周 浩

（吉訊股份有限公司，河北 保定 071000）

1 電子通信工程中設(shè)備抗干擾接地的重要性

電子通信設(shè)備的抗干擾主要是為了保證通信過程中的信號(hào)質(zhì)量問題，如果發(fā)生干擾則必然會(huì)影響到正常信號(hào)的傳遞。接地技術(shù)實(shí)施的目的是抗干擾，信號(hào)的干擾問題如果得不到有效解決，那么信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量將會(huì)下降，給用戶帶來使用上的不便。在電子通信中，信號(hào)的穩(wěn)定性十分重要，很大程度上決定了電子通信的質(zhì)量，如果干擾源過多，信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中就會(huì)出現(xiàn)中斷或者丟失的情況，不僅會(huì)影響到電子產(chǎn)品的使用體驗(yàn)，還會(huì)損壞通信公司的服務(wù)形象。在競(jìng)爭(zhēng)日漸激烈的大環(huán)境下，信號(hào)質(zhì)量代表著企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，特別是在5G技術(shù)投入民用之后，電子通信設(shè)備接地處理得到了更加廣泛的應(yīng)用，一般可以采用懸浮接地和直接接地兩種方案對(duì)電子通信設(shè)備進(jìn)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(shù)情況下需要混合使用，以保證設(shè)備接地的直接效果。

懸浮接地的核心技術(shù)是控制接地時(shí)的電阻，要求接地電阻的誤差比較小，所以技術(shù)人員需要將接地電阻控制在一個(gè)嚴(yán)格的范圍內(nèi)，并且只有在和大地處于一個(gè)完全相接的情況下才能進(jìn)行電子通信設(shè)備的懸浮接地處理。而直接接地則要在建設(shè)時(shí)根據(jù)國(guó)家在此方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在相應(yīng)的接地區(qū)域設(shè)置接地體。接地體是一個(gè)獨(dú)立的個(gè)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(huì)影響接地質(zhì)量。不管是直接接地還是懸浮接地都可以采用串聯(lián)、網(wǎng)聯(lián)以及并聯(lián)這3種方式，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況自由選擇，必要時(shí)可以交叉使用來達(dá)到抗干擾的目的[1]。

接地處理的應(yīng)用價(jià)值很多，首先可以提升設(shè)備的應(yīng)用效果，使正常運(yùn)行的電子通信設(shè)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(jīng)常發(fā)生故障。其次是在故障發(fā)生率降低后，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)成本上的降低，因?yàn)楫?dāng)設(shè)備的故障率較高時(shí)，設(shè)備的使用壽命和檢修計(jì)劃都會(huì)受到不同程度的影響，為了有效降低運(yùn)維成本，就必須進(jìn)行抗干擾處理。一般來說，重要的電子通信設(shè)備都有一定的壽命，當(dāng)設(shè)備超過使用壽命后其功能和性能都會(huì)相應(yīng)地下降，同時(shí)在正常運(yùn)行的狀態(tài)下大部分設(shè)備也要定期進(jìn)行檢修，如果設(shè)備受到的干擾比較多，那么會(huì)影響到設(shè)備的正常運(yùn)行，提高故障發(fā)生率，讓檢修工作更加頻繁，造成大量人力、物力以及財(cái)力上的支出浪費(fèi)。

