電子通信中常見的干擾因素及其控制研究

張三春

（江西制造職業技術學院 江西 南昌 330095）

0 引言

電子通信技術已被廣泛應用于多個行業中，能夠便捷人們的日常生活，但因電子設備數量激增，如何在大信息體量中繼續維持集成化和微型化發展方向是困擾電子通信技術研究人員的重要問題。尤其是面對干擾因素影響，如何設計控制措施確保信息傳輸和信號覆蓋效果是重中之重。為此，研究電子通信干擾因素的類型以及控制措施十分必要，應當從用戶使用角度出發，找到能夠消除內外干擾的切實辦法。

1 電子通信概述

電子通信是借助無線技術，在波上加載調制信號，而后傳輸至相應端口，并利用解調的手段恢復原本信息數據內容，達到穩定傳輸的效果。通過對電子通信原理的闡述可以看出，其受到信號調制、電子元件和外部環境的干擾，可能影響信號傳輸效率和通信交流效率，出現信號失真和變形問題。為充分契合當前集成電路的發展需求，電子通信信號干擾問題是研究人員重點突破的課題，因此，為保證攻克方向和控制辦法的合理性和可行性，需在分析電子通信常見干擾因素和類型的基礎上，提出具備合理性和可行性的控制意見[1]。

2 電子通信中常見的干擾因素及類型

2.1 干擾因素

2.1.1 硬件

硬件指的是電子元件，其通過相互連接作用于電子通信電路中，因集成化水平不斷提高，電子元件受到信號與波的干擾更為常見，并在此影響下出現波動和噪聲問題，不利于集成電路保持穩定的運行質量[2]。電子元件間相互干擾主要是因電源設計工作不到位，部分人員在設計和嫁接電路過程中，忽視電源對供電電路所產生的切實影響，導致出現互相干擾的問題。甚至因設計和嫁接電路過程需接入絕緣電阻，其會帶來短接和漏電等不利因素，加重了干擾的程度和影響效果，使得集成電路無法穩定發揮實效。此外，電子元件長期處于工作狀態會帶來發熱問題，細小元件在此種超負荷運行狀態下將失去功效，性能無法保證，如此也將產生噪音。通過實踐調研發展，在功率較高的硬件設備發揮作用階段，會因電磁場的出現影響鄰近電子元件工作性能，帶來安全隱患。

2.1.2 外界環境

電子通信系統運行環境較為復雜，周邊電磁場混亂將會對運行設備效能產生一定影響，尤其是當設備功率較高時，其會因電磁場混亂造成通信信號傳輸受阻以及電子元件失靈的問題，對于整體系統維持穩定運轉不利[3]。有些電子通信設備處于較為惡劣的環境中，空氣濕度和氣壓值將會影響設備使用水平，在氣壓低或者空氣濕度大的狀態下，電子元件靈敏度低，嚴重時可帶來零件損壞問題。設備運行需協同作用，但多個設備共同工作也會造成功率過高、系統超負荷運轉的不良影響，如此將產生連接阻抗作用于接地電阻值和額定功率設備上，針對這一現實問題，設備管理人員和技術人員應當保持工作敏感度，嚴格管控設備運行狀態。外界環境所導致的干擾問題需利用多種檢測和控制技術予以解決，但因干擾要素的不確定性和外部環境變化的特點在控制上難以達到消除的效果，因此技術和管理人員要更為重視，通過技術革新力求實現精準消除。

2.1.3 同頻

現階段，電子通信行業信號傳輸具備體量大的特點，對帶寬和信道的需求程度逐漸攀升，在此種條件下，容易造成同頻問題，即信道相互重疊。重疊的信道相互干擾，在同一信道內大量待傳輸數據信號發生擁堵問題，難以達到控制變形的目標。原有信號會因信道重疊產生衰減問題，同時傳輸多個信號將使得副瓣現象更為突出，不利于系統正常運行。此種干擾因素具備不可逆的特點，借助人工恢復技術難以降低信號干擾的影響程度，因此及時判斷和檢測干擾信號類型十分必要[4]。同頻問題不僅發生在工業領域，在家用電子通信系統中也同樣會存在以上問題，例如，我國常見的微波爐運行波段為2.4 GHz，家庭用WIFI的WLAN信號若與微波爐同頻，將會互相制約正常運行效果顯現，導致手機、藍牙等其他設備將無法產出原本性能，影響正常使用。

