常見電子通信中的干擾要素和對策分析

李合菊，胡尊廣

（萊蕪職業技術學院,271100,山東信宇通信科技有限公司,250101

1 電子通信

電子通信如今已經廣泛應用到各行各業，在居民中的使用主要是無線局域網的使用，而軍用、工廠使用、國家相關通信部門則有著更深層次的使用。一般常見的有藍牙、WiFi等，所以在對于干擾因素除了要從使用方法與周圍環境來考慮外，還要注意UCN電纜的自控系統配置情況，也就是網路信號的來源情況，同時考慮衛星的運行與信號傳輸問題。所以在電子通信的干擾要素與對策分析中要根據分析方面來制定相應的解決方案。

2 局域網的干擾因素及相關解決辦法

2.1 路徑損耗

所謂路徑損耗，這是由于現在無線局域網使用的用戶逐漸增多，那么建筑的層層阻擋就會使得信號在傳輸的過程中逐漸衰弱，根據實際測量，在實際計算中，我們通過幾下公式進行計算分析：

上式中：LP 是功率損耗系數，即表明距離1m處的自由空間路徑損耗；r則表明接收機與發射機之間的距離，r0是參考距離。那么假設1 m，n是路徑損耗指數，Wi是墻體的衰減系數，Fj是樓板的衰減系數，Nw和NF分別是室內接收機和發射機之間的墻壁和樓板的數目。另外還有國際電信聯盟推薦的傳播模式：

但是在實際計算中，由于無線網在室內與室外的情況不一樣，室外遇見的障礙物較少，而室內則有受到建筑物布局和使用的建筑材料的影響，而且開關門也會產生信號干擾，人員走動還能影響信號的強弱，天線的安裝位置與實際操作方法也有影響。

2.2 接收機系統干擾

熱噪聲存在于任何在絕對零度以上工作的電路或系統中，這種噪聲可以看成是無數獨立的微小電流脈沖的疊加。那么根據概率論的極限定理，根據高斯正態分布。對于負載電阻為RL，其熱噪聲電流的雙邊譜密度如下面：

在上式中，k=1.380 650 5 × 10-23 J/K，為玻耳茲曼常數，T 為熱力學溫度。所以進行更深層的計算可得：

從上式中可以看出，熱噪聲均方差與負載電阻RL成反比，那么在實際的接收機設計時，我們常采用高阻抗前端。由于熱噪聲均方差與接收機的電帶寬成正比，為降低熱噪聲，所以就需要限制接收機的帶寬。

無線局域網接收機一般由天線、放大器、濾波器和混合器等部件組成。總系統的噪聲是這些部件的所有噪聲以某種方式共同作用的結果。我們假設每個部件的噪聲系數為F，增益為G，內在噪聲源的譜密度為（F-1）kT0。如果S（f）是部件的輸入，則電路的輸出為：

那么如果有2個這樣的部件系統，其噪聲系數分別為F1和F2，增益分別為G1和G2，輸入的假設噪聲為N0。此時第一級輸出和第二級輸入是F1G1N0，第二級輸出為G2[（F2-1）N0+F1G1N0]，則總噪聲系數為：

那么根據上式，我們進行層層類推，最后可以得到：

2.3 藍牙無線干擾

如果兩種無線模塊在同一系統或同一地點時，當藍牙無線和無線局域網共存時，那么此時的干擾信號就比較強，甚至會出現丟失連接的情況。所以在實際中，我們通過跳頻擴頻，即發射功率為1 mW，數據傳輸速率為1 Mb/s，傳輸距離為10 m。那么就使得藍牙無線和2.4GHz的無線局域網能夠工作于同一個ISM頻段，從而存在兩者相互干擾的問題。IEEE802.11b標準在2.4GHz以上的83.5MHz帶寬中規定了可用信道，每信道帶寬5MHz，通常是三個互不重疊的信道。無線局域網數據傳輸速率可達11Mb/s以上，而且一般室內可傳輸距離為100m。那么當無線局域網工作在11Mb/s的速率以下時，一個數據包需要約1ms時間在空中傳播，采用單時隙的藍牙連接每個數據包占625s。所以在一次無線局域網數據傳輸期間，若有兩個藍牙數據包傳遞，其中任何一個落在無線局域網占據的20MHz信道范圍之內，就會導致無線局域網信號傳輸失敗。