2 電子通信工程運(yùn)行過程中出現(xiàn)的干擾因素

2.1 雜散干擾

雜散干擾是一個(gè)系統(tǒng)頻段外的雜散輻射落入另外一個(gè)系統(tǒng)接收頻段內(nèi)造成的干擾，通常情況是由于基站出現(xiàn)帶外功率泄漏或者發(fā)射互調(diào)產(chǎn)物等。因?yàn)榘l(fā)射機(jī)中的功放等非線性器件在實(shí)際工作頻段以外的范圍內(nèi)產(chǎn)生輻射信號(hào)分量落入被干擾系統(tǒng)接收頻段內(nèi)，導(dǎo)致被干擾接收機(jī)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(jī)同時(shí)接收到了帶外較強(qiáng)的干擾信號(hào)與帶內(nèi)的有用信號(hào)，并由于強(qiáng)干擾信號(hào)的作用導(dǎo)致了接收機(jī)鏈路的非線性器件飽和，進(jìn)而出現(xiàn)了非線性失真情況，影響了接收機(jī)的靈敏度，形成了阻塞干擾。當(dāng)阻塞干擾情況比較嚴(yán)重時(shí)，接收機(jī)將無法對(duì)有用信號(hào)進(jìn)行正常接收，長(zhǎng)時(shí)間的阻塞干擾還會(huì)影響接收機(jī)的整體使用性能[2]。

2.3 諧波干擾

諧波干擾是由于信號(hào)波形失真，產(chǎn)生的高次諧波對(duì)相鄰頻段造成的干擾。信號(hào)在發(fā)射機(jī)非線性器件的作用下，在其發(fā)射頻率的整數(shù)倍頻率上將產(chǎn)生較強(qiáng)的諧波產(chǎn)物。當(dāng)這些諧波產(chǎn)物正好落于被干擾接收機(jī)頻段內(nèi)，將導(dǎo)致被干擾接收機(jī)靈敏度損失，產(chǎn)生諧波干擾。

2.4 互調(diào)干擾

互調(diào)干擾是兩個(gè)或多個(gè)信號(hào)作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)生同有用信號(hào)頻率相同或者相近的頻率，并順利通過接收機(jī)，導(dǎo)致接收機(jī)靈敏度損失，從而對(duì)通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾。通常情況下，互調(diào)干擾中的三階互調(diào)最為嚴(yán)重。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中產(chǎn)生的互調(diào)干擾主要有發(fā)射機(jī)互調(diào)、接收機(jī)互調(diào)等[3]。

2.5 屏蔽器干擾

手機(jī)信號(hào)屏蔽器主要是通過發(fā)射與運(yùn)營(yíng)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(xiàn)為全頻段干擾。由于頻率相同，手機(jī)不能檢測(cè)出從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機(jī)不能與基站建立連接，從而實(shí)現(xiàn)干擾。在基站后臺(tái)主要表現(xiàn)為通信上行底噪抬高，掉話率、丟包率明顯增多，嚴(yán)重影響手機(jī)信號(hào)接通率。在手機(jī)終端一般表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)速度慢、搜索網(wǎng)絡(luò)、無信號(hào)、無服務(wù)等現(xiàn)象。

3 電子通信工程設(shè)備抗干擾措施研究

3.1 降低接地阻抗

地線指的是信號(hào)源回流過程中所經(jīng)過的位置，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，地面與人體之間會(huì)產(chǎn)生一些電流，此時(shí)電路就會(huì)對(duì)人們?cè)斐梢欢ㄎ：?。因此，相關(guān)施工作業(yè)人員需要應(yīng)用科學(xué)的接地方法，通過運(yùn)用相關(guān)設(shè)備連接土地，使電荷向地下引入，進(jìn)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(zhǎng)，便會(huì)增加電感的阻抗，對(duì)于這種情況，施工人員可以選擇多點(diǎn)接地的方法（圖2），縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少電子設(shè)備干擾的目的。

圖2 多點(diǎn)接地示意

3.2 提取通信有效信號(hào)特征

無線電通信信號(hào)與有線電通信信號(hào)不同，它不屬于語音信號(hào)，可以用來鑒定無線電信號(hào)的特性參數(shù)比較少，而無線電通信信號(hào)具有高階累積量和歸一化峭度特征，因此可以將這兩個(gè)特征作為無線電通信干擾信號(hào)分離的依據(jù)[4]。在干擾環(huán)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(shè)備通信信號(hào)的干擾以及周圍自然環(huán)境干擾會(huì)引起超高斯信號(hào)，需要通過計(jì)算通信信號(hào)高階累積量來獲取到有效通信信號(hào)與干擾信號(hào)之間的特征。無線電通信信號(hào)高階累積量計(jì)算公式為：

