干擾(通信)

在通信領域中，信號是表示訊息的物理量，如電信號可以通過幅度、頻率、相位的變化來表示不同的訊息。干擾是指對有用信號的接收造成損傷。干擾一般由以下兩種，串擾：電子學上兩條信號線之間的耦合現象。無線電干擾：通過傳送無線電信號來降低信噪比的方式，達到破壞通信、阻止廣播電台信號的行為。

基本介紹

• 中文名：干擾
• 外文名：Interference
• 學科： 通信科技
• 定義：有用信號的接收造成損傷
• 分類：串擾、無線干擾
• 套用：通信網路、電子系統

定義

干擾（Interference），一般是指對有用信號的接收造成損傷。干擾可以分為兩大類，一類是設備及饋線系統造成的；另一類屬於其他干擾，可以認為是外來干擾。常見的干擾有傳導干擾（通過導線傳播到敏感器件的干擾）、輻射干擾（通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾）。

其它解釋

乾犯擾亂；騷擾。《三國志·吳志·陸遜傳》：“斬首獲生，凡千餘人。其所生得，皆加營護，不令兵士干擾侵侮。”

元稹 《招討鎮州制》：“邊界之人，懼廢耕織，應緣軍務所須，並不得干擾百姓。”

《元史·世祖紀十》：“以 答即古阿散 理算積年錢穀，別置司署，與省部敵，干擾政務，併入省中。”

巴金 《關於麗尼同志》：“我在這裡用了‘關起門來寫作’這個詞組，並沒有特殊的意義，我只是想說不受到干擾。”

分類

同頻干擾

同頻干擾是指相鄰兩個或幾個基站的覆蓋重疊區內，接收點場強是來自各基站信號場強之和。由於各基站信號傳播的路徑、介質及所使用的發射設備不同．所以使得各個基站發出的信號到達重疊區的時間也不同，即各信號之間存在相對時延差，從而產生各信號的相對相位差。由於相位差的存在，使得在重疊區的各信號相互干擾，所以直接影響了 BP機正常接收。當然，同頻干擾還與調製度及頻偏有一定關係。採用某種方式對各基站發出的信號到達重疊區的時間加以調整，是解決同頻干擾問題的關鍵。根據CCIR的報告，對於目前我國無線尋呼普遍使用的不歸零直接FSK調製的POCSAG碼．當各基站的調製信號之間的相對時延差小於1/4bit周期時，重疊區BP機可得到滿意的接收效果。當調製信號速率為1200bit/s時．相對時延差應小於208μs。我們常見的MOTOR0LA LT發射機的時延調整範圍為180--220μs。由於分路器到每個基地間的傳輸介質不盡相同，所以具體調整發射機時延時，一般以距中心站最遠的基站為基準(時延180μs)．以每公里延時1μs計算出其他基地的時延。實際工作中需要作多次調整，才能達到所要求的效果。

應當注意。根據"無線尋呼技術體制"的要求，數字尋呼機的靈敏度應不低於5μV/M，漢字尋呼機的靈敏度應不低於10μV/m。據理論計算，當發射天線高度增加1倍時，信號場強也增加1倍；而當有效發射功牽增加1倍時，信號場強則增加40%．要使通信距離增加l倍，須提高天線4倍，或增大功率16倍。由此可見，天線架得越高。就越容易造成同頻干擾。功率也並非調得越大越好，要視具體情況而定；必要時可採用定向天線。在調整時延時也應考慮到各基站天線高度不同所造成的影響。

互調干擾

這是由於不同頻率的兩個或多個射頻信號在某台發射機功放末端經非線性作用產生了新的等於另-頻點的頻率分量而引起的。三階互調干擾分二型和三型兩種。當4個頻率F1-F4滿足F1+F2-F3=F4，且F1-F3為發射頻率，F4為接收頻率時。F4就會受到干擾，這種干擾稱為三型三階互調干擾；當3個頻率F1'-F3'滿足2F1'-F2'=F3'，且F1'、F2'為發射頻率。F3'為接收頻率時，F3'將受到干擾，這種干擾為二型三階互調干擾。消除互調干擾的方法有3種：一是利用天線的空間隔離來減少發射機 之間的耦合，天線之間空間隔離衰耗的大小與兩副天 線架設的相對位置有關。水平架設時，間距要大於其 中較大波長的1.5-2倍；垂直架設時．間距應大於其 中較大的波長。二是在發射機末級功故輸出端加裝單 向器。如干擾源頻率與受干擾頻率差3MH2以上，可 用腔體濾波器。三是上述兩種方法的組合使用。

