電子通信工程設備抗干擾問題分析

周 浩

（吉訊股份有限公司，河北 保定 071000）

1 電子通信工程中設備抗干擾接地的重要性

電子通信設備的抗干擾主要是為了保證通信過程中的信號質量問題，如果發生干擾則必然會影響到正常信號的傳遞。接地技術實施的目的是抗干擾，信號的干擾問題如果得不到有效解決，那么信號傳輸的質量將會下降，給用戶帶來使用上的不便。在電子通信中，信號的穩定性十分重要，很大程度上決定了電子通信的質量，如果干擾源過多，信號在傳輸的過程中就會出現中斷或者丟失的情況，不僅會影響到電子產品的使用體驗，還會損壞通信公司的服務形象。在競爭日漸激烈的大環境下，信號質量代表著企業的核心競爭力，特別是在5G技術投入民用之后，電子通信設備接地處理得到了更加廣泛的應用，一般可以采用懸浮接地和直接接地兩種方案對電子通信設備進行接地處理。這兩種接地方案各有使用的條件及限制，并且在大多數情況下需要混合使用，以保證設備接地的直接效果。

懸浮接地的核心技術是控制接地時的電阻，要求接地電阻的誤差比較小，所以技術人員需要將接地電阻控制在一個嚴格的范圍內，并且只有在和大地處于一個完全相接的情況下才能進行電子通信設備的懸浮接地處理。而直接接地則要在建設時根據國家在此方面的技術標準，在相應的接地區域設置接地體。接地體是一個獨立的個體，電阻值有一定的限制，通常小于4 Ω，如果電阻值過高就會影響接地質量。不管是直接接地還是懸浮接地都可以采用串聯、網聯以及并聯這3種方式，應根據實際情況自由選擇，必要時可以交叉使用來達到抗干擾的目的[1]。

接地處理的應用價值很多，首先可以提升設備的應用效果，使正常運行的電子通信設備能夠盡可能少地受到電阻和電感的影響，以避因電阻和電感不正常而經常發生故障。其次是在故障發生率降低后，可以實現運營成本上的降低，因為當設備的故障率較高時，設備的使用壽命和檢修計劃都會受到不同程度的影響，為了有效降低運維成本，就必須進行抗干擾處理。一般來說，重要的電子通信設備都有一定的壽命，當設備超過使用壽命后其功能和性能都會相應地下降，同時在正常運行的狀態下大部分設備也要定期進行檢修，如果設備受到的干擾比較多，那么會影響到設備的正常運行，提高故障發生率，讓檢修工作更加頻繁，造成大量人力、物力以及財力上的支出浪費。

2 電子通信工程運行過程中出現的干擾因素

2.1 雜散干擾

雜散干擾是一個系統頻段外的雜散輻射落入另外一個系統接收頻段內造成的干擾，通常情況是由于基站出現帶外功率泄漏或者發射互調產物等。因為發射機中的功放等非線性器件在實際工作頻段以外的范圍內產生輻射信號分量落入被干擾系統接收頻段內，導致被干擾接收機的底噪抬升，信噪比逐步下降，從而形成雜散干擾，干擾原理如圖1所示。

圖1 雜散干擾示意

2.2 阻塞干擾

阻塞干擾是由于接收機同時接收到了帶外較強的干擾信號與帶內的有用信號，并由于強干擾信號的作用導致了接收機鏈路的非線性器件飽和，進而出現了非線性失真情況，影響了接收機的靈敏度，形成了阻塞干擾。當阻塞干擾情況比較嚴重時，接收機將無法對有用信號進行正常接收，長時間的阻塞干擾還會影響接收機的整體使用性能[2]。

2.3 諧波干擾

諧波干擾是由于信號波形失真，產生的高次諧波對相鄰頻段造成的干擾。信號在發射機非線性器件的作用下，在其發射頻率的整數倍頻率上將產生較強的諧波產物。當這些諧波產物正好落于被干擾接收機頻段內，將導致被干擾接收機靈敏度損失，產生諧波干擾。

2.4 互調干擾

互調干擾是兩個或多個信號作用在通信設備的非線性器件上，產生同有用信號頻率相同或者相近的頻率，并順利通過接收機，導致接收機靈敏度損失，從而對通信系統構成干擾。通常情況下，互調干擾中的三階互調最為嚴重。在移動通信系統中產生的互調干擾主要有發射機互調、接收機互調等[3]。