式中：C為無線電通信信號(hào)高階累積量；S1為無線電通信信號(hào)一階累積量值；S2為無線電通信信號(hào)二階累積量值；S3為無線電通信信號(hào)三階累積量值；S4為無線電通信信號(hào)四階累積量值。由于無線電通信信號(hào)種類不同，無線電通信信號(hào)分為二進(jìn)制相移鍵控（Binary Phase Shift Keying，BPSK）信號(hào)、正弦波信號(hào)、超高斯信號(hào)以及高斯信號(hào)4種。計(jì)算無線電通信信號(hào)高階累積量值，同時(shí)還要確定無線電通信信號(hào)歸一化峭度特征。歸一化峭度是度量無線電通信信號(hào)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(hào)分布曲線的尖銳性和平坦性，是作為無線電通信有效信號(hào)與干擾信號(hào)分離的重要依據(jù)。對(duì)于無線電通信信號(hào)歸一化峭度特征參數(shù)值，首先需要計(jì)算通信信號(hào)的峭度值，計(jì)算公式為：

式中：b為無線電通信信號(hào)峭度特征參數(shù)值；m2為無線電通信信號(hào)的二階矩；m4為無線電通信信號(hào)的四階矩。在計(jì)算的無線電通信信號(hào)峭度基礎(chǔ)上再進(jìn)一步計(jì)算歸一化峭度參數(shù)值，計(jì)算公式為：

式中：b1（x）為無線電通信信號(hào)的歸一化峭度參數(shù)值。當(dāng)無線電通信信號(hào)x的概率密度為高斯函數(shù)時(shí)，則無線電通信信號(hào)的歸一化峭度為零；當(dāng)無線電通信信號(hào)x的概率密度為超高斯函數(shù)時(shí)，則無線電通信信號(hào)歸一化峭度參數(shù)值為正數(shù)；當(dāng)無線電通信信號(hào)x的概率密度為亞高斯函數(shù)時(shí)，則無線電通信信號(hào)歸一化峭度參數(shù)值為負(fù)數(shù)。正常情況下，無線電通信有效通信信號(hào)為正弦波信號(hào)和BPSK信號(hào)，這兩種信號(hào)屬于亞高斯信號(hào)類型，它們的歸一化峭度通常為負(fù)數(shù)。而超高斯信號(hào)和高斯信號(hào)是常見的干擾信號(hào)，它們的歸一化峭度通常為正數(shù)[5-7]。

4 結(jié) 論

電子通信工程是社會(huì)生活的重要組成部分，幾乎在社會(huì)的各個(gè)方面都離不開電子通信技術(shù)。目前，我國(guó)的電子通信技術(shù)發(fā)展十分迅速，已躋身于世界前列，但是隨著電子通信規(guī)模的擴(kuò)大，設(shè)備干擾所帶來的信號(hào)質(zhì)量問題也越來越嚴(yán)重，通過將設(shè)備接地處理可以有效降低電子通信工程中的設(shè)備干擾問題，達(dá)到抗干擾的目的。在多種因素影響下，電子通信設(shè)備因干擾源而產(chǎn)生的應(yīng)用問題應(yīng)當(dāng)被加以重視，因?yàn)橐坏┰O(shè)備發(fā)生故障便會(huì)直接影響到用戶的使用體驗(yàn)，甚至?xí)斐呻娮釉O(shè)備的損壞。在建設(shè)施工時(shí)，技術(shù)人員要充分了解產(chǎn)生干擾的原因，然后采用設(shè)備抗干擾接地的措施對(duì)其進(jìn)行處理，促進(jìn)電子通信工程的穩(wěn)定發(fā)展。