移動(dòng)通信的噪聲和干擾ppt課件

1、挪動(dòng)通訊技術(shù) 根本原理課程構(gòu)造概述概述1挪動(dòng)通訊的電波傳輸挪動(dòng)通訊的電波傳輸2挪動(dòng)通訊的干擾和噪聲挪動(dòng)通訊的干擾和噪聲3挪動(dòng)通訊的根本技術(shù)挪動(dòng)通訊的根本技術(shù)4挪動(dòng)通訊的組網(wǎng)技術(shù)挪動(dòng)通訊的組網(wǎng)技術(shù)53.挪動(dòng)通訊的噪聲與干擾挪動(dòng)通訊的噪聲與干擾3.13.1噪聲和干擾的根本概念噪聲和干擾的根本概念3.23.2鄰道干擾鄰道干擾3.33.3同道干擾同道干擾3.43.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾挪動(dòng)通訊系統(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噪聲和干擾的根本概念噪聲和干擾的根本概念干擾和噪聲無處不在！干擾和噪聲無處不在！大 氣 噪 聲熱 噪 聲宇 宙 噪 聲自 然 噪 聲人 為 噪 聲外 部

2、噪 聲散 彈 噪 聲熱 噪 聲電 源 噪 聲內(nèi) 部 噪 聲噪 聲噪聲的來源及分類：噪聲的來源及分類： 噪聲是指使通訊質(zhì)量遭到損害的，且與所傳輸?shù)男盘?hào)無關(guān)噪聲是指使通訊質(zhì)量遭到損害的，且與所傳輸?shù)男盘?hào)無關(guān)的各種方式的寄生干擾的總稱。的各種方式的寄生干擾的總稱。3.1噪聲和干擾的根本概念噪聲和干擾的根本概念噪聲的來源及分類：噪聲的來源及分類： 根據(jù)特征不同，噪聲可分為單頻噪聲，脈沖噪聲和起伏噪根據(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。聲三種。 單頻噪聲：一種延續(xù)波的干擾如外臺(tái)信號(hào)，它可視為一個(gè)單頻噪聲：一種延續(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

3、能預(yù)知的。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，而繼續(xù)時(shí)間較短的脈沖。如汽車脈沖噪聲：突發(fā)的幅度較大，而繼續(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。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。這些噪聲可以為是一種高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)具有些噪聲可以為是一種高斯噪聲，且在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)具有平坦的功率譜密度。平坦的功率譜密度。3.1噪聲和干擾的根本概念噪聲和干擾的根本概念3.1噪聲和干擾的根本概念噪聲和干擾的根本概念另根據(jù)統(tǒng)計(jì)測試闡明，噪聲強(qiáng)度隨地點(diǎn)的分布

4、近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布另根據(jù)統(tǒng)計(jì)測試闡明，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：鄰道干擾的來源如下：來自相鄰假設(shè)干波道的寄生輻射來自相鄰假設(shè)干波道的寄生輻射挪動(dòng)通訊網(wǎng)內(nèi)臨近任務(wù)頻道引入的干擾挪動(dòng)通訊網(wǎng)內(nèi)臨近任務(wù)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納機(jī)的通帶內(nèi)，呵斥調(diào)制邊帶擴(kuò)展而干邊頻分量落入鄰道接納機(jī)的通帶內(nèi)，呵斥調(diào)制邊帶擴(kuò)展而干擾鄰道。擾鄰道。詳細(xì)表現(xiàn)：挪動(dòng)臺(tái)接近基站時(shí)，