2.5 屏蔽器干擾

手機信號屏蔽器主要是通過發射與運營商基站工作相同的頻率，抬高使用頻段周邊的底噪，通常表現為全頻段干擾。由于頻率相同，手機不能檢測出從基站發出的正常數據，使手機不能與基站建立連接，從而實現干擾。在基站后臺主要表現為通信上行底噪抬高，掉話率、丟包率明顯增多，嚴重影響手機信號接通率。在手機終端一般表現為網絡速度慢、搜索網絡、無信號、無服務等現象。

3 電子通信工程設備抗干擾措施研究

3.1 降低接地阻抗

地線指的是信號源回流過程中所經過的位置，當設備出現問題時，地面與人體之間會產生一些電流，此時電路就會對人們造成一定危害。因此，相關施工作業人員需要應用科學的接地方法，通過運用相關設備連接土地，使電荷向地下引入，進而提升安全性。就高頻電路而言，形成阻抗主要是由于電感和電阻因素，如果線路過長，便會增加電感的阻抗，對于這種情況，施工人員可以選擇多點接地的方法（圖2），縮短導線長度，進而實現減少電子設備干擾的目的。

圖2 多點接地示意

3.2 提取通信有效信號特征

無線電通信信號與有線電通信信號不同，它不屬于語音信號，可以用來鑒定無線電信號的特性參數比較少，而無線電通信信號具有高階累積量和歸一化峭度特征，因此可以將這兩個特征作為無線電通信干擾信號分離的依據[4]。在干擾環境通信過程中，無線電通信由于受到高斯白噪聲、其他通信電子設備通信信號的干擾以及周圍自然環境干擾會引起超高斯信號，需要通過計算通信信號高階累積量來獲取到有效通信信號與干擾信號之間的特征。無線電通信信號高階累積量計算公式為：

式中：C為無線電通信信號高階累積量；S1為無線電通信信號一階累積量值；S2為無線電通信信號二階累積量值；S3為無線電通信信號三階累積量值；S4為無線電通信信號四階累積量值。由于無線電通信信號種類不同，無線電通信信號分為二進制相移鍵控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）信號、正弦波信號、超高斯信號以及高斯信號4種。計算無線電通信信號高階累積量值，同時還要確定無線電通信信號歸一化峭度特征。歸一化峭度是度量無線電通信信號概率密度分布非高斯性大小的量值，可以利用歸一化峭度來度量無線電通信信號分布曲線的尖銳性和平坦性，是作為無線電通信有效信號與干擾信號分離的重要依據。對于無線電通信信號歸一化峭度特征參數值，首先需要計算通信信號的峭度值，計算公式為：

式中：b為無線電通信信號峭度特征參數值；m2為無線電通信信號的二階矩；m4為無線電通信信號的四階矩。在計算的無線電通信信號峭度基礎上再進一步計算歸一化峭度參數值，計算公式為：

式中：b1（x）為無線電通信信號的歸一化峭度參數值。當無線電通信信號x的概率密度為高斯函數時，則無線電通信信號的歸一化峭度為零；當無線電通信信號x的概率密度為超高斯函數時，則無線電通信信號歸一化峭度參數值為正數；當無線電通信信號x的概率密度為亞高斯函數時，則無線電通信信號歸一化峭度參數值為負數。正常情況下，無線電通信有效通信信號為正弦波信號和BPSK信號，這兩種信號屬于亞高斯信號類型，它們的歸一化峭度通常為負數。而超高斯信號和高斯信號是常見的干擾信號，它們的歸一化峭度通常為正數[5-7]。

4 結 論

電子通信工程是社會生活的重要組成部分，幾乎在社會的各個方面都離不開電子通信技術。目前，我國的電子通信技術發展十分迅速，已躋身于世界前列，但是隨著電子通信規模的擴大，設備干擾所帶來的信號質量問題也越來越嚴重，通過將設備接地處理可以有效降低電子通信工程中的設備干擾問題，達到抗干擾的目的。在多種因素影響下，電子通信設備因干擾源而產生的應用問題應當被加以重視，因為一旦設備發生故障便會直接影響到用戶的使用體驗，甚至會造成電子設備的損壞。在建設施工時，技術人員要充分了解產生干擾的原因，然后采用設備抗干擾接地的措施對其進行處理，促進電子通信工程的穩定發展。