2.2 類型

2.2.1 音頻干擾

此種類型是電子信息干擾因素中最簡單的模式，其可劃分為窄帶瞄準式干擾范疇，表現為離散譜線強烈作用于頻譜上的特點，可分成單頻和多頻干擾兩種信號形式[5]。其中單頻干擾又稱為單音干擾，符合連續波作用原理，對應的時域表達式是：

其中，φ0、fi和A分別代表初始相位、干擾頻點和幅度。通過分析，單頻信號具備能量集中、實現容易的特點，常見于特定頻點干擾檢測中。對于此種干擾類型，可從改變干擾頻率和信號功率方向著手[6]。

多頻干擾是由多個單頻干擾按照固定分布或者隨機分布形式疊加而成。其對應的時域表達式是：

其中，φi、fi和Ai分別代表第i個干擾頻點的相位、頻率和幅度。通過分析，多頻信號具備時域起伏大的特點[7]。對于此種干擾類型，可從同時改變多個頻點頻率和信號功率方向著手。

2.2.2 掃頻干擾

掃頻干擾中較為典型的信號類型是線性掃頻信號，其具備著與時間存在線性變化關系的特點。掃頻干擾在完整的掃描時間范圍內，將利用較寬頻帶，與任意時間點占用頻帶的特征不同。其對應的時域表達式是：

其中，B、f0、φ0、K、T、A（t）、f1分別代表掃頻帶寬、起止頻率、初始相位、調頻斜率、持續時間、包絡和干擾的截止頻率[8]。通過分析，掃頻干擾具備矩形分布的特點，能夠在掃頻區域保持均勻分布效果。其中，掃頻范圍和信號功率是影響掃頻干擾性能的要素。

2.2.3 噪聲調制干擾

此種干擾類型是電子通信系統中難以消除的干擾要素，其直接對系統性能產生影響，可分為以下幾種干擾形式：

首先，射頻噪聲干擾是白噪聲干擾通信系統的結果，對應的時域表達式是：

其中，gi（t）滿足瑞利分布的特點，能夠在[0,2π]范圍內分布均勻。此種干擾受到帶寬、頻率和干擾信號功率的限制[9]。

其次，噪聲調幅干擾是噪聲調制信號幅度的干擾類型，對應的時域表達式是：

其中，gi（t）、A0分別為高斯白噪聲和載波振幅。

最后，噪聲調頻干擾是噪聲調制載波頻率的干擾類型，對應的時域表達式是：此種干擾具備覆蓋面廣、頻率變化速度快的特點，受到帶寬、頻率和干擾信號功率的限制。

3 電子通信中干擾控制措施

3.1 檢查硬件連接

電子元件組成電子通信系統的基礎單元，其基本運行狀態將決定系統整體運行水平，因此為滿足控制干擾要素的要求應當就可能存在干擾的電子元件就其連接情況重點檢查。針對不同體量的通信系統，可采用不同的檢查辦法，具體來講如下：首先，對于小體量通信系統而言，其電子元件數量較少，可運用逐個排查的辦法，檢查傳輸網絡中各硬件的連接方式，預判對應的作用效果，定位可能出現干擾的元件，針對性采取控制措施。其次，對于大體量通信系統而言，電子元件數量較多，可能存在著接入設計、有線電路和無線電路工作問題，以上問題均會干擾系統運行?；诖?，可在確定干擾因素的前提下，完善接入類型設計工作，并借助類型測試技術達成目標。目前常用的測試技術在應用中需在IP地址執行前完成，檢測自電腦啟動后根據是否響應確定故障。當出現響應，說明網絡鏈接斷開，技術人員輸入ping指令完成處理客戶端網絡問題工作目標。當未能出現響應，則說明執行難度大，需繼續加以分析和檢查。