5、挪動(dòng)臺(tái)發(fā)射機(jī)的調(diào)制邊帶擴(kuò)詳細(xì)表現(xiàn)：挪動(dòng)臺(tái)接近基站時(shí)，挪動(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)正在任務(wù)的基站接納機(jī)產(chǎn)生的干擾。展和邊帶輻射噪聲對(duì)正在任務(wù)的基站接納機(jī)產(chǎn)生的干擾。3.2鄰道干擾鄰道干擾實(shí)例實(shí)例1 1：MSAMSA挪動(dòng)到小區(qū)的邊緣，這時(shí)挪動(dòng)到小區(qū)的邊緣，這時(shí)BSBS接納到來自接納到來自MSAMSA的的信號(hào)很弱。而信號(hào)很弱。而MSBMSB正接近于此小區(qū)的正接近于此小區(qū)的BSBS且任務(wù)于臨近頻道。在且任務(wù)于臨近頻道。在這種情況下，這種情況下，MSBMSB將對(duì)將對(duì)BSBS接納接納MSAMSA的信號(hào)產(chǎn)生較強(qiáng)的鄰道干擾。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)。這種干擾情況也稱作

6、遠(yuǎn)近效應(yīng)。3.2鄰道干擾鄰道干擾減小遠(yuǎn)近效應(yīng)的有效措施如下：減小遠(yuǎn)近效應(yīng)的有效措施如下：防止相鄰或相近的頻道在同一個(gè)小區(qū)運(yùn)用。防止相鄰或相近的頻道在同一個(gè)小區(qū)運(yùn)用。采用功率控制技術(shù)，使一切挪動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信采用功率控制技術(shù)，使一切挪動(dòng)臺(tái)發(fā)射的信號(hào)在到達(dá)基站時(shí)的功率大致一樣號(hào)在到達(dá)基站時(shí)的功率大致一樣實(shí)例實(shí)例1 1實(shí)例實(shí)例2 2實(shí)例實(shí)例2 2：抑制鄰道干擾有以下措施：抑制鄰道干擾有以下措施：嚴(yán)厲限制調(diào)制信號(hào)帶寬，如采用鄰道干擾濾波器嚴(yán)厲限制調(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；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)吸收安裝；在無線近區(qū)設(shè)置強(qiáng)信號(hào)吸收安裝；挪動(dòng)臺(tái)采

7、用自動(dòng)功率控制安裝；挪動(dòng)臺(tái)采用自動(dòng)功率控制安裝；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)運(yùn)用；區(qū)甚至相鄰小區(qū)內(nèi)運(yùn)用；加大挪動(dòng)臺(tái)與挪動(dòng)臺(tái)之間，基站收發(fā)機(jī)之間的收發(fā)頻率加大挪動(dòng)臺(tái)與挪動(dòng)臺(tái)之間，基站收發(fā)機(jī)之間的收發(fā)頻率差。如差。如GSMGSM系統(tǒng)是系統(tǒng)是45MHz45MHz。3.2鄰道干擾鄰道干擾同頻復(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間隔的多個(gè)效力小區(qū)運(yùn)用。配給相隔一定間隔的多個(gè)效力小區(qū)運(yùn)用。同道干擾也稱同頻干擾是指一切落在接納機(jī)通帶范圍同道干擾也稱同頻干

8、擾是指一切落在接納機(jī)通帶范圍內(nèi)的與有用信號(hào)頻率一樣的無用信號(hào)的干擾。由于頻率一樣，內(nèi)的與有用信號(hào)頻率一樣的無用信號(hào)的干擾。由于頻率一樣，因此無法濾除和抑制它。因此無法濾除和抑制它。復(fù)用間隔越近，同頻干擾就越大，但頻率利用率越高復(fù)用間隔越近，同頻干擾就越大，但頻率利用率越高復(fù)用間隔越遠(yuǎn)，同頻干擾就越小，但頻率利用率越低復(fù)用間隔越遠(yuǎn)，同頻干擾就越小，但頻率利用率越低射頻射頻RFRF防護(hù)比：保證接納信號(hào)的質(zhì)量，必需使接納防護(hù)比：保證接納信號(hào)的質(zhì)量，必需使接納端的有用信號(hào)電平與干擾電平之比端的有用信號(hào)電平與干擾電平之比S/IS/I大于某個(gè)數(shù)值。大于某個(gè)數(shù)值。3.3 同道干擾同頻干擾同道干擾同頻干擾實(shí)例

