在物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線通信領(lǐng)域，同頻干擾一直是工程師們頭疼的問(wèn)題。當(dāng)多個(gè)設(shè)備在同一信道同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，或者環(huán)境中存在其他無(wú)線信號(hào)源時(shí)，數(shù)據(jù)包碰撞、丟包、通信失敗等問(wèn)題接踵而至。

面對(duì)這一挑戰(zhàn)，成都澤耀科技是如何針對(duì)同頻干擾，分析設(shè)計(jì)出多維解決方案呢？

01為什么會(huì)發(fā)生同頻干擾？

在深入了解解決方案之前，我們先要明白同頻干擾的產(chǎn)生原因。

澤耀科技官方技術(shù)問(wèn)答中指出：“相同信道內(nèi)兩個(gè)模塊同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)會(huì)出現(xiàn)同頻干擾的情況?！?這句話道出了問(wèn)題的核心——當(dāng)多個(gè)設(shè)備“同時(shí)”在“同一頻率”上說(shuō)話，接收端就會(huì)“聽(tīng)不清”到底誰(shuí)在發(fā)言。

這種情況在以下場(chǎng)景中尤為常見(jiàn)：

l工廠環(huán)境中的多個(gè)傳感器同時(shí)上報(bào)數(shù)據(jù)

l建筑工地上多臺(tái)設(shè)備密集部署

l金屬礦廠等電磁波干擾嚴(yán)重的場(chǎng)所

l多個(gè)終端設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)同一信道資源

Tip：什么是同頻干擾？

同頻干擾（Co-Channel Interference），又稱(chēng)同道干擾，是指無(wú)用信號(hào)的載頻與有用信號(hào)的載頻相同，對(duì)接收同頻道有用信號(hào)的接收機(jī)造成的干擾。

在移動(dòng)通信中，為提高頻譜利用率，會(huì)在相隔一定距離之外重復(fù)使用相同頻率，這稱(chēng)為同頻復(fù)用。同頻無(wú)線區(qū)相距越遠(yuǎn)，隔離度越大，同頻干擾就越小，但頻譜利用率會(huì)降低。因此，需要在滿足通信質(zhì)量的前提下，確定相同頻率重復(fù)使用的最小安全距離，這個(gè)距離稱(chēng)為同頻再用距離或共道再用距離。

02澤耀的“抗干擾”四重防線

針對(duì)同頻干擾，澤耀科技構(gòu)建了從物理層到應(yīng)用層的四重防護(hù)體系。

第一重：物理層硬核防護(hù)

金屬屏蔽罩+高靈敏度接收

我們知道抗干擾的第一步是讓模塊自身“百毒不侵”。以A32系列為例，這款433MHz頻段的射頻收發(fā)模塊采用了 ：

ü金屬屏蔽罩設(shè)計(jì)：有效隔離外部電磁干擾，讓模塊在工廠、建筑、金屬礦廠等高干擾環(huán)境中依然穩(wěn)定工作

üSEMTECH原裝SX1278/SX126X射頻芯片：業(yè)界公認(rèn)的高性能LoRa芯片基礎(chǔ)

üLNA低噪放：接收靈敏度提升10dB，能在更嘈雜的環(huán)境中“聽(tīng)清”微弱信號(hào)

ü頻譜特性?xún)?yōu)異：諧波非常小，頻道串?dāng)_少，部分器件達(dá)到軍品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

Tip：屏蔽效能

屏蔽效能（Shielding Effectiveness，SE）是衡量屏蔽體對(duì)電磁場(chǎng)衰減能力的指標(biāo)，單位為dB。屏蔽效能計(jì)算公式為：

SE = R + A + B（dB）

其中R為反射損耗，A為吸收損耗，B為多次反射修正因子。一般來(lái)說(shuō)，30dB以上的屏蔽效能可阻擋90%以上的外部干擾能量，60dB以上可實(shí)現(xiàn)工業(yè)級(jí)防護(hù)。

適用模塊：A32系列、AS62系列等

第二重：MAC層智能避讓

LBT機(jī)制+多信道隔離

在數(shù)據(jù)鏈路層，澤耀的高端模塊引入了智能化的信道管理機(jī)制：

?LBT（Listen Before Talk，監(jiān)聽(tīng)后發(fā)送）

模塊在發(fā)送數(shù)據(jù)前會(huì)先“豎起耳朵”聽(tīng)一下信道是否空閑，如果發(fā)現(xiàn)信道被占用，會(huì)自動(dòng)等待空閑時(shí)再發(fā)送，從根本上避免數(shù)據(jù)碰撞。

