常见电子通信中的干扰要素和对策分析

李合菊，胡尊广

（莱芜职业技术学院,271100,山东信宇通信科技有限公司,250101

1 电子通信

电子通信如今已经广泛应用到各行各业，在居民中的使用主要是无线局域网的使用，而军用、工厂使用、国家相关通信部门则有着更深层次的使用。一般常见的有蓝牙、WiFi等，所以在对于干扰因素除了要从使用方法与周围环境来考虑外，还要注意UCN电缆的自控系统配置情况，也就是网路信号的来源情况，同时考虑卫星的运行与信号传输问题。所以在电子通信的干扰要素与对策分析中要根据分析方面来制定相应的解决方案。

2 局域网的干扰因素及相关解决办法

2.1 路径损耗

所谓路径损耗，这是由于现在无线局域网使用的用户逐渐增多，那么建筑的层层阻挡就会使得信号在传输的过程中逐渐衰弱，根据实际测量，在实际计算中，我们通过几下公式进行计算分析：

上式中：LP 是功率损耗系数，即表明距离1m处的自由空间路径损耗；r则表明接收机与发射机之间的距离，r0是参考距离。那么假设1 m，n是路径损耗指数，Wi是墙体的衰减系数，Fj是楼板的衰减系数，Nw和NF分别是室内接收机和发射机之间的墙壁和楼板的数目。另外还有国际电信联盟推荐的传播模式：

但是在实际计算中，由于无线网在室内与室外的情况不一样，室外遇见的障碍物较少，而室内则有受到建筑物布局和使用的建筑材料的影响，而且开关门也会产生信号干扰，人员走动还能影响信号的强弱，天线的安装位置与实际操作方法也有影响。

2.2 接收机系统干扰

热噪声存在于任何在绝对零度以上工作的电路或系统中，这种噪声可以看成是无数独立的微小电流脉冲的叠加。那么根据概率论的极限定理，根据高斯正态分布。对于负载电阻为RL，其热噪声电流的双边谱密度如下面：

在上式中，k=1.380 650 5 × 10-23 J/K，为玻耳兹曼常数，T 为热力学温度。所以进行更深层的计算可得：

从上式中可以看出，热噪声均方差与负载电阻RL成反比，那么在实际的接收机设计时，我们常采用高阻抗前端。由于热噪声均方差与接收机的电带宽成正比，为降低热噪声，所以就需要限制接收机的带宽。

无线局域网接收机一般由天线、放大器、滤波器和混合器等部件组成。总系统的噪声是这些部件的所有噪声以某种方式共同作用的结果。我们假设每个部件的噪声系数为F，增益为G，内在噪声源的谱密度为（F-1）kT0。如果S（f）是部件的输入，则电路的输出为：

那么如果有2个这样的部件系统，其噪声系数分别为F1和F2，增益分别为G1和G2，输入的假设噪声为N0。此时第一级输出和第二级输入是F1G1N0，第二级输出为G2[（F2-1）N0+F1G1N0]，则总噪声系数为：

那么根据上式，我们进行层层类推，最后可以得到：

2.3 蓝牙无线干扰

如果两种无线模块在同一系统或同一地点时，当蓝牙无线和无线局域网共存时，那么此时的干扰信号就比较强，甚至会出现丢失连接的情况。所以在实际中，我们通过跳频扩频，即发射功率为1 mW，数据传输速率为1 Mb/s，传输距离为10 m。那么就使得蓝牙无线和2.4GHz的无线局域网能够工作于同一个ISM频段，从而存在两者相互干扰的问题。IEEE802.11b标准在2.4GHz以上的83.5MHz带宽中规定了可用信道，每信道带宽5MHz，通常是三个互不重叠的信道。无线局域网数据传输速率可达11Mb/s以上，而且一般室内可传输距离为100m。那么当无线局域网工作在11Mb/s的速率以下时，一个数据包需要约1ms时间在空中传播，采用单时隙的蓝牙连接每个数据包占625s。所以在一次无线局域网数据传输期间，若有两个蓝牙数据包传递，其中任何一个落在无线局域网占据的20MHz信道范围之内，就会导致无线局域网信号传输失败。