9、：在實(shí)例：在CDMACDMA系統(tǒng)中，一切用戶運(yùn)用的是同一個(gè)任務(wù)頻率，系統(tǒng)中，一切用戶運(yùn)用的是同一個(gè)任務(wù)頻率，因此其遠(yuǎn)近效應(yīng)更為突出！因此其遠(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：改善同頻道干擾主要采用以下幾種措施：1 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)落在人煙稀少的地域。實(shí)踐操作難以把握少的地域。實(shí)踐操作難以把握 2 2合理規(guī)劃基站規(guī)劃、配置任務(wù)頻率。合理規(guī)劃基站規(guī)劃、配置任務(wù)頻率。3 3在滿足一定通訊質(zhì)量要求前提下降低頻率復(fù)用次數(shù)。在滿足一定通訊質(zhì)量要求前提下降低頻率復(fù)用次數(shù)。4 4采用定向天線，減少同頻干擾。采用定向天線，

10、減少同頻干擾。3.3 同道干擾同頻干擾同道干擾同頻干擾1 1、互調(diào)干擾的產(chǎn)生緣由、互調(diào)干擾的產(chǎn)生緣由互調(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)順利地經(jīng)過接納機(jī)而對(duì)有用信號(hào)構(gòu)成干擾，即為足夠大時(shí)會(huì)順利地經(jīng)過接納機(jī)而對(duì)有用信號(hào)構(gòu)成干擾，即為互調(diào)干擾。互調(diào)干擾。2 2、互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件：、互調(diào)干擾產(chǎn)生的條件：系統(tǒng)中存在非線性器件；

11、系統(tǒng)中存在非線性器件；互調(diào)產(chǎn)物落在了有用信號(hào)頻譜范圍之內(nèi)而進(jìn)入到接納機(jī)；互調(diào)產(chǎn)物落在了有用信號(hào)頻譜范圍之內(nèi)而進(jìn)入到接納機(jī)；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。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。對(duì)接納機(jī)互調(diào)而言，一切干擾發(fā)射機(jī)和被干擾接納機(jī)同時(shí)對(duì)接納機(jī)互調(diào)而言，一切干擾發(fā)射機(jī)和被干擾接納機(jī)同時(shí)任務(wù)任務(wù)無線系統(tǒng)間，系統(tǒng)內(nèi)頻率和功率關(guān)系不協(xié)調(diào)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)干擾互調(diào)干擾3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾3 3、常見互調(diào)產(chǎn)物的類型、常見互調(diào)產(chǎn)物的類型三階互調(diào)干擾類型三階互調(diào)干擾類型2 2信號(hào)三階互調(diào)：信號(hào)三階互調(diào)： 2A-B 2A-B三階三階I I

12、型型3 3信號(hào)三階互調(diào)：信號(hào)三階互調(diào)：A+B-CA+B-C三階三階II II型型五階互調(diào)產(chǎn)物五階互調(diào)產(chǎn)物3A-2B3A-2B，3A-B-C3A-B-C，2A+B-2C2A+B-2C，2A+B-C-D2A+B-C-D，A+B+C-2DA+B+C-2D，A+B+C-D-E A+B+C-D-E a3a5a3a5，故普通只思索三階互調(diào)干擾，故普通只思索三階互調(diào)干擾 3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾N個(gè)等間隔信道間的三階互調(diào)干擾頻率關(guān)系fx、fi、fj、fk分別為x、i、j、k信道的載頻 fi=f0+BCifj=f0+BCj fk=f0+BCkCi是頻道序號(hào)B1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12f

