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摘 要:通信是人类生活中不可缺少的工具。随着社会的信息化程度越来越高,信息的传递也显得越来越重要,好的通信能帮助我们正确的决策,保证经济、社会的健康快速发展。然而,生活中通信干扰的现象时有发生,这将会影响我们正确的获取信息。本文主要从生活中的一些通信现象出发,研究这些现象发生的根本原因,并对这些现象归类,总结出抗干扰的方法:降低干扰源的发射功率,频率规划,增大衰减、增大地理位置之间的距离,合理的规划天线覆盖等。这些方法有助于保障通信质量。
关键词:通信,干扰,抗干扰,通信质量
通信就是用任何方法,通过任何传输媒质完成信息传递。通信的基本目标就是满足任何时候、任何地点、任何人或者任何智能终端设备之间信息交互的需要[1]。通信历史悠久,并不断发展。日常生活中通信屡见不鲜,通过研究这些现象有助于我们解决通信中存在的问题。
一、通信的发展
3400前中国最早的通信是烽火和击鼓,古语言“烽可遥见,鼓可遥闻”。烽火是原始的光通信,我国古代利用烽火台传送边疆警报。古希腊也有原始的光通信,他们利用火炬的位置表示字母符号,一站一站接力地传送信息。击鼓是利用声音来传递信息,古代通过击鼓鸣金来报时或传达作战命令。到了周代(公元前700),有了“邮驿”“驿传”制度,唐鼎盛时期,陆驿、水驿、水陆驿并存,宋军卒代民驿,增设“急递铺”。之后还有通过信鸽传递文字信息,利用旗语进行可见范围内信息交流。但是这些信息传递方式传递信息的范围小、速度低、可靠性差。后来逐渐出现了邮政、电报、有线电话以及到现在的智能手机、电脑等。从大哥大时代,我们只能进行质量比较差的语音通信外,到小灵通时代我们不仅可以打电话,也可以发送短信,到现在的智能手机电脑可以支持我们上网、看视频、视频会议等,通信已经越来越来成为我们生活中不可缺少的一部分。
二、生活中的通信现象及原理
日常生活中通信现象随处可见,有一些现象看起来违背常识,但实质上反映了通信中的一些基本原理。下面本文将列举生活中的通信现象并解释其原理。
(一)为什么在大功率的雷达旁边,人需要穿特制的放射服?为什么居民区用户宁可信号不好也不让运营商在小区内放基站?
首先,强电磁辐射对人体具有巨大的伤害,大功率的雷达由于发射强电磁辐射,对人体具有很大伤害,因此必须穿特制的防辐射服。
然而居民区用户宁可信号不好也不让运营商在小区内放基站,这完全是因为居民对电磁辐射的误解。事实上,标准限值内电磁辐射不会产生危害,据了解,世界卫生组织曾进行一个经历11年由中国在内60多个国家参加的课题研究,得出结论:标准限值内的电磁辐射不会对人体产生危害。而我国制定的电磁辐射标准电场强度远小于12伏/米,功率密度远小于40微瓦/平方厘米,比国际非电离辐射推荐的标准严格11.25-26.25倍,我国移动通信基站辐射标准堪称全球最嚴格的标准。据专业技术人士介绍:一般基站天线高度在35-55米,电磁波在空中传播衰减很快,在穿过墙体时,尤其穿过带钢筋的墙体时衰减更快,这足以保证基站周围住户的安全。
(二)为什么明明站在离基站很近的地方,3G/4G信号非常好,但却没法上网?卫星通信中的日凌现象[2]是怎么回事?
这主要是由于干扰问题。站在离基站很近的地方,3G/4G信号非常好,但是由于并不是只有你一个人在进行通信,周围的通信会对你造成干扰,比如来自相邻基站的干扰、来自旁边手机的干扰都会影响你的通信。这就相当于你得到了一杯白开水,加入了很多尘土,此时你所得到的并不能满足你的服务要求。
通过查阅资料,我进一步发现:干扰问题的产生在信号功率影响的基础上,其根源在于信号都是通过电磁波承载的,而电磁波具有不同的频率,当两个通信过程的通信频段相同或相近时才会产生干扰,由此产生的干扰有邻频干扰、同频干扰等[3]。
通信广播卫星除绕地球公转外,还随地球绕太阳运动。每年春分、秋分时,地球、卫星、太阳在同一条直线上,当卫星在地球与太阳之间,地球在接收卫星信号时,强大的太阳辐射会使通信短暂中断十分钟左右,这种自然现象叫做日凌中断。这种中断每年会发生两次,每次持续约十几天。日凌中断现象是一种客观现象,可以通过设计通信频率来减小日凌中断的影响,但是不能完全消除。“日凌”会影响到卫星电视信号的接收情况,会出现画面不清晰,有雪花等现象,但是不会损坏电视机。但是“日凌”对日常使用的手机信号不会造成影响。不会干扰手机信号,因为手机一般不通过卫星传输,是通过地面基站传播,数字电视是通过卫星传输。
(三)为什么进隧道会没有信号?