?多信道隔離部署

澤耀模塊支持在410~525MHz的頻段內(nèi)進(jìn)行信道可調(diào)配置。通過(guò)合理規(guī)劃不同設(shè)備的固定信道，可以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段就實(shí)現(xiàn)信道的物理隔離，避免干擾源集中在同一信道。

適用模塊：A39系列、A32系列等高端工業(yè)級(jí)無(wú)線串口模塊

第三重：網(wǎng)絡(luò)層路徑優(yōu)化

自動(dòng)組網(wǎng)

當(dāng)直連路徑存在干擾時(shí)，澤耀模塊可以通過(guò)中繼功能“曲線救國(guó)”：

?Mesh自組網(wǎng)能力

在A72系列等ZigBee模塊中，支持Mesh自組網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)具有多級(jí)、多徑路由特性，自動(dòng)優(yōu)化路徑，當(dāng)某條路徑受到干擾時(shí)自動(dòng)切換到備用路徑

適用模塊：A72系列（ZigBee Mesh）

第四重：應(yīng)用層數(shù)據(jù)糾錯(cuò)

64位前向糾錯(cuò)（FEC）

這是澤耀科技的“獨(dú)門(mén)秘籍”之一 ：

l64位FEC糾錯(cuò)技術(shù)：相比普通模塊的8位糾錯(cuò)，澤耀的64位前向糾錯(cuò)能對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行連續(xù)性糾錯(cuò)，最多可糾正64位錯(cuò)誤

l顯著降低丟包率：尤其在信號(hào)微弱或有突發(fā)干擾的環(huán)境下，效果拔群

l與AES加密配合：FEC保證傳輸準(zhǔn)確性，AES保證數(shù)據(jù)安全性，雙劍合璧

適用模塊：AS62系列、A39系列等支持FEC的型號(hào)

03實(shí)戰(zhàn)案例：不同場(chǎng)景應(yīng)該選誰(shuí)？

為了讓大家更清晰地了解如何選擇，我們整理了不同應(yīng)用場(chǎng)景下的推薦模塊：

04開(kāi)發(fā)者小貼士

在使用澤耀模塊應(yīng)對(duì)同頻干擾時(shí)，澤耀技術(shù)團(tuán)隊(duì)給出以下建議：

u合理配置地址與信道

可以通過(guò)設(shè)置不同的信道和地址來(lái)區(qū)分設(shè)備，根據(jù)地址來(lái)區(qū)分通信對(duì)象，減少不必要的干擾。需要注意的是，信道切換需要重新配置模塊，不支持動(dòng)態(tài)命令切換；

u采用主機(jī)輪詢(xún)方式

對(duì)于從機(jī)數(shù)量較多的系統(tǒng)，可以采用主機(jī)輪詢(xún)方式——主機(jī)逐個(gè)點(diǎn)名，從機(jī)收到對(duì)應(yīng)命令后才上傳數(shù)據(jù)。這種方式可以有效避免設(shè)備間的沖突，組網(wǎng)穩(wěn)定；

u從機(jī)定時(shí)上傳

由主機(jī)廣播同步時(shí)間，從機(jī)根據(jù)設(shè)定時(shí)間錯(cuò)峰上傳。例如從機(jī)1在1秒后上傳，從機(jī)2在2秒后上傳，避免數(shù)據(jù)同時(shí)碰撞；

u善用RSSI檢測(cè)上傳

對(duì)于支持RSSI功能的模塊，從機(jī)上傳前先檢測(cè)信道強(qiáng)度，若檢測(cè)到較強(qiáng)信號(hào)則等待空閑再上傳；

u同系列互通保兼容

如AS32系列能與AS32系列相互通信，AS62系列能與AS62系列相互通信。

保持同系列使用，可確保抗干擾機(jī)制完整生效；

u善用配置軟件

澤耀提供可視化PC配置軟件，可方便地配置模塊的地址、信道、空中速率等參數(shù)，快速調(diào)整抗干擾策略。

最后

同頻干擾是無(wú)線通信中無(wú)法完全消除的“天敵”，但通過(guò)硬件設(shè)計(jì)、協(xié)議優(yōu)化、路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)的多維組合，澤耀為眾多開(kāi)發(fā)者提供了一套完整的解決方案。

從A32系列的物理層硬核防護(hù)，到A39系列的智能避讓?zhuān)俚紸S62系列的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)，澤耀針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景、不同成本需求，都能給出針對(duì)性的產(chǎn)品選擇。