：确定源节点F到目的节点B的总跳数，设定阈值，如果计算的源节点F到目的节点B的总跳数超过设定阈值，则等待下一段时间转到步骤一，如果计算的源节点F到目的节点B的总跳数未超过设定阈值，则该条路径作为降噪处理后网络通信信号的通信路径。

2 实验论证分析

为验证此次提出方法的可行性和有效性，设计对比实验。实验以某网络为实验环境，该网络通信频率为1 365 423 GHz。实验将通信交调参数设定为55.26 dB，网络通信扩频码速度为3.465 Mcps，等效信噪比为24.36 dB，网络通信信息速度为69.45 bps。在以上实验环境和参数设计下构建网络通信信道模型，设定网络通信信道在某一时刻的短时能量阈值为5.213，网络通信信道在某一时刻的通信信号平均过零率阈值为26.15%，网络通信干扰信号共5 000个。对网络通信信道进行抗干扰调制预处理和降噪处理，最后利用设计的通信网络路由机制对网络通信信号进行路由节点分配。实验以通信信号信噪比作为检验两种方法的指标，信噪比表示网络通信信号中含噪情况，网络通信技术规范要求网络通信信号信噪比不得超过0.5 dB。实验利用GGRE软件对8个网络通信信道的通信信号信噪比进行计算，利用电子表格对数据进行记录，具体情况如表1所示。

表1 两种方法应用后网络通信信号信噪比对比（dB）

从表1中数据可以看出，应用设计方法网络通信信号信噪比较低，基本可以控制在0.1 dB以下，可有效保证网络通信信号的有效性和完整性；而应用传统方法网络通信信号信噪比最高为1.681 dB，不仅超出网络通信技术规范要求，而且还远远高于设计方法。因此，此次设计方法采用NoC架构技术，利用该技术构建网络通信信道模型，将网络通信信道架构设计层次化，细分各个结构的通信任务，确保网络通信质量。实验结果证明，此次设计方法能有效降低网络通信过程中噪声干扰的影响，相比传统方法更适用于网络通信抗干扰。

3 结束语

此次利用NoC架构设计了一个新的网络通信干扰方法，通过实验验证了该方法具有良好的抗干扰效果，实现了对传统方法的优化和创新，解决了网络通信干扰问题，对保证网络通信有效传输，降低带宽噪声干扰和码间干扰对网络通信影响，提高网络通信质量具有重要的现实意义。由于此次仅考虑了带宽噪声干扰和码间干扰对网络通信影响，没有考虑白噪声，其提出的网络通信抗干扰方法存在一些不足之处，今后会结合白噪声对网络通信干扰的影响，对此次提出的网络通信抗干扰思路进行优化和完善，为网络通信技术发展和创新提供有利的理论支撑。■