13、03.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾三階I型三階II型3 3、判別互調(diào)產(chǎn)物的方法、判別互調(diào)產(chǎn)物的方法差值列陣法差值列陣法工程上常用差值列陣法判別信道間能否存在三階互調(diào)干擾。工程上常用差值列陣法判別信道間能否存在三階互調(diào)干擾。根據(jù)信道序號(hào)來判別三階互調(diào)情況。恣意兩個(gè)信道序號(hào)之差相根據(jù)信道序號(hào)來判別三階互調(diào)情況。恣意兩個(gè)信道序號(hào)之差相等即等即Dxi=Djk Dxi=Djk ，就構(gòu)成無三階互調(diào)信道組。，就構(gòu)成無三階互調(diào)信道組。頻率利用率低，頻道數(shù)量大，適用于信道數(shù)不多的情況頻率利用率低，頻道數(shù)量大，適用于信道數(shù)不多的情況留意：此時(shí)三階互調(diào)依然存在，只未落入本系統(tǒng)任務(wù)頻道內(nèi)，留意：此時(shí)三階互調(diào)依然存在，只未落入本

14、系統(tǒng)任務(wù)頻道內(nèi)，但能夠?qū)ζ渌到y(tǒng)產(chǎn)生干擾但能夠?qū)ζ渌到y(tǒng)產(chǎn)生干擾 。 3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾實(shí)例實(shí)例1 1： 給定給定1 1，3 3，4 4，1111，1717，2222，2626號(hào)信道，問能號(hào)信道，問能否存在三階互調(diào)干擾？否存在三階互調(diào)干擾？解：根據(jù)三階互調(diào)公式，其信道序號(hào)差值如下圖解：根據(jù)三階互調(diào)公式，其信道序號(hào)差值如下圖圖中無一樣數(shù)值，表示無三階互調(diào)！圖中無一樣數(shù)值，表示無三階互調(diào)！ 3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾實(shí)例實(shí)例2 2： 給定給定1 1，2 2，4 4，8 8，1313，2121，3131號(hào)信道，問能否號(hào)信道，問能否存在三階互調(diào)干擾？存在三階互調(diào)干擾？圖中無一樣數(shù)值，表示無三階互調(diào)圖中

15、無一樣數(shù)值，表示無三階互調(diào) 3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾解：根據(jù)三階互調(diào)公式，其信道序號(hào)差值如下圖4 4、發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾、發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾產(chǎn)生緣由：產(chǎn)生緣由：發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的產(chǎn)生主要是由于在基站運(yùn)用了多部發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾的產(chǎn)生主要是由于在基站運(yùn)用了多部任務(wù)于不同頻率的發(fā)射機(jī)，由于這些發(fā)射機(jī)離得很近，信號(hào)任務(wù)于不同頻率的發(fā)射機(jī)，由于這些發(fā)射機(jī)離得很近，信號(hào)經(jīng)過電磁耦合或其他途徑竄人另一個(gè)發(fā)射機(jī)中并經(jīng)過末級(jí)功經(jīng)過電磁耦合或其他途徑竄人另一個(gè)發(fā)射機(jī)中并經(jīng)過末級(jí)功放等非線性處置而產(chǎn)生互調(diào)。放等非線性處置而產(chǎn)生互調(diào)。3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾互調(diào)產(chǎn)物遭到的全部損耗為互調(diào)產(chǎn)物遭到的全部損耗為L=Lc+Li+LpL=Lc

16、+Li+Lp耦合損耗耦合損耗LcLc：發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)1 1的輸出功率與進(jìn)入發(fā)射機(jī)的輸出功率與進(jìn)入發(fā)射機(jī)2 2的輸出端的的輸出端的功率之比，分用天線時(shí)垂直分別隔離度較大。普通大于功率之比，分用天線時(shí)垂直分別隔離度較大。普通大于30dB30dB互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗互調(diào)轉(zhuǎn)換損耗LiLi：在發(fā)射機(jī)：在發(fā)射機(jī)2 2輸出端上，來自發(fā)射機(jī)輸出端上，來自發(fā)射機(jī)1 1的功率的功率與來自發(fā)射機(jī)與來自發(fā)射機(jī)2 2的信號(hào)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物的功率之比，普通為的信號(hào)產(chǎn)生的互調(diào)產(chǎn)物的功率之比，普通為520dB520dB，典型值為，典型值為15dB15dB，且與頻距有關(guān)。，且與頻距有關(guān)。傳輸損耗傳輸損耗LpLp：發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)2 2輸出