从信号的反射角度来讲。一般的手机信号(海事卫星手机除外)都是各个地面基站发送加密数字电磁波来送达手机的。距离和发射功率有限,这信号会因为各种山体、建筑而衰减,尤其是山坳、楼宇复杂的地带。在复杂环境下,移动公司一般采取增加基站或者增益放大点的办法来实现信号接力传输。而一般的火车隧道都很少安装这些信号放大增益设备,因为山体阻断的原因,所以在较长的隧道里是没有信号的。
三、从生活现象原理归纳抗干扰的方法
从以上现象的分析中,我们可以从其原理上总结得到抗干扰的方法如下:
(1)降低干扰源的发射功率
发射功率越大,干扰源对通信的影响就会越大,因此如果限制干扰源的发射功率,就可以有效地减小干扰,保证通信质量。
(2)频率规划
通过合理的频率规划,设置干扰和被干扰的通信过程频率相隔较远,这种方法对缓解干扰问题直接有效,但也造成了频率资源的浪费,在目前频率资源极度匾乏的情况下,应该尽量避免使用。
(3)增大衰减,增大地理位置之间的距离
基站之间如果距离很近,它们之间的干扰会很严重。此时采取增大站址间距离的方法,增大干扰信号的衰减,减小BS之间的干扰功率,有利于解决干扰的问题。
总之,通信是人类生存发展永恒的话题。生活中还有很多通信现象蕴含着通信的本质,研究这些现象有助于我们了解通信的本质,解决通信中存在的问题,存进通信的发展。
参考文献
[1]周炯槃等.通信原理.第3版.北京邮电大学出版社,2008.
[2]霍雨佳.“日凌”现象.百科知识.2013.
[3]李阳光. LTE蜂窝移动通信系统的干扰共存研究[D] .北京邮电大学,2013.
关键词:通信,干扰,抗干扰,通信质量
通信就是用任何方法,通过任何传输媒质完成信息传递。通信的基本目标就是满足任何时候、任何地点、任何人或者任何智能终端设备之间信息交互的需要[1]。通信历史悠久,并不断发展。日常生活中通信屡见不鲜,通过研究这些现象有助于我们解决通信中存在的问题。
一、通信的发展
3400前中国最早的通信是烽火和击鼓,古语言“烽可遥见,鼓可遥闻”。烽火是原始的光通信,我国古代利用烽火台传送边疆警报。古希腊也有原始的光通信,他们利用火炬的位置表示字母符号,一站一站接力地传送信息。击鼓是利用声音来传递信息,古代通过击鼓鸣金来报时或传达作战命令。到了周代(公元前700),有了“邮驿”“驿传”制度,唐鼎盛时期,陆驿、水驿、水陆驿并存,宋军卒代民驿,增设“急递铺”。之后还有通过信鸽传递文字信息,利用旗语进行可见范围内信息交流。但是这些信息传递方式传递信息的范围小、速度低、可靠性差。后来逐渐出现了邮政、电报、有线电话以及到现在的智能手机、电脑等。从大哥大时代,我们只能进行质量比较差的语音通信外,到小灵通时代我们不仅可以打电话,也可以发送短信,到现在的智能手机电脑可以支持我们上网、看视频、视频会议等,通信已经越来越来成为我们生活中不可缺少的一部分。
二、生活中的通信现象及原理
日常生活中通信现象随处可见,有一些现象看起来违背常识,但实质上反映了通信中的一些基本原理。下面本文将列举生活中的通信现象并解释其原理。
(一)为什么在大功率的雷达旁边,人需要穿特制的放射服?为什么居民区用户宁可信号不好也不让运营商在小区内放基站?