雜散干擾

雜散干擾主要是指由於發射機倍頻器的濾波特 性不好，而使一些二次和三次諧波分量在發射機輸出 級輸出，產生雜波輻射信號。另外，發射機的技術指標不合格，也會使以載波為中心的噪聲分布相當寬，在 幾兆赫茲的頻帶內造成干擾。消除雜散干擾的較為有 效的辦法是在發射機輸出端接入選擇性濾波器，以減少干擾信號。發射機載頻功率大於25W時，任何一個離散頻率的輻射功率皮低於發射機載頻功率70dB，才不會干擾正常通信。對於嚴重不符合技術指標的發射機，應堅決予以淘汰。

鄰道干擾

鄰道干擾是指相鄰的或者鄰近波道之間的干擾。目前，移動通信系統廣泛使用的特高頻(VHF)、超高頻(UHF)電台，波道間隔為25KHz。眾所周知，調頻信號的頻譜很寬。其中某些諧波分量落入鄰道接收機的通帶內，就會造成鄰道干擾。這種干擾主要是由於發射機技術指標的嚴重不合格造成的。一般多基站工作時，要求發射機的頻率穩定度為5×10-6；調製最大允許頻偏為5 KHz 。我國尋呼體制規定為4.5 KHz；鄰道輻射功率對鄰道接收機形成的鄰道干擾應比載波功率低70dB以上 。

符號間干擾

符號間干擾 - ISI - Inter Symbol Interference，所謂符號間干擾就是由無線電波傳輸多徑與衰落以及抽樣失真引起的。而碼間干擾指的就是多址干擾，主要是由於各用戶信號之間存在一定的相關性造成的，而且會承接用戶數量和發射功率的增加而迅速增大。符號間干擾指的是下面的含義：

（1）在一個數字傳輸系統中所接收的信號的失真，該失真是表現在單個信號的暫時分散和隨後的重疊，直到接收器無法準確地區分狀態之間改變（例如，單個信號元素）的程度

（2）在一個或多個電鍵間隔中的額外信號能量，該能量干擾了在另外一個電鍵間隔的信號的接收

（3）由於來自一個或多個電鍵間隔中的額外信號能量所造成的干擾，它妨礙了在另外一個電鍵間隔內的信號接收。

在無線信道中，由於存在多徑傳播問題，對數據傳輸也會產生ISI。當數據速率提高時，數據間的間隔就會減小，到一定程度符號重疊無法區分，產生ISI。

在“相干頻寬”術語描述中可知，同一信號經多徑傳播後產生的干擾與該信號經過不同路逕到達接收端的時延有關：如圖1所示，當時延之差恰好等於信號的脈衝周期時，則信號2的第2個脈衝到達接收台時，信號1的第1個脈衝剛好到達接收台，則接收端信號就是脈衝1和脈衝2的合成。如果增大信號的脈衝周期，即相當於信號頻寬變窄，此時由於時延之差不變，信號1和信號2的第1個脈衝在接收台相重疊的部分就會增大，而信號1和信號2如果僅僅是相同信號的不同途徑傳播，則這種同一信號由於多徑傳播在接收台的相互重疊而產生的干擾就稱之為符號間干擾。

除了多徑傳播之外，由於實際傳輸時頻帶有限，在接收端只能採用抽樣的方式進行信號恢復，抽樣會造成失真，這種失真也是符號間干擾的一個成因。

為了抵抗符號間干擾，人們採用了OFDM技術，該技術將寬頻信號分成很多較窄的子帶信號進行傳播，每個子帶信號由於信號頻寬的變窄，使得同一信號經過多徑傳播後在一個脈衝周期內產生的重疊部分增多，從而可以有效地降低由於多徑傳播產生的符號間干擾。

多路徑干擾

多路徑干擾（Multipath interference）是一無線通信領域名詞，指無線電信號分割為二或多個信號的副本，經過複數以上的路徑抵達接收天線，有時在特定的狀態下，這些信號波會產生干涉。大氣層對電波的散射、電離層對電波的反射和折射，以及山巒、建築等地表物體對電波的反射都會造成多徑傳播。無線電視收訊時的鬼影（ghosting）現象，就是一種常見的多徑干擾具體表現。

