移動通信的噪聲和干擾

移動通信技術

—基本原理課程結構概述1移動通信的電波傳輸2移動通信的干擾和噪聲3移動通信的基本技術4移動通信的組網技術53.移動通信的噪聲與干擾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互調干擾移動通信系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)！如何在強干擾下檢測出微弱的有用信號？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：

噪聲是指使通信質量受到損害的，且與所傳輸的信號無關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（如外臺信號），它可視為一個已調正弦波，但其幅度、頻率或相位是事先不能預知的。脈沖噪聲：突發(fā)的幅度較大，而持續(xù)時間較短的脈沖。如汽車發(fā)動機所產生的點火噪聲。起伏噪聲：以熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪聲為代表的噪聲。這些噪聲可認為是一種高斯噪聲，且在相當寬的頻率范圍內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統(tǒng)計測試表明，噪聲強度隨地點的分布近似服從對數正態(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通信網內鄰近工作頻道引入的干擾調制邊帶擴展干擾：指話音信號經調頻后，某些邊帶頻率或邊頻分量落入鄰道接收機的通帶內，造成調制邊帶擴展而干擾鄰道。具體表現：移動臺靠近基站時，移動臺發(fā)射機的調制邊帶擴展和邊帶輻射噪聲對正在工作的基站接收機產生的干擾。3.2鄰道干擾實例1：MSA移動到小區(qū)的邊緣，這時BS接收到來自MSA的信號很弱。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BS接收MSA的信號產生較強的鄰道干擾。這種干擾情況也稱作遠近效應。3.2鄰道干擾減小遠近效應的有效措施如下：避免相鄰或相近的頻道在同一個小區(qū)使用。采用功率控制技術，使所有移動臺發(fā)射的信號在到達基站時的功率大致相同實例1實例2實例2：克服鄰道干擾有下列措施：嚴格限制調制信號帶寬，如采用鄰道干擾濾波器降低發(fā)射機本身的邊帶噪聲功率；在無線近區(qū)設置強信號吸收裝置；移動臺采用自動功率控制裝置；網絡設計時加大頻道間隔，或使相鄰的頻道不在同一小區(qū)甚至相鄰小區(qū)內使用；加大移動臺與移動臺之間，基站收發(fā)機之間的收發(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服務小區(qū)使用。同道干擾（也稱同頻干擾）是指所有落在接收機通帶范圍內的與有用信號頻率相同的無用信號的干擾。由于頻率相同，因而無法濾除和抑制它。復用距離越近，同頻干擾就越大，但頻率利用率越高復用距離越遠，同頻干擾就越小，但頻率利用率越低射頻（RF）防護比：保證接收信號的質量，必須使接收端的有用信號電平與干擾電平之比S/I大于某個數值。3.3同道干擾（同頻干擾）實例：在CDMA系統(tǒng)中，所有用戶使用的是同一個工作頻率，因而其遠近效應更為突出！改善同頻道干擾主要采用以下幾種措施：（1）調整基站發(fā)動機功率或天線高度，使重疊區(qū)落在人煙稀少的地區(qū)。（實際操作難以把握）（2）合理規(guī)劃基站布局、配置工作頻率。（3）在滿足一定通信質量要求前提下降低頻率復用次數。（4）采用定向天線，減少同頻干擾。3.3同道干擾（同頻干擾）1、互調干擾的產生原因互調干擾：當兩個或多個不同頻率的信號同時輸入到非線性電路時，由于非線性的作用，會產生許多諧波和組合頻率分量（互調產物），當互調產物與所需信號頻率相接近且電平足夠大時會順利地通過接收機而對有用信號形成干擾，即為互調干擾。2、互調干擾產生的條件：①系統(tǒng)中存在非線性器件；②互調產物落在了有用信號頻譜范圍之內而進入到接收機；③輸人信號的功率足夠大，產生了幅度較大的互調干擾成分。④對接收機互調而言，所有干擾發(fā)射機和被干擾接收機同時工作⑤無線系統(tǒng)間，系統(tǒng)內頻率和功率關系不協(xié)調3.4互調干擾3.4互調干擾3、常見互調產物的類型三階互調干擾類型2信號三階互調：2A-B（三階I型）3信號三階互調：A+B-C（三階II型）五階互調產物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干擾3.4互調干擾N個等舞間隔軍信道距間的疾三階盜互調東干擾膏（頻歉率關蓋系）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B123456789101112f03.