首先,强电磁辐射对人体具有巨大的伤害,大功率的雷达由于发射强电磁辐射,对人体具有很大伤害,因此必须穿特制的防辐射服。
然而居民区用户宁可信号不好也不让运营商在小区内放基站,这完全是因为居民对电磁辐射的误解。事实上,标准限值内电磁辐射不会产生危害,据了解,世界卫生组织曾进行一个经历11年由中国在内60多个国家参加的课题研究,得出结论:标准限值内的电磁辐射不会对人体产生危害。而我国制定的电磁辐射标准电场强度远小于12伏/米,功率密度远小于40微瓦/平方厘米,比国际非电离辐射推荐的标准严格11.25-26.25倍,我国移动通信基站辐射标准堪称全球最嚴格的标准。据专业技术人士介绍:一般基站天线高度在35-55米,电磁波在空中传播衰减很快,在穿过墙体时,尤其穿过带钢筋的墙体时衰减更快,这足以保证基站周围住户的安全。
(二)为什么明明站在离基站很近的地方,3G/4G信号非常好,但却没法上网?卫星通信中的日凌现象[2]是怎么回事?
这主要是由于干扰问题。站在离基站很近的地方,3G/4G信号非常好,但是由于并不是只有你一个人在进行通信,周围的通信会对你造成干扰,比如来自相邻基站的干扰、来自旁边手机的干扰都会影响你的通信。这就相当于你得到了一杯白开水,加入了很多尘土,此时你所得到的并不能满足你的服务要求。
通过查阅资料,我进一步发现:干扰问题的产生在信号功率影响的基础上,其根源在于信号都是通过电磁波承载的,而电磁波具有不同的频率,当两个通信过程的通信频段相同或相近时才会产生干扰,由此产生的干扰有邻频干扰、同频干扰等[3]。
通信广播卫星除绕地球公转外,还随地球绕太阳运动。每年春分、秋分时,地球、卫星、太阳在同一条直线上,当卫星在地球与太阳之间,地球在接收卫星信号时,强大的太阳辐射会使通信短暂中断十分钟左右,这种自然现象叫做日凌中断。这种中断每年会发生两次,每次持续约十几天。日凌中断现象是一种客观现象,可以通过设计通信频率来减小日凌中断的影响,但是不能完全消除。“日凌”会影响到卫星电视信号的接收情况,会出现画面不清晰,有雪花等现象,但是不会损坏电视机。但是“日凌”对日常使用的手机信号不会造成影响。不会干扰手机信号,因为手机一般不通过卫星传输,是通过地面基站传播,数字电视是通过卫星传输。
(三)为什么进隧道会没有信号?
从信号的反射角度来讲。一般的手机信号(海事卫星手机除外)都是各个地面基站发送加密数字电磁波来送达手机的。距离和发射功率有限,这信号会因为各种山体、建筑而衰减,尤其是山坳、楼宇复杂的地带。在复杂环境下,移动公司一般采取增加基站或者增益放大点的办法来实现信号接力传输。而一般的火车隧道都很少安装这些信号放大增益设备,因为山体阻断的原因,所以在较长的隧道里是没有信号的。
三、从生活现象原理归纳抗干扰的方法
从以上现象的分析中,我们可以从其原理上总结得到抗干扰的方法如下:
(1)降低干扰源的发射功率
发射功率越大,干扰源对通信的影响就会越大,因此如果限制干扰源的发射功率,就可以有效地减小干扰,保证通信质量。
(2)频率规划
通过合理的频率规划,设置干扰和被干扰的通信过程频率相隔较远,这种方法对缓解干扰问题直接有效,但也造成了频率资源的浪费,在目前频率资源极度匾乏的情况下,应该尽量避免使用。
(3)增大衰减,增大地理位置之间的距离
基站之间如果距离很近,它们之间的干扰会很严重。此时采取增大站址间距离的方法,增大干扰信号的衰减,减小BS之间的干扰功率,有利于解决干扰的问题。
总之,通信是人类生存发展永恒的话题。生活中还有很多通信现象蕴含着通信的本质,研究这些现象有助于我们了解通信的本质,解决通信中存在的问题,存进通信的发展。
参考文献
[1]周炯槃等.通信原理.第3版.北京邮电大学出版社,2008.
[2]霍雨佳.“日凌”现象.百科知识.2013.
[3]李阳光. LTE蜂窝移动通信系统的干扰共存研究[D] .北京邮电大学,2013.