3.2 配置通信信號

信號配置的前提是判定是否存在干擾因素，因此要求技術人員熟練掌握應用干擾檢測技術的方式方法。對于干擾檢測技術而言，其可判定是否存在干擾信號，具體運行是：接收到信號為：y（t）=x（t）+g（t）的特征因素后，經過數據采樣和模平方累加平均進入到判決是否滿足Py＇＞λPy，輸出“是”的結果，說明有干擾；反之，接收信號為：y＇（t）=x（t）+j（t）+g（t）的特征因素后，輸出“否”的結果，說明無干擾[10]。以上公式中，g（t）、j（t）和分別代表噪聲、干擾信號和目標信號。技術應用系統將直接計算出信號的平均功率，對應的公式為：

式子中，NS代表對y（t）采樣的點數。借助此公式可得出針對y＇（t）采樣所計算的平均功率公式：

對門限的值大小進行設置：λ=Py＇/Py，輸出是否受到干擾的結果。此種檢測干擾信號是否存在的方法被廣泛應用，其屬于借助時域能量加以分析的技術手段，具備無需知曉特征信息的優勢，當采樣時間逐漸增加時，體現出優異性能。為保證干擾信號檢測的效果，應當在完成基本檢測基礎上，加入FFT操作，引入射域能量檢測技術，獲取更為豐富的干擾信號信息。

同頻干擾和信道重疊問題的處理需基于干擾因素檢測技術的使用，并從環境檢驗的角度設計移除干擾源的設備，規劃電磁屏蔽信號的配置，盡可能排除干擾源的影響。對于家庭中各設備運行干擾問題，在設計和連接電子設備的環節需考慮設備功率，大功率設備可能會造成干擾。為解決這一現實問題，可通過將識別干擾源設備接入的辦法，利用變換信號檢測位置的方式，或者應用信號接入點調整的模式檢驗是否將干擾因素排除。此種方式能夠在一定程度上抑制信道重疊，但在長時間的運行狀態下需增加帶寬和更換信號頻率，實現從源頭控制干擾問題的目標。

3.3 抑制電磁輻射

電子通信系統具備集成化的特點，因此帶來電磁輻射現象。此現象對于電子通信系統穩定運行起到消極作用，受到電流回路干擾的影響，電子元件間相互作用發生改變，并且因大體量電子通信系統的大功率性，無法將電磁感應天線模塊作用于每個導線線路中。為降低影響效果，技術人員應當采用設置部分屏蔽控制系統的辦法，優化局部電路。加入引導系統，充分發揮出引流回路的重要價值，縮短線路長度，進而縮窄電流回路的相對面積，縮小干擾影響范圍。運用分隔控制手段，針對接地線路采取抑制串擾問題發生的獨立處理辦法，并借助上文提到的干擾檢測方法事先確定各線路運行實況。

3.4 設計濾波處理

系統內部干擾控制主要通過設計濾波處理辦法實現，通過多種辦法共同作用，規整傳輸信號。因干擾因素間的差異，電子通信系統硬件傳輸信號的波形存在差別，受干擾影響的波形與穩定運行環境下的波形特征不同，技術人員應當著手設計濾波設備。依照信號參數調節濾波系統各組織結構，使用金屬罩將受干擾影響較大的硬件與外部環境形成隔離組織，屏蔽其他干擾信號。

4 結語

綜上所述，干擾問題是電子通信領域的發展阻礙，為清除障礙，技術人員應當對干擾因素類型和基本特征有深入的了解，明確在不同體量的電子通信系統中設備連接的方式，從而根據檢測結果運用濾波處理、電磁輻射抑制以及線路檢查等手段，最大限度消除干擾影響。由此可見，技術和管理人員是干擾控制工作效果展現的關鍵要素，從業人員應不斷革新自身技術，為我國通信事業發展奠定基礎。