移動(dòng)通信的噪聲和干擾

移動(dòng)通信技術(shù)

—基本原理課程結(jié)構(gòu)概述1移動(dòng)通信的電波傳輸2移動(dòng)通信的干擾和噪聲3移動(dòng)通信的基本技術(shù)4移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)53.移動(dòng)通信的噪聲與干擾3.1噪聲和干擾的基本概念3.2鄰道干擾3.3同道干擾3.4互調(diào)干擾移動(dòng)通信系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)！如何在強(qiáng)干擾下檢測出微弱的有用信號(hào)？3.1噪聲和干擾的基本概念干擾和噪聲無處不在！噪聲的來源及分類：

噪聲是指使通信質(zhì)量受到損害的，且與所傳輸?shù)男盘?hào)無關(guān)的各種形式的寄生干擾的總稱。3.1噪聲和干擾的基本概念噪聲的來源及分類：

依據(jù)特征不同，噪聲可分為單頻噪聲，脈沖噪聲和起伏噪聲三種。單頻噪聲：一種連續(xù)波的干擾（如外臺(tái)信號(hào)），它可視為一個(gè)已調(diào)正弦波，但其幅度、頻率或相位是事先不能預(yù)知的。脈沖噪聲：突發(fā)的幅度較大，而持續(xù)時(shí)間較短的脈沖。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的點(diǎn)火噪聲。起伏噪聲：以熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲為代表的噪聲。這些噪聲可認(rèn)為是一種高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)具有平坦的功率譜密度。3.1噪聲和干擾的基本概念3.1噪聲和干擾的基本概念另根據(jù)統(tǒng)計(jì)測試表明，噪聲強(qiáng)度隨地點(diǎn)的分布近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布鄰道干擾定義及來源：指來自于相鄰或相近頻道的干擾。鄰道干擾的來源如下：來自相鄰若干波道的寄生輻射移動(dòng)通信網(wǎng)內(nèi)鄰近工作頻道引入的干擾調(diào)制邊帶擴(kuò)展干擾：指話音信號(hào)經(jīng)調(diào)頻后，某些邊帶頻率或邊頻分量落入鄰道接收機(jī)的通帶內(nèi)，造成調(diào)制邊帶擴(kuò)展而干擾鄰道。具體表現(xiàn)：移動(dòng)臺(tái)靠近基站時(shí)，移動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的調(diào)制邊帶擴(kuò)展和邊帶輻射噪聲對(duì)正在工作的基站接收機(jī)產(chǎn)生的干擾。3.2鄰道干擾實(shí)例1：MSA移動(dòng)到小區(qū)的邊緣，這時(shí)BS接收到來自MSA的信號(hào)很弱。而MSB正接近于此小區(qū)的BS且工作于鄰近頻道。在這種情況下，MSB將對(duì)BS接收MSA的信號(hào)產(chǎn)生較強(qiáng)的鄰道干擾。這種干擾情況也稱作遠(yuǎn)近效應(yīng)。3.2鄰道干擾減小遠(yuǎn)近效應(yīng)的有效措施如下：避免相鄰或相近的頻道在同一個(gè)小區(qū)使用。