爆4互調愈干擾（三階I型）（三階II型）3、判自斷互級調產燈物的獻方法——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干頓擾。根據休信道刃序號傳來判填斷三省階互詠調情股況。羊任意敢兩個序信道紋序號商之差透相等頓即Dxi=Djk，就鬧構成千無三丹階互半調信候道組色。頻率希利用和率低若，頻倉道數耀量大謙，適幟用于鼻信道跡數不停多的夢情況注意液：此次時三字階互頁調依疾然存偷在，訂只未徒落入苦本系貧統(tǒng)工離作頻杠道內劈燕，但證可能怨對其賭他系競統(tǒng)產煩生干院擾娛。3.拴4互調練干擾實例1：昆給定澇1，慮3，般4，從11靜，1忍7，喝22祝，2搖6號畏信道否，問黎是否屆存在棕三階糧互調梨干擾桌？解：懼根據念三階殲互調偶公式切，其令信道決序號察差值仇如圖奶所示圖中額無相肢同數織值，渣表示鳳無三嗎階互搭調！3.熄4互調國干擾實例2：殿給定垮1，2，4喂，8，13，21，31號信園道，遼問是評否存銜在三培階互畜調干押擾？圖中蠢無相拐同數景值，耕表示鹿無三管階互湖調3.額4互調巡壽干擾解：根據三階互調公式，其信道序號差值如圖所示4、發(fā)躍射機協(xié)互調各干擾產生據原因寸：發(fā)射趟機互緒調干培擾的貧產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)錯射機，由辭于這律些發(fā)衡射機頓離得漿很近稼，信運號通雀過電老磁耦皺合或冊其他聽途徑張竄人坦另一園個發(fā)請射機座中并奴通過犁末級餐功放盛等非辟線性隆處理后而產異生互瞎調。3.觸4互調凳干擾互調孫產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1的輸蘋出功顛率與夾進入哲發(fā)射你機2的輸側出端蔥的功錯率之煌比，獨分用絹天線顆時垂凡直分澤離隔訓離度僅較大貢。一添般大僚于30以dB互調糠轉換臺損耗Li：在發(fā)車射機2輸出嗓端上俱，來倒自發(fā)橡射機1的功鴿率與倉來自粗發(fā)射濟機2的信姓號產撥生的勻互調濱產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。傳輸棚損耗Lp：發(fā)射位機2輸出侮端到驅被干盯擾接月收機做輸入北端間仇互調罩干擾翁信號進的傳鼓輸損抽耗。3.娃4互調器干擾解決翠辦法臥：天線沾共用氏器：凡多臺泄發(fā)射嶺機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)射行機間村的耦鹿合損葵耗，尊如分妖用天斥線時商，加訂大發(fā)棒射機亦天線筑間距落離；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)說設計丈時，藏盡量斃選用疾無三歪階互恰調信皆道組跟工作為減痕小MS發(fā)射畫機互垂調干諒擾采倡用自意動功風率控夫制3.懷4互調姥干擾適用綿于少版發(fā)射叛機的農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4互調栗干擾適用逐于多強發(fā)射胸機的啞天線毅共用煌器3.小4互調緩干擾5、接煩收機蔬互調遭干擾產生洗原因熟：接收晉機前媽端帶確寬比冤較寬獎，多鄰個強很干擾遠進入鐘前端風電路唯，經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，就昂會產猾生一庸些互夫調產佳物，逃對所勤接收令的信叢號產度生干數擾。良接收藝機互居調干小擾在維基站炊和移燈動臺女中都副可能和發(fā)生證。產生千情況沉：移動梅臺接左收機腦互調珍：基仇站忙般時，窄多個賊發(fā)射欠機同奶時工待作?；玖娼邮仗詸C互繩調：里基站金附近嗚多個鐘移動撫臺同弱時工顛作。3.劈燕4互調即干擾解決塌辦法碧：減小拒接收簡機前植端的繞非線趣性程方度，惱即減險小互溉調產晴物的鄰幅度曲。提高皂接收簽機前臥端的懸選擇萬性，朽抑制仇干擾淘信號乎的侵衛(wèi)入。MS采用井自動叢功率壁控制言，避靠免有塌強干撿擾信休號侵府入接版收機液形成沖較強怨的互溝調干受擾。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信蛙道組判。3.撓4互調極干擾作業(yè)1、移重動通耐信系其統(tǒng)中述主要件干擾劑有哪徐些？2、互涂調產茅物產須生的住原因練是什釋么？3、減錦小發(fā)豆射機突和接井收機淘互調遙干擾擇的措弄施是結什么驕？4、已演知發(fā)厭射機T1部T2輸出塞功率曲為10倘W,發(fā)射嘉機互攪調轉刪效損套耗為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，試她求到妥達天坦線上神的互皮