1. 什么是噪聲與干擾
這兩者非常容易混淆，因?yàn)橛刑�多�?lèi)似的地方，一句話(huà)，都是通信過(guò)程中極力避免的信號(hào)，都是接收有用信號(hào)時(shí)最不想收到的信號(hào)。

接收機(jī)接收信號(hào)時(shí)，基于一定的頻段，有一段帶寬。只要一接收，除了有用信號(hào)，噪聲與干擾信號(hào)就不請(qǐng)自來(lái)。這就好像家里打開(kāi)門(mén)窗，想讓新鮮的空氣進(jìn)來(lái)，結(jié)果尾氣、油煙什么的也跟進(jìn)來(lái)了。

雖然對(duì)有用信號(hào)的傷害是一致的，不過(guò)兩者還是有很明顯的差別。簡(jiǎn)單說(shuō)一下，噪聲是內(nèi)在的，而干擾是外在的。

因此，假設(shè)有一天停電了，這時(shí)我們還能收到的信號(hào)就是噪聲；而正常情況下，總是又能收到噪聲，又能收到干擾信號(hào)。

噪聲是內(nèi)在的，全向的，無(wú)時(shí)無(wú)刻不在，無(wú)差別的；而干擾是外在的，不同時(shí)間、不同位置上，干擾是有差別。

附帶說(shuō)一下，我一開(kāi)始也是把噪聲和干擾混為一談的，后來(lái)才區(qū)分開(kāi)來(lái)。

衡量噪聲、干擾的大小用SNR、SIR以及SINR，分別代表有用信號(hào)與噪聲功率比、有用信號(hào)與干擾功率比以及有用信號(hào)與噪聲和干擾功率比，分別簡(jiǎn)稱(chēng)信噪比、信干比和信噪干比。

顯然，這些比值越大，噪聲和干擾的影響越小，接收效果越好。

2. 如何抑制噪聲
前面講過(guò)，噪聲是內(nèi)在的，因此也是必然存在的，繞著走的想法就可以不用考慮了。

雖說(shuō)要與噪聲共舞，不過(guò)我們還是可以控制噪聲的大小，從而來(lái)抑制噪聲。

首先，噪聲分信道噪聲以及器件噪聲兩部分，主要是電子的熱運(yùn)動(dòng)造成的，因此，利用溫度去抑制噪聲是一個(gè)非常重要的途徑。

其次，信道噪聲的特點(diǎn)是高斯加性白噪聲AWGN，頻譜上是均勻分布，因此接收機(jī)的帶寬越大，收到的信道噪聲就越多。

綜合這兩個(gè)因素，要想信道噪聲低，顯然工作溫度越低越好，信道帶寬越小越好；要想器件噪聲低，器件的選材很關(guān)鍵。

通常通信系統(tǒng)中信號(hào)帶寬是確定的，為了降低噪聲，只能把工作溫度降低，例如低只有十幾K，利用超低溫，獲得超低噪。

什么時(shí)候需要用到超低噪呢？就是深空通信了。由于探測(cè)器距離遙遠(yuǎn)，而且發(fā)射功率也是受限的，即使采用幾十米口徑的拋物面天線(xiàn)，有用信號(hào)的功率也微乎其微，這時(shí)噪聲就成為大問(wèn)題，需要采用超低溫來(lái)接收。

不過(guò)我們常用的移動(dòng)通信系統(tǒng)沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，終端與基站的距離再遠(yuǎn)，比起深空中的探測(cè)器，那是零頭的零頭的零頭，所以噪聲根本不是問(wèn)題。

雖然噪聲不是問(wèn)題，但是干擾就成了大問(wèn)題，接下來(lái)我們來(lái)看如何對(duì)抗干擾。

3. 如何對(duì)抗干擾
干擾其實(shí)種類(lèi)非常多，通常可以分為系統(tǒng)內(nèi)的干擾和系統(tǒng)間的干擾。

系統(tǒng)間的干擾處理比較簡(jiǎn)單，大家各行其道，各有各的工作頻率，比如GSM、WCDMA、LTE就定義了不同的工作頻段，互相錯(cuò)開(kāi)。

當(dāng)然，如果大家硬要擠在一個(gè)頻段里面，比如GSM1800與LTE，PHS與LTE，TD-SCDMA與LTE，就需要建立一個(gè)頻率的保護(hù)帶，類(lèi)似三八線(xiàn)這樣的非軍事區(qū)，將兩種系統(tǒng)隔離開(kāi)。

