การสื่อสารด้วยคลื่นความถี่วิทยุยังคงมีบทบาทสำคัญต่อการดำรงชีวิตของมนุษยชาติ โดยเฉพาะการใช้เทคโนโลยีด้านการสื่อสารต่างๆ เช่น ระบบการสื่อสารไร้สาย เครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ การสื่อสารดาวเทียม ตลอดจนการใช้สาย Wireless LAN และงานทหาร อย่างไรก็ตาม สัญญาณและสิ่งรบกวนยังเป็นอุปสรรคที่มีความท้าท้ายในด้านความ น่าเชื่อถือ ความพร้อมของระบบ และประสิทธิภาพในการใช้งาน การหาแนวทางแก้ไขปัญหาหรือลดสิ่งรบกวนจึงเป็นหัวข้อที่ควร ศึกษาเพื่อหาสาเหตุ และประเภทสิ่งรบกวน (Interference) ที่เกิดขึ้นในระบบการสื่อสาร

ภายหลังจึงได้วิธีขจัดหรือลดสัญญาณรบกวน อาทิ การบริหารช่องความถี่ การกรองสัญญาณ การป้องกันด้วยการชิลด์  การออกแบบสายอากาศ และเทคนิคสร้างบีม (Beam-forming)  เพื่อรักษาคุณภาพของสัญญาณให้สเถียร

ประเภทสัญญาณและสิ่งรบกวนระบบการสื่อสาร RF  

สัญญาณและสิ่งรบกวนต่อการสื่อสารคลื่นวิทยุเกิดจากสาเหตุหลาย ประการ มีทั้งเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ และเกิดจากฝีมือมนุษย์ สามารถแยกได้ดังต่อไปนี้

1. สัญญาณรบกวนจากธรรมชาติ (Natural Interference) คือ สิ่งรบกวนที่เกิดจากสภาพแวดล้อม และบรรยากาศรอบๆ การสื่อสาร ส่งผลกระทบต่อระบบการสื่อสารโดยตรง อาทิ  Thermal Noise คือ สัญญาณรบกวนที่เกิดจากความร้อน และการเคลื่อนที่ประจุในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์  

Cosmic Noise คือ สัญญาณรบกวนที่เกิดจาก การแผ่ขยายของคลื่นนอกโลก เช่น ดวงอาทิตย์ ดวงดาว  ทำให้สัญญาณระยะไกล ของคลื่นวิทยุเกิดความขัดข้อง

พวก Solar Flare คือ รังสีความร้อนที่ส่งผลต่อการกระจาย คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่น การสื่อสารดาวเทียมและอวกาศ และสุดท้ายคือ สิ่งรบกวนที่เกิดจากสภาพอากาศที่เปลียนแปลง ไม่ว่าจะเป็น ลม ฟ้า ฝน หมอก หิมะ ทำให้เกิดการลดทอนของสัญญาณ

2. สัญญาณรบกวนจากฝีมือมนุษย์ (Man-made Interference) มักเกิดจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ กิจกรรมในอุตสาหกรรม หรืออุปกรณ์ฉนวนหุ้ม

• การรบกวนทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Interference) โดยการแผ่คลื่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ
• การแทรกสัญญาณข้ามหรือสัญญาณแทรกข้ามในวงจร (Crosstalk) เกิดจากสายสัญญาณในบริเวณใกล้เคียงรบกวน
• การกวนกันจากการผิดพลาดของฉนวน หรือ การมีระยะห่างระหว่างสัญญาณที่ใกล้เคียงกันไม่เพียงพอ ทำให้เกิดการกวนกันของสัญญาณได้

3. สิ่งรบกวนที่สร้างขึ้นเพื่อจุดประสงค์บางประการได้แก่ การแจมมิ่งของสัญญาณ (Jamming) การบล็อคหรือรบกวนการเชื่อมต่อ และการ สร้างสัญญาณแปลกปลอม (Spoofing ) เป็นต้น