采用功率控制技術(shù)，使所有移動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)在到達(dá)基站時(shí)的功率大致相同實(shí)例1實(shí)例2實(shí)例2：克服鄰道干擾有下列措施：嚴(yán)格限制調(diào)制信號(hào)帶寬，如采用鄰道干擾濾波器降低發(fā)射機(jī)本身的邊帶噪聲功率；在無線近區(qū)設(shè)置強(qiáng)信號(hào)吸收裝置；移動(dòng)臺(tái)采用自動(dòng)功率控制裝置；網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)加大頻道間隔，或使相鄰的頻道不在同一小區(qū)甚至相鄰小區(qū)內(nèi)使用；加大移動(dòng)臺(tái)與移動(dòng)臺(tái)之間，基站收發(fā)機(jī)之間的收發(fā)頻率差。如GSM系統(tǒng)是45MHz。3.2鄰道干擾同頻復(fù)用：在蜂窩系統(tǒng)中為提高頻率利用率將一組頻率分配給相隔一定距離的多個(gè)服務(wù)小區(qū)使用。同道干擾（也稱同頻干擾）是指所有落在接收機(jī)通帶范圍內(nèi)的與有用信號(hào)頻率相同的無用信號(hào)的干擾。由于頻率相同，因而無法濾除和抑制它。復(fù)用距離越近，同頻干擾就越大，但頻率利用率越高復(fù)用距離越遠(yuǎn)，同頻干擾就越小，但頻率利用率越低射頻（RF）防護(hù)比：保證接收信號(hào)的質(zhì)量，必須使接收端的有用信號(hào)電平與干擾電平之比S/I大于某個(gè)數(shù)值。3.3同道干擾（同頻干擾）實(shí)例：在CDMA系統(tǒng)中，所有用戶使用的是同一個(gè)工作頻率，因而其遠(yuǎn)近效應(yīng)更為突出！改善同頻道干擾主要采用以下幾種措施：（1）調(diào)整基站發(fā)動(dòng)機(jī)功率或天線高度，使重疊區(qū)落在人煙稀少的地區(qū)。（實(shí)際操作難以把握）（2）合理規(guī)劃基站布局、配置工作頻率。（3）在滿足一定通信質(zhì)量要求前提下降低頻率復(fù)用次數(shù)。（4）采用定向天線，減少同頻干擾。3.3同道干擾（同頻干擾）1、互調(diào)干擾的產(chǎn)生原因互調(diào)干擾：當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)不同頻率的信號(hào)同時(shí)輸入到非線性電路時(shí)，由于非線性的作用，會(huì)產(chǎn)生許多諧波和組合頻率分量（互調(diào)產(chǎn)物），當(dāng)互調(diào)產(chǎn)物與所需信號(hào)頻率相接近且電平足夠大時(shí)會(huì)順利地通過接收機(jī)而對(duì)有用信號(hào)形成干擾，即為互調(diào)干擾。2、互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件：①系統(tǒng)中存在非線性器件；②互調(diào)產(chǎn)物落在了有用信號(hào)頻譜范圍之內(nèi)而進(jìn)入到接收機(jī)；③輸人信號(hào)的功率足夠大，產(chǎn)生了幅度較大的互調(diào)干擾成分。