電子系統中抗干擾設計

形成干擾的基本要素有三個：

（1）干擾源，指產生干擾的元件、設備或信號。如：雷電、繼電器、可控矽、電機、高頻時鐘等都可 能成為干擾源。

（2）傳播路徑，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳 播路徑是通過 導線的傳導和空間的輻射。

（3）敏感器件，指容易被干擾的對象。如：A/D、D/A變換器，單片機，數字IC， 弱信號放大 器等。

抗干擾設計的基本原則

抑制干擾源

抑制干擾源就是儘可能的減小干擾源。這是抗干擾設計中最優 先考慮和最重要的原則，常常會起到事半功倍的效果。 主要是通過在干擾源兩端並聯電容 來實現。 抑制干擾源的常用措施如下：

（1）繼電器線圈增加續流二極體，消除斷開線圈時產生的反電動勢干擾。僅加 續流二極體會 使繼電器的斷開時間滯後，增加穩壓二極體後繼電器在單位時間內可動作更多的次數。

（2）在繼電器接點兩端並接火花抑制電路（一般是RC串聯電路，電阻一般選幾K 到幾十K，電 容選0.01uF），減小電火花影響。

（3）給電機加濾波電路，注意電容、電感引線要儘量短。

（4）電路板上每個IC要並接一個0.01μF～0.1μF高頻電容，以減小IC對電源的 影響。注意 高頻電容的布線，連線應靠近電源端並儘量粗短，否則，等於增大了電 容的等效串聯電 阻，會影響濾波效果。

（5）布線時避免90度折線，減少高頻噪聲發射。

（6）可控矽兩端並接RC抑制電路，減小可控矽產生的噪聲。

傳播路徑

按干擾的傳播路徑可分為傳導干擾和輻射干擾兩類。

所謂傳導干擾是指通過導線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和 有用信號的頻帶不同，可 以通過在導線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾 噪聲的傳播，有時也可加隔離光耦來解決。電 源噪聲的危害最大， 要特別注意處理。 所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。 一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距離，用地線把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩。

切斷干擾傳播路徑的常用措施如下：

（1）充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好，整個電路的抗干擾就解決了一大半。許多單 片機對電源噪聲很敏感, 要給單片機電源加濾波電路或穩壓器，以減小電源噪聲對單片機 的干擾。比如，可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路，當然條件要求不高時也可用100Ω 電阻代替磁珠。

（2）如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離（增加π 形濾波電路）。 控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離（增加π形濾波 電路）。

（3）注意晶振布線。晶振與單片機引腳儘量靠近，用地線把時鐘區隔離起來，晶振外殼接地 並固定。此措施可解決許多疑難問題。

（4）電路板合理分區，如強、弱信號，數字、模擬信號。儘可能把干擾源 （如電機，繼電 器）與敏感元件（如單片機）遠離。

（5）用地線把數字區與模擬區隔離，數字地與模擬地要分離，最後在一點接於電源地。A/D、 D/A晶片布線也以此為原則，廠家分配A/D、D/A晶片 引腳排列時已考慮此要求。

（6）單片機和大功率器件的地線要單獨接地，以減小相互干擾。 大功率器件儘可能放在電路 板邊緣。

（7）在單片機I/O口，電源線，電路板連線線等關鍵地方使用抗干擾元件 如磁珠、磁環、電 源濾波器，禁止罩，可顯著提高電路的抗干擾性能。

提高敏感器件的抗干擾性能

提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮儘量減少對干擾噪聲 的拾取，以及從不提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：

（1）布線時儘量減少迴路環的面積，以降低感應噪聲。

（2）布線時，電源線和地線要儘量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦 合噪聲。

（3）對於單片機閒置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閒置端在不改變系統 邏輯的情況下接地或接電源。

（4）對單片機使用電源監控及看門狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X25043，X25045 等，可大幅度提高整個電路的抗干擾性能。

（5）在速度能滿足要求的前提下，儘量降低單片機的晶振和選用低速數字 電路。

（6）IC器件儘量直接焊在電路板上，少用IC座。