4. สิ่งรบกวนจากระบบ (System Noise) เช่น

Thermal Noise  ที่เกิดขึ้นจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ที่ต้องการเหนี่ยวนำไฟฟ้า หรือ Phase Noise ที่เกิดจากการรวมกันของสัญญาณ และการผลิตสัญญาณในระบบการสื่อสารคลื่นวิทยุ

5. สิ่งรบกวนจากการเดินทางของคลื่น (Multipath Interference) เกิดจากการเคลื่อนที่ของคลื่นวิทยุ หรือแม่เหล็กไฟฟ้าสะท้อน หักเห หรือพื้นผิวตกกระทบคลื่น ทำให้คลื่นเกิดการเสริมกัน หรือหักล้างกัน

6. สัญญาณรบกวนอื่นๆ อาทิ สัญญาณรบกวนจากคลื่น เมื่อมีการผสมกันทำให้เกิดสัญญาณที่ไม่ต้องการ  (Intermodulation Interference) หรือ การใช้งานคลื่นความถี่เดียวกันหรือใกล้เคียงกัน (Frequency Overlap Interference)  เป็นต้น

เทคนิคในการลดสัญญาณและสิ่งรบกวนในการสื่อสารผ่าน คลื่นวิทยุ

1. การจัดการความถี่อย่างเหมาะสม(Frequency Management and Channel Allocation)

• การจัดการช่วงความถี่แต่ละยูเซอร์ เพื่อลดโอกาสในการซ้อนทับกันของสัญญาณรบกวนอื่นๆ เช่น การนำความถี่กลับมาใช้อีกครั้ง (Frequency Reuse Pattern) ของโทรศัพท์เคลื่อนที่
• การเลือกความถี่แบบไดนามิก (Dynamic Frequency Selection)  ซึ่งมีการสลับช่องสัญญาณอัตโนมัติแบบเรียลไทม์ ไม่ว่าจะเป็นจากเรดาร์ ไวไฟ เราต์เตอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ

2. การใช้เทคนิคกรองสัญญาณ (Filtering Techniques) คัดกรองความถี่ที่ต้องการ หรือขจัดความถี่ที่ไม่ต้องการออกจากระบบ รวมทั้งกรองช่วงความถี่ที่สูงหรือต่ำตามความต้องการ

เช่น  Band-pass Filters Notch Filters และ Low-pass Filters

3. การออกแบบและวางสายอากาศ (Antenna Design and Placement) ออกแบบและการจัดวางสายอากาศอย่างเหมาะสม เพื่อลดสัญญาณรบกวนและเพิ่มคุณภาพของสัญญาณ เช่น การออกสายอากาศแบบมีทิศทาง (Directional Antenna)  การวางสายอากาศในระยะทางและความสูงที่พอเหมาะเพื่อ หลีกเลี่ยงการสะท้อนกลับและสัญญาณรบกวน เป็นต้น

4. การป้องกันด้วยฉนวนห่อหุ้มและการวางสายดิน(Shielding and Grounding) ป้องกันการเกิดสัญญาณรบกวน

5. วิธีแก้ไขสัญญาณที่ผิดปกติ (Error Correction Techniques) การแก้ไขสัญญาณที่ผิดปกติจะทำให้ระบบตรวจจับสัญญาณ และแก้ไขสัญญาณที่ผิดพลาดได้

- วิธีแก้ไข Error แบบ Forward  (Forward Error Correction) โดยการเพิ่มสัญญาณหรือใส่ข้อมูลซ้ำเข้าไปในสัญญาณที่ทำ การส่ง จากนั้นภาครับจะตรวจจับสัญญาณ และแก้ไขสิ่งผิดพลาดได้ โดยไม่ต้องมีการส่งข้อมูลใหม่ หรือใช้วิธีการขอข้อมูลอีกครั้ง เมื่อตรวจจับสัญญาณที่ผิดปกติ (ARQ: Automatic Repeat Request) เป็นต้น

‍