17、端到被干擾接納機(jī)輸入端間互調(diào)干輸出端到被干擾接納機(jī)輸入端間互調(diào)干擾信號(hào)的傳輸損耗。擾信號(hào)的傳輸損耗。3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾處理方法：處理方法：天線共用器：多臺(tái)發(fā)射機(jī)共用一付天線，或天線合路經(jīng)過天線共用器：多臺(tái)發(fā)射機(jī)共用一付天線，或天線合路經(jīng)過3dB3dB耦合器、單向環(huán)形器、諧振腔天線共用器耦合器、單向環(huán)形器、諧振腔天線共用器盡量增大發(fā)射機(jī)間的耦合損耗，如分用天線時(shí)，加大發(fā)射機(jī)盡量增大發(fā)射機(jī)間的耦合損耗，如分用天線時(shí)，加大發(fā)射機(jī)天線間間隔；采用單向隔離器件，并增大頻率間隔離度。天線間間隔；采用單向隔離器件，并增大頻率間隔離度。 系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量選用無三階互調(diào)信道組任務(wù)系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量選用

18、無三階互調(diào)信道組任務(wù) 為減小為減小MSMS發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾采用自動(dòng)功率控制發(fā)射機(jī)互調(diào)干擾采用自動(dòng)功率控制3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾適用于少發(fā)射機(jī)的天線共用器適用于少發(fā)射機(jī)的天線共用器傳輸損耗：傳輸損耗：正向傳輸損耗正向傳輸損耗0.8dB 0.8dB 反向傳輸損耗反向傳輸損耗20dB20dB3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾適用于多發(fā)射機(jī)的天線共用器適用于多發(fā)射機(jī)的天線共用器3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾5 5、接納機(jī)互調(diào)干擾、接納機(jī)互調(diào)干擾產(chǎn)生緣由：產(chǎn)生緣由： 接納機(jī)前端帶寬比較寬，多個(gè)強(qiáng)干擾進(jìn)入前端電路，接納機(jī)前端帶寬比較寬，多個(gè)強(qiáng)干擾進(jìn)入前端電路，經(jīng)過高頻放大器和混頻器等非線性處置，就會(huì)產(chǎn)生一些互經(jīng)過高頻放大器和混

19、頻器等非線性處置，就會(huì)產(chǎn)生一些互調(diào)產(chǎn)物，對(duì)所接納的信號(hào)產(chǎn)生干擾。接納機(jī)互調(diào)干擾在基調(diào)產(chǎn)物，對(duì)所接納的信號(hào)產(chǎn)生干擾。接納機(jī)互調(diào)干擾在基站和挪動(dòng)臺(tái)中都能夠發(fā)生。站和挪動(dòng)臺(tái)中都能夠發(fā)生。產(chǎn)生情況：產(chǎn)生情況：挪動(dòng)臺(tái)接納機(jī)互調(diào)：基站忙時(shí)，多個(gè)發(fā)射機(jī)同時(shí)任務(wù)。挪動(dòng)臺(tái)接納機(jī)互調(diào)：基站忙時(shí)，多個(gè)發(fā)射機(jī)同時(shí)任務(wù)?；窘蛹{機(jī)互調(diào)：基站附近多個(gè)挪動(dòng)臺(tái)同時(shí)任務(wù)?；窘蛹{機(jī)互調(diào)：基站附近多個(gè)挪動(dòng)臺(tái)同時(shí)任務(wù)。3.4互調(diào)干擾互調(diào)干擾處理方法：處理方法：減小接納機(jī)前端的非線性程度，即減小互調(diào)產(chǎn)物的幅度。減小接納機(jī)前端的非線性程度，即減小互調(diào)產(chǎn)物的幅度。提高接納機(jī)前端的選擇性，抑制干擾信號(hào)的侵入。提高接納機(jī)前端的選擇性，抑制干擾信號(hào)的侵入。MSMS采用自動(dòng)功率控制，防止有強(qiáng)干擾信號(hào)侵入接納機(jī)構(gòu)成采用自動(dòng)功率控制，