2.4 同頻干擾

除了上文中藍牙的同頻干擾，周圍環境對無線局域網也會產生窄帶干擾和全波段干擾。這就是說在一個無線網使用的時候，窄帶信號在不同輸出功率、不同頻譜的頻率寬度等情形下，可能會間歇地打斷發射的信號。那么要避免窄帶信號的干擾，我們就必須要找到原始干擾源，并移除這些干擾源，正確配置無線局域網設備的信道，有效地處理窄帶干擾。

全波段干擾是指在任何情況下，干擾覆蓋整個使用的頻率范圍，就好比老式微波爐等設備的使用，當實際使用時，這種都是出于全覆蓋范圍下的設備。所以處理這種干擾較好的方法就是改變發射頻率，比如將局域網發射頻率從2.4 GHz 改為5.8 GHz，又或者是采用擴頻技術，除此之外我們還可以采用移除產生全波段干擾的設備的方法來處理，從而使得處理后能提供無線局域網較好的吞吐率和延遲特性。

3 補充對策

3.1 藍牙源距離安放

在實際的使用中，我們通過對藍牙無線與802.11bWLAN 的相互干擾進行實際測量，發現相互干擾與距離有關。在同一個系統內兩者近距離（小于2 m）工作時，相互干擾較嚴重，分組錯誤率高達99%，系統吞吐量幾乎為0。當兩者的距離超過3 m時，干擾明顯減少，分組錯誤率及系統吞吐量基本維持正常水平。

藍牙無線的典型應用是采用藍牙鼠標、鍵盤，在這種場合下用無線局域網的個人電腦，二者存在相互干擾問題。為了避免藍牙傳輸干擾，我們可以根據現場情況動態選擇信道，也可以通過改變無線局域網每一分組長度，減少數據包傳輸期間受干擾，減少數據重傳的概率，提高干擾存在時的吞吐量。

3.2 同頻干擾

由于相同頻率會使得信息傳輸堵塞，那么，要解決這種情況，我們可以采用信息帶寬的100倍，甚至1000倍以上的寬帶信號來傳輸信息，這樣可以提高抗干擾能力。另一方面，接收機采用頻碼序列進行相關檢測，空中即使有同類信號進行干擾，如果不能檢測出有用信號的碼序列，干擾也不明顯。所以在實際的使用中，我們常可以采用這種方法來解決同頻干擾。

3.3 網絡偷用

關于這一方面，當一個固定的局域網再投入使用時，由于使用人數過多造成了網速下降，那么為了解決網絡使用人數過多，我們可以對使用用戶進行認證，即排除公布范圍外的人使用，資格認證可以減少使用人口，從而達到網絡通暢的目的。那么如何使用資格認證，這個我們可以在創造一個WiFi時，進行使用范圍控制，同時設立密碼，在實際使用時，我們可以通過IP檢測，確定是否有不明身份在使用該局域網，發現有不明IP戶口時，我們可以進行攔截，從而達到保護網速的目的。

3.4 其他注意方面

在實際的施工中，例如我們需要考慮覆蓋設計的方式是采用室內覆蓋還是室外覆蓋，網絡用戶是單獨建設還是與移動通信網絡統籌建設等；然后再確定AP點位置和數量，并進行合理的頻率規劃，規避頻率干擾，力求干擾降到最小；對于容量、頻率和鏈路是相互關聯又相互制約，提高容量增長鏈路將增大干擾。所以我們需要合理調整好三者之間的關系，從而使無線傳輸信號能夠達到比較好的效果。

4 結束語

鑒于通信在我們生活中的廣泛使用，我們首先要合理使用局域網，使之能夠很好的利于我們的工作，對于其中的干擾因素，我們需要從最初的施工建設嚴格把關，在施工時考慮每一處應該做好的計劃，同時考慮到以后發展，然后，進行嚴密的計劃，進行施工；在使用時，除了不可改變的地理環境因素，我們需要增強局域網的安全，避免有其他不良攻擊，從而造成不必要的損失。同時，國家在法律上需要制定關于互聯網安全的相關條例，用法律武器保護我們的上網安全與固有網絡，希望未來我們能夠享受到更快速的網絡連接率。

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