對(duì)抗系統(tǒng)間的干擾不是今天我介紹的重點(diǎn)，今天我介紹的是對(duì)抗系統(tǒng)內(nèi)的干擾，更明確地說(shuō)，就是同一運(yùn)營(yíng)商同一系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備間干擾。

解決這個(gè)問(wèn)題，需要借助通信技術(shù)中的核心技術(shù)——正交。

正交是我最推崇的通信關(guān)鍵技術(shù)，我認(rèn)為正交是通信網(wǎng)絡(luò)之魄。

有了正交，我對(duì)其他人以及其他人對(duì)我，就不存在干擾了，于是天下太平，一派祥和。

可惜天下沒(méi)有這么簡(jiǎn)單的事，正交好是好，但是實(shí)施的條件太苛刻，一旦用戶(hù)數(shù)量上來(lái)，無(wú)論是功率正交還是能量正交，無(wú)論是TDM還是FDM，都會(huì)陷入捉襟見(jiàn)肘的境地：可正交的資源太有限了。

這篇文章介紹了除了正交，各種移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)抗干擾的方法，也可以參考一下。

這其中，擴(kuò)頻技術(shù)就是對(duì)抗干擾的佼佼者。擴(kuò)頻技術(shù)又可以看成是一種準(zhǔn)正交的技術(shù)。

4. 什么是擴(kuò)頻技術(shù)
擴(kuò)頻技術(shù)就是用遠(yuǎn)超過(guò)信號(hào)帶寬的帶寬來(lái)傳信號(hào)，實(shí)施的方法也很多樣，常見(jiàn)的有直接序列擴(kuò)頻和跳頻。

那么為什么要用非常大的帶寬來(lái)傳信號(hào)呢？關(guān)鍵在于，原來(lái)的窄帶信號(hào)經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻處理后，頻譜發(fā)生了根本性的變化，從窄而高，變成了寬而扁，類(lèi)似于用錘子，把金屬錘薄了，使得信號(hào)的功率大為降低。

這樣大費(fèi)周章，目的是為了對(duì)抗干擾。

在準(zhǔn)正交系統(tǒng)中，信號(hào)之間由于不正交，必然是相互干擾。前面也講過(guò)，干擾信號(hào)的特點(diǎn)是差異性明顯，SIR時(shí)好時(shí)壞，這樣接收機(jī)處理起來(lái)難度太大。

如果干擾無(wú)法去除，那么退而求其次，把干擾轉(zhuǎn)換為噪聲的特性，比較均勻，行不行呢？

這就是擴(kuò)頻技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)。

在擴(kuò)頻技術(shù)中，直接序列擴(kuò)頻就是利用偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)在時(shí)間上的噪聲化，這樣雖然還是有干擾，但是已經(jīng)可控了。而跳頻也是類(lèi)似的，實(shí)現(xiàn)了干擾在頻率上的隨機(jī)化。

當(dāng)然，擴(kuò)頻技術(shù)能夠成功，還在于覆水能收：寬帶的攤薄的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后，還能收攏還原為窄帶的峰值信號(hào)。

這樣，很多窄帶上的強(qiáng)干擾，被擴(kuò)頻成了寬帶上的噪聲，接收機(jī)處理起來(lái)就穩(wěn)健多了。

附帶說(shuō)一下，這里有擴(kuò)頻的相關(guān)深度閱讀文章，涉及比如擴(kuò)頻能不能省功率、擴(kuò)頻增益越大是不是抗干擾能力越強(qiáng)等等問(wèn)題，還是值得認(rèn)真一讀的。

5. 為什么說(shuō)擴(kuò)頻無(wú)助于抑制噪聲
擴(kuò)頻是對(duì)抗干擾的好辦法，那么擴(kuò)頻能抑制噪聲嗎？

很遺憾，不能。

前面我們講到，噪聲是均勻的，接收機(jī)的帶寬越大，收到的信道噪聲就越多。因此，采用擴(kuò)頻技術(shù)后，原來(lái)1MHz的帶寬擴(kuò)到100MHz，噪聲自然增加100倍，這不是與抑制噪聲的目標(biāo)南轅北轍了嗎？

因此，擴(kuò)頻不能抑制噪聲。其實(shí)，擴(kuò)頻能對(duì)抗干擾已經(jīng)是物有所值，何必一定要讓擴(kuò)頻成為全能模范呢？

由于擴(kuò)頻無(wú)助于抑制噪聲，自然也算不上深空通信的關(guān)鍵技術(shù)了。