干扰在电子通信中产生的原因以及相应控制措施研究

张娴静

（郑州工业应用技术学院，河南 新郑 451150）

电子通信技术在我国广泛应用于航天航空、生产、科技等方面.在日常生活中，蓝牙、WIFI等都属于电子通信技术，生活中离不开电子通信技术，但是由于计算机硬件、无线信息号等的传播和使用，也带来了众多的干扰因素.

1 电子通信干扰概述

1.1 电子通信干扰的产生原因以及分类

电子通讯干扰按产生的原因可以划分为有源干扰和无源干扰两种形式，有源干扰也称之为积极干扰，通过专门的发射设备发出某种形式的电磁波.无源干扰，也称之为消极干扰，设备或元件自身不具备发射电磁波的功能，如箔条、角反射器、透镜发射器、假目标、气溶胶、烟幕等，通过反射、散射、折射地方电子装备发射的电磁波而形成的电子干扰[1].

从干扰产生的作用层面可以将干扰分为压制性干扰和欺骗性干扰.压制性干扰是利用同频大功率使敌方电子系统难以检测出有用信号.欺骗性干扰是使敌方电子装备或操作人员对所接收的信号真假难辨，短时间内无法正常使用.

1.2 同频干扰的抑制方法

要解决同频干扰问题，通过软件和硬件两个方向都可以.硬件方面需要从硬件设计的角度，为解决同频干扰提供方案.

从硬件的角度来看，想要避免同频干扰，可以增加可用带宽，增加带宽意味着在跳频的时候有着更多的选择，划分信道之间的距离更大，从而避免相互干扰，同时也大大降低了软件设计的难度.以wifi为例，由于频道较宅，导致频道复用较为严重，在同一区域内最多只能使用三个模块.

在实际应用中对无线模块带宽影响较大的因素有LNA输入阻抗、PA输出阻抗、滤波器的阻抗以及天线阻抗.前两者用户只能依照原厂给出的参数去匹配，而天线的阻抗则是根据实际应用场景去挑选对应的型号，所以滤波器的阻抗匹配才是电路设计的关键.

传输功率在阻抗匹配时可以才可以到达最大，但在实际设计中往往只能达到某个频点的阻抗匹配，这是不符合工程应用的.因为相比于在某一个频点传输功率的最大化，一个频段范围内均衡的功率传输才是更重要的.信号输出不集中于某一个频点而是均衡覆盖一段较宽的频率范围不仅能保证模块在应用时容错率更强，还能保证量产时的一致性[2].

现在市面上可用于400-500MHz频率的滤波器有很多，在这里我们挑选出两种最典型的滤波器：巴特沃斯和切比雪夫，对比它们的端口阻抗在不同频率下的变化情况，从而得出该滤波器的使用带宽，最终选择在无线通信中最合适的滤波器.

这里可以清楚地看到在史密斯圆环中，两种滤波器不同频率下的阻抗并不相同，巴特沃斯滤波器伴随着频率的增加，阻抗偏离匹配点；而切比雪夫滤波器因为有谐振电路引起阻抗的突变，所以阻抗会围绕在匹配点附近小范围变化，这就导致切比雪夫滤波器的可用频段比巴特沃斯滤波器更多.

LM400T模块以切比雪夫滤波拓扑为模型设计了滤波器电路，其信道能够覆盖400MHz～525MHz，且输出功率保持在18dBm以上，足以达到了信道划分的要求.

当多组模块同时工作时即可划分出多个信道，让不同组的模块在不同的信道下通信，模块之间的通信也不会因为划分信道较多而受到影响，这就达到了避免同频干扰的效果[3].

2 电子通信技术干扰产生的原因

由于配置的原因，导致了网络故障发生，包括硬件故障和软件故障，故障一旦发生，配置干扰就成了主要的干扰源头.大范围的情况下，可以归结为硬件故障配置干扰，如利用网线PING的接入和操作，判断硬件的故障，在进行一系列的操作之后，实现的是硬件故障的干扰信号的产生.

蓝牙因素带来的干扰因素，主要是由于蓝牙与无线网络处在一个范畴内，在同一地点或者系统内，产生了很大的干扰.干扰频率较大会导致网络连接不善个，局域网周边的设备最容易发生这样的情况，信号窄带，在不同的输出功率上，发生不同的频率宽带的条件下的冲击，干扰信号由此产生，接收的质量会较差.

对于通信设备用交流电源来说，交流输人电源线使用单股敷设方式.由于交流配电机房与通信设备机房有一定的距离，为其提供的供电线路一般都较长，又由于交流线道中有开关电源、空调、照明等各种供电线，所以供电线路之间的三相交流电流不可能平衡[4].