④對(duì)接收機(jī)互調(diào)而言，所有干擾發(fā)射機(jī)和被干擾接收機(jī)同時(shí)工作⑤無線系統(tǒng)間，系統(tǒng)內(nèi)頻率和功率關(guān)系不協(xié)調(diào)3.4互調(diào)干擾3.4互調(diào)干擾3、常見互調(diào)產(chǎn)物的類型三階互調(diào)干擾類型2信號(hào)三階互調(diào)：2A-B（三階I型）3信號(hào)三階互調(diào)：A+B-C（三階II型）五階互調(diào)產(chǎn)物3A-2B，3A-B-C，2A+B-2C，2A+B-C-D，A+B+C-2D，A+B+C-D-Ea3>>a5，故一般只考慮三階互調(diào)干擾3.4互調(diào)干擾N個(gè)等舞間隔軍信道距間的疾三階盜互調(diào)東干擾膏（頻歉率關(guān)蓋系）fx、fi、fj、fk分別只為x、黎i、賄j、取k信道怒的載作頻fi=f0+B膜Cifj=f0+B冒Cjfk=f0+B般CkCi是頻沫道序算號(hào)B123456789101112f03.爆4互調(diào)愈干擾（三階I型）（三階II型）3、判自斷互級(jí)調(diào)產(chǎn)燈物的獻(xiàn)方法——差值由列陣宮法工程害上常泉用差值腫列陣吹法判副斷信道堂間是距否存筐在三斃階互瓣調(diào)干頓擾。根據(jù)休信道刃序號(hào)傳來判填斷三省階互詠調(diào)情股況。羊任意敢兩個(gè)序信道紋序號(hào)商之差透相等頓即Dxi=Djk，就鬧構(gòu)成千無三丹階互半調(diào)信候道組色。頻率希利用和率低若，頻倉道數(shù)耀量大謙，適幟用于鼻信道跡數(shù)不停多的夢(mèng)情況注意液：此次時(shí)三字階互頁調(diào)依疾然存偷在，訂只未徒落入苦本系貧統(tǒng)工離作頻杠道內(nèi)劈燕，但證可能怨對(duì)其賭他系競統(tǒng)產(chǎn)煩生干院擾娛。3.拴4互調(diào)練干擾實(shí)例1：昆給定澇1，慮3，般4，從11靜，1忍7，喝22祝，2搖6號(hào)畏信道否，問黎是否屆存在棕三階糧互調(diào)梨干擾桌？解：懼根據(jù)念三階殲互調(diào)偶公式切，其令信道決序號(hào)察差值仇如圖奶所示圖中額無相肢同數(shù)織值，渣表示鳳無三嗎階互搭調(diào)！3.熄4互調(diào)國干擾實(shí)例2：殿給定垮1，2，4喂，8，13，21，31號(hào)信園道，遼問是評(píng)否存銜在三培階互畜調(diào)干押擾？圖中蠢無相拐同數(shù)景值，耕表示鹿無三管階互湖調(diào)3.額4互調(diào)巡壽干擾解：根據(jù)三階互調(diào)公式，其信道序號(hào)差值如圖所示4、發(fā)躍射機(jī)協(xié)互調(diào)各干擾產(chǎn)生據(jù)原因寸：發(fā)射趟機(jī)互緒調(diào)干培擾的貧產(chǎn)生顛主要真是因哪為在基站何使用語了多判部工場作于哲不同諒頻率蠢的發(fā)錯(cuò)射機(jī)，由辭于這律些發(fā)衡射機(jī)頓離得漿很近稼，信運(yùn)號(hào)通雀過電老磁耦皺合或冊(cè)其他聽途徑張竄人坦另一園個(gè)發(fā)請(qǐng)射機(jī)座中并奴通過犁末級(jí)餐功放盛等非辟線性隆處理后而產(chǎn)異生互瞎調(diào)。3.觸4互調(diào)凳干擾互調(diào)孫產(chǎn)物梨受到迫的全縫部損靠耗為L=藝Lc+Li+Lp耦合碗損耗Lc：發(fā)射展機(jī)1的輸蘋出功顛率與夾進(jìn)入哲發(fā)射你機(jī)2的輸側(cè)出端蔥的功錯(cuò)率之煌比，獨(dú)分用絹天線顆時(shí)垂凡直分澤離隔訓(xùn)離度僅較大貢。一添般大僚于30以dB互調(diào)糠轉(zhuǎn)換臺(tái)損耗Li：在發(fā)車射機(jī)2輸出嗓端上俱，來倒自發(fā)橡射機(jī)1的功鴿率與倉來自粗發(fā)射濟(jì)機(jī)2的信姓號(hào)產(chǎn)撥生的勻互調(diào)濱產(chǎn)物杏的功洪率之辦比，霧一般完為5~雷20黃dB，典托型值喉為15囑dB，且亞與頻盛距有輪關(guān)。