2.4 同频干扰

除了上文中蓝牙的同频干扰，周围环境对无线局域网也会产生窄带干扰和全波段干扰。这就是说在一个无线网使用的时候，窄带信号在不同输出功率、不同频谱的频率宽度等情形下，可能会间歇地打断发射的信号。那么要避免窄带信号的干扰，我们就必须要找到原始干扰源，并移除这些干扰源，正确配置无线局域网设备的信道，有效地处理窄带干扰。

全波段干扰是指在任何情况下，干扰覆盖整个使用的频率范围，就好比老式微波炉等设备的使用，当实际使用时，这种都是出于全覆盖范围下的设备。所以处理这种干扰较好的方法就是改变发射频率，比如将局域网发射频率从2.4 GHz 改为5.8 GHz，又或者是采用扩频技术，除此之外我们还可以采用移除产生全波段干扰的设备的方法来处理，从而使得处理后能提供无线局域网较好的吞吐率和延迟特性。

3 补充对策

3.1 蓝牙源距离安放

在实际的使用中，我们通过对蓝牙无线与802.11bWLAN 的相互干扰进行实际测量，发现相互干扰与距离有关。在同一个系统内两者近距离（小于2 m）工作时，相互干扰较严重，分组错误率高达99%，系统吞吐量几乎为0。当两者的距离超过3 m时，干扰明显减少，分组错误率及系统吞吐量基本维持正常水平。

蓝牙无线的典型应用是采用蓝牙鼠标、键盘，在这种场合下用无线局域网的个人电脑，二者存在相互干扰问题。为了避免蓝牙传输干扰，我们可以根据现场情况动态选择信道，也可以通过改变无线局域网每一分组长度，减少数据包传输期间受干扰，减少数据重传的概率，提高干扰存在时的吞吐量。

3.2 同频干扰

由于相同频率会使得信息传输堵塞，那么，要解决这种情况，我们可以采用信息带宽的100倍，甚至1000倍以上的宽带信号来传输信息，这样可以提高抗干扰能力。另一方面，接收机采用频码序列进行相关检测，空中即使有同类信号进行干扰，如果不能检测出有用信号的码序列，干扰也不明显。所以在实际的使用中，我们常可以采用这种方法来解决同频干扰。

3.3 网络偷用

关于这一方面，当一个固定的局域网再投入使用时，由于使用人数过多造成了网速下降，那么为了解决网络使用人数过多，我们可以对使用用户进行认证，即排除公布范围外的人使用，资格认证可以减少使用人口，从而达到网络通畅的目的。那么如何使用资格认证，这个我们可以在创造一个WiFi时，进行使用范围控制，同时设立密码，在实际使用时，我们可以通过IP检测，确定是否有不明身份在使用该局域网，发现有不明IP户口时，我们可以进行拦截，从而达到保护网速的目的。

3.4 其他注意方面

在实际的施工中，例如我们需要考虑覆盖设计的方式是采用室内覆盖还是室外覆盖，网络用户是单独建设还是与移动通信网络统筹建设等；然后再确定AP点位置和数量，并进行合理的频率规划，规避频率干扰，力求干扰降到最小；对于容量、频率和链路是相互关联又相互制约，提高容量增长链路将增大干扰。所以我们需要合理调整好三者之间的关系，从而使无线传输信号能够达到比较好的效果。

4 结束语

鉴于通信在我们生活中的广泛使用，我们首先要合理使用局域网，使之能够很好的利于我们的工作，对于其中的干扰因素，我们需要从最初的施工建设严格把关，在施工时考虑每一处应该做好的计划，同时考虑到以后发展，然后，进行严密的计划，进行施工；在使用时，除了不可改变的地理环境因素，我们需要增强局域网的安全，避免有其他不良攻击，从而造成不必要的损失。同时，国家在法律上需要制定关于互联网安全的相关条例，用法律武器保护我们的上网安全与固有网络，希望未来我们能够享受到更快速的网络连接率。

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