以上情况部会在通信设备造成计算机和数据设备的误启动和误关机.还可能引发控制信号的误动作供电端零地之间产生零地电压问题.但两交流屏的零线没有并联;不过，若能把零地电压控制在一定范围之内，单相UPS输入末接地线;若电力机房为了供电的安全性，两交流屏并联使用，引起硬件故障，烧毁计算机接口设备;就不会对通信系统和设备造成危害，将引起计算机串口硬件直接损坏，否则将造成通信设备损坏，引发控制信号的误动作;影响数据传输质量.零地电压过高时会引起硬件损坏，一般情况下，零地电压值不能超过2V.零地电压对通信设备的影响，主要表现在提高有用信号、增大有用信号与干扰的时频域重合损耗三部分.

3 降低干扰信号的措施

3.1 降低干扰信号

对于移动通信来说，降低输入扰信比的途径又可以分为降低干扰信号、干扰分为网内干扰和外干扰，网外干扰除了进行扫频排查外干扰信号源外，我们对PTj、GTj、Lj、GRj无法随意改变.至于网内干扰的控制，各种制式的移动通信系统采取手段基本相同，有以下手段：降低GTj/GRj：使用定向天线对小区扇区化，把旁瓣对准不希望覆盖的区域，相当于降低了干扰/被干扰方向的增益；TDSCDMA和TDD-LTE系统还用到了智能天线（波束赋形），效果更佳.降低PTj：使用功率控制及DTX不连续发射等.功率控制是控制网内干扰最重要的手段之一，对于GSM系统，功率控制命令通过SACCH下发，控制周期为3个测量报告的时间，约1.5秒一次.3G和4G的功率控制类似，分为开环功控和闭环功控两种，简单地说，开环功控就是无反馈的功率控制，一般用在初始接入阶段，而闭环功控根据反馈值的类型和反馈单元，又分为内环和外环.不同系统的功率控制速度不一样，WCDMA的功率控制速度是1500HZ，CDMA2000的功控速度是800HZ，LTE功率控制速度是200HZ.需要说明的是，由于远近效应的存在，上行更容易受干扰，因此移动通信中的功率控制主要指上行功控.

3.2 提高有用信号

提高有用信号的手段有以下几种：提高发射功率PTs发射功率的提升受限于硬件设备，而且对于移动通信而言，每个用户不但是己方的信号源，同时又是其他用户的干扰源，因此单纯提高发射功率在改善了己方的通信效果的同时，会增加网内其他用户的干扰，整体来看不一定有好处.故，移动通信中采用功率控制的手段来调整功率，保证每个用户的功率刚刚够用就行.

分集接收提高接收功率Psi

所谓分集接收，是指接收端对它收到的多个互相独立（携带同一信息）的衰落特性信号进行特定的合并处理，以降低信号电平起伏的办法.包括接收和合并处理两部分.

接收方式常用的有三种：空间分集、极化分集、时间分集.

空间分集：采用空间上相对独立的多付接收天线来接收信号，然后进行合并，为保证接收信号的不相关性，这就要求天线之间的距离足够大，这样做的目的是保证了接收到的多径信号的衰落特性不同，接收天线之间的距离至少大于10个波长.是最常用的一种分集方式.极化分集：采用不同极化方式的多付接收天线来接收信号，然后进行合并.移动通信中常见的为正负45度极化天线.

时间分集：时间分集的代表是Rake接收技术.RAKE接收技术是CDMA移动通信系统中的一项重要技术，可以在时间上分辨出细微的多径信号，对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号.

合并方式有三种：最大比值合并、选择式合并、等增益合并.最常用的是最大比合并，该方案在接收端只需对接收信号做线性处理，简单易实现，在接收端由多个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测，合并产生的增益与分集支路数N成正比.除了早期工程建设遗留下个别单极化天线外，所有制式的移动通信均使用了极化分集和空间分集，而Rake接收仅用于CDMA系统.

3.3 增大Lf/Lp/Lt

这三种方法的原理分别是：

Lf：从频域将干扰和有用信号错开，由于民用移动通信的频段不能自主确定，因此限制了此种抗干扰方式的使用.

Lp：在极化方向上跟干扰隔离，但由于移动通信中电波在传播过程中极化方向频繁变化，因此无法用增加Lp的方式来减少干扰.

Lt：从时域上隔离干扰，一般用于军用，比如猝发传输技术，将数据压缩在一个突发脉冲中传输，让敌方来不及干扰.另外，从某种意义上来说，各系统的多址技术也算是这类抗干扰技术，比如GSM的时分多址，其实就是从时间上把各用户的信号隔离，避免相互干扰.

4 结语

为保证通信质量,,导致各类干扰问题,谱带范围越宽干扰越严重,应用无线宽带技术.通信频谱有限,从影响整个通信系统.必须加大对通信技术中心抗干扰技术研究.在通信系统中，采用现代数字化移动通信高通信速率、高吞吐量等方法，重视基于无线频谱开放性特点,纠正不规范使用行为,起到很好的抗干扰作用.