傳輸棚損耗Lp：發(fā)射位機(jī)2輸出侮端到驅(qū)被干盯擾接月收機(jī)做輸入北端間仇互調(diào)罩干擾翁信號(hào)進(jìn)的傳鼓輸損抽耗。3.娃4互調(diào)器干擾解決翠辦法臥：天線沾共用氏器：凡多臺(tái)泄發(fā)射嶺機(jī)共犁用一楊付天謝線，額或天征線合鍛路通株過3dB耦合煩器、沖單向唉環(huán)形燒器、障諧振焰腔天播線共伯用器盡量薯增大遭發(fā)射行機(jī)間村的耦鹿合損葵耗，尊如分妖用天斥線時(shí)商，加訂大發(fā)棒射機(jī)亦天線筑間距落離；刷采用混單向錦隔離很器件模，并僵增大徐頻率揀間隔蝕離度飄。系統(tǒng)蝕系統(tǒng)說設(shè)計(jì)丈時(shí)，藏盡量斃選用疾無三歪階互恰調(diào)信皆道組跟工作為減痕小MS發(fā)射畫機(jī)互垂調(diào)干諒擾采倡用自意動(dòng)功風(fēng)率控夫制3.懷4互調(diào)姥干擾適用綿于少版發(fā)射叛機(jī)的農(nóng)天線沃共用種器傳輸書損耗駁：正向充傳輸制損耗0.矮8d竊B反向糞傳輸帥損耗20兩dB3.贈(zèng)4互調(diào)栗干擾適用逐于多強(qiáng)發(fā)射胸機(jī)的啞天線毅共用煌器3.小4互調(diào)緩干擾5、接煩收機(jī)蔬互調(diào)遭干擾產(chǎn)生洗原因熟：接收晉機(jī)前媽端帶確寬比冤較寬獎(jiǎng)，多鄰個(gè)強(qiáng)很干擾遠(yuǎn)進(jìn)入鐘前端風(fēng)電路唯，經(jīng)粱過高碰頻放噸大器陸和混烏頻器烘等非這線性戰(zhàn)處理罩，就昂會(huì)產(chǎn)猾生一庸些互夫調(diào)產(chǎn)佳物，逃對(duì)所勤接收令的信叢號(hào)產(chǎn)度生干數(shù)擾。良接收藝機(jī)互居調(diào)干小擾在維基站炊和移燈動(dòng)臺(tái)女中都副可能和發(fā)生證。產(chǎn)生千情況沉：移動(dòng)梅臺(tái)接左收機(jī)腦互調(diào)珍：基仇站忙般時(shí)，窄多個(gè)賊發(fā)射欠機(jī)同奶時(shí)工待作?；玖娼邮仗詸C(jī)互繩調(diào)：里基站金附近嗚多個(gè)鐘移動(dòng)撫臺(tái)同弱時(shí)工顛作。3.劈燕4互調(diào)即干擾解決塌辦法碧：減小拒接收簡機(jī)前植端的繞非線趣性程方度，惱即減險(xiǎn)小互溉調(diào)產(chǎn)晴物的鄰幅度曲。提高皂接收簽機(jī)前臥端的懸選擇萬性，朽抑制仇干擾淘信號(hào)乎的侵衛(wèi)入。MS采用井自動(dòng)叢功率壁控制言，避靠免有塌強(qiáng)干撿擾信休號(hào)侵府入接版收機(jī)液形成沖較強(qiáng)怨的互溝調(diào)干受擾。減小申無線迫區(qū)半累徑，伍降低帶最大床接收很電平路。盡量趨選用張無三惑階互昨調(diào)信蛙道組判。3.撓4互調(diào)極干擾作業(yè)1、移重動(dòng)通耐信系其統(tǒng)中述主要件干擾劑有哪徐些？2、互涂調(diào)產(chǎn)茅物產(chǎn)須生的住原因練是什釋么？3、減錦小發(fā)豆射機(jī)突和接井收機(jī)淘互調(diào)遙干擾擇的措弄施是結(jié)什么驕？4、已演知發(fā)厭射機(jī)T1部T2輸出塞功率曲為10倘W,發(fā)射嘉機(jī)互攪調(diào)轉(zhuǎn)刪效損套耗為15皂dB，已福知單升向器晉正向刑損耗櫻（插搏入損烤耗）島為1d樂B，反界向隔民離度芽為20當(dāng)dB，混班合電聰器正匯向損膀耗為3d湯B,隔離姜度為25軋dB，試她求到妥達(dá)天坦線上神的互皮