移动通信第三章.ppt

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1、第三章第三章 移动通信中噪声和干扰移动通信中噪声和干扰移移 动动 通通 信信 技术技术外部噪声外部噪声同频干扰同频干扰互调干扰互调干扰邻道干扰邻道干扰近端对远端比干扰（远近效应）近端对远端比干扰（远近效应）了解外部噪声的种类、特点，了解外部噪声的种类、特点，了解同频干扰的定义、产了解同频干扰的定义、产生原因、克服方法、射频防卫度的概念；了解互调干扰的定义、产生原因、克服方法、射频防卫度的概念；了解互调干扰的定义、产生原因及克服方法，掌握有无三阶互调干扰的判断；生原因及克服方法，掌握有无三阶互调干扰的判断；了解了解邻道干扰邻道干扰的定义、引入因素、解决措施，了解近端对远端比干扰的定义、计的定义、

2、引入因素、解决措施，了解近端对远端比干扰的定义、计算、减小措施。算、减小措施。定义：是使通信质量受到伤害、定义：是使通信质量受到伤害、且与信号无关的各种形式的寄且与信号无关的各种形式的寄生干扰的总称。生干扰的总称。分类：接收机内部噪声分类：接收机内部噪声 接收机外部噪声（天电接收机外部噪声（天电 宇宙和各种人为噪声）宇宙和各种人为噪声）噪声噪声干扰干扰邻道干扰；邻道干扰；同频干扰；同频干扰；远近效应；远近效应；互调干扰；互调干扰；码间干扰；码间干扰；多址干扰；多址干扰；多径干扰；多径干扰；在进行移动通信的设计、安装及操作的过程中，在进行移动通信的设计、安装及操作的过程中，必须考虑干扰和噪声的来

3、源、特征和它们对信号必须考虑干扰和噪声的来源、特征和它们对信号传输的影响，并采取一定的措施抑制其影响。传输的影响，并采取一定的措施抑制其影响。噪声和干扰噪声和干扰外部噪声（环境噪声）外部噪声（环境噪声）种类种类：自然噪声（大气、太阳和银河噪声）：自然噪声（大气、太阳和银河噪声） 人为噪声（电力、工业设备、高频电器和人为噪声（电力、工业设备、高频电器和 汽车发动机点火噪声）汽车发动机点火噪声）特点特点：自然噪声主要分布在：自然噪声主要分布在100MHz100MHz以下以下 人为噪声在人为噪声在30MHz-3GHz30MHz-3GHz的移动通信系统中起主要作用的移动通信系统中起主要作用。人为噪声随

4、时间和地点（商业区、人为噪声随时间和地点（商业区、 居民区、郊区）的不同居民区、郊区）的不同而出现变化而出现变化影响结果影响结果：使接收机输出载噪比：使接收机输出载噪比C/NC/N下降，下降， 导致实际灵敏度降低。导致实际灵敏度降低。干扰干扰同频干扰同频干扰 在移动通信系统中在移动通信系统中, , 为了提高频率利用率为了提高频率利用率, , 相隔一定距离要重相隔一定距离要重复使用相同的频道复使用相同的频道, , 这种方法称作同频道再用。这种方法称作同频道再用。 同频道再用带来的问题是同频道干扰同频道再用带来的问题是同频道干扰, , 再用距离越近再用距离越近, , 同频道同频道干扰越大干扰越大;

5、 ; 再用距离越远再用距离越远, , 同频道干扰越小同频道干扰越小, , 但频率利用率也会但频率利用率也会降低。降低。 实际情况下实际情况下, , 随着系统规模不断扩大随着系统规模不断扩大, , 频率复用度必然增频率复用度必然增加加, , 从而同频道干扰的产生机率也会大大增加。从而同频道干扰的产生机率也会大大增加。 此外此外, , 在移动信在移动信道中道中, , 还存在着其他各种各样的干扰信号还存在着其他各种各样的干扰信号, , 凡是与有用信号具有凡是与有用信号具有相同频率的无用信号相同频率的无用信号( (如多径传输形成的多径信号如多径传输形成的多径信号) )或者与有用信或者与有用信号具有不同

6、频率号具有不同频率, , 但频差不大但频差不大, , 能进入同一接收机通带的无用信能进入同一接收机通带的无用信号号, ,都能产生同频道干扰。都能产生同频道干扰。干扰干扰同频干扰同频干扰定义定义： 指所有落到接收机通带内的与有用信号频率指所有落到接收机通带内的与有用信号频率 相同的无用信号的干扰。相同的无用信号的干扰。也叫同信道干扰。也叫同信道干扰。产生原因：产生原因：（1 1）采用频率复用技术时，不满足最小同频复用距离。）采用频率复用技术时，不满足最小同频复用距离。（2 2）不同通信系统间信道频率分配不当引起。）不同通信系统间信道频率分配不当引起。（3 3）系统设备工作在非线性区产生互调所造成

7、的。）系统设备工作在非线性区产生互调所造成的。克服方法：克服方法：（1 1）频率复用时，保证满足最小同频复用距离。）频率复用时，保证满足最小同频复用距离。（2 2）频率规划时，对可能受到的同频干扰进行充分）频率规划时，对可能受到的同频干扰进行充分 的分析和计算。的分析和计算。 互调干扰是由发射机中的非线性电路产生的。互调干扰是由发射机中的非线性电路产生的。 例如例如, , 当多部不同频率的发射机设置在同一地点时当多部不同频率的发射机设置在同一地点时, , 它们的信号都可能通过电磁耦合或其他途径窜入其它们的信号都可能通过电磁耦合或其他途径窜入其他发射机中。他发射机中。 在发射机非线性器件的作用下

8、在发射机非线性器件的作用下, , 会产会产生许多谐波和组合频率分量生许多谐波和组合频率分量, , 其中与接收机所需信其中与接收机所需信号频率号频率0 0 相邻近的组合频率分量会顺利地进入接收相邻近的组合频率分量会顺利地进入接收机而形成干扰。近年来机而形成干扰。近年来, , 移动通信发展迅猛移动通信发展迅猛, , 竞争竞争日趋激烈日趋激烈, , 为提高竞争力为提高竞争力, , 扩大覆盖范围扩大覆盖范围, , 必然要必然要增加发射机数量增加发射机数量, , 天线架设越来越密集天线架设越来越密集, , 互调干扰互调干扰不可避免。不可避免。 干扰干扰互调干扰互调干扰干扰干扰互调干扰互调干扰定义定义：

9、多个不同频率的信号加到非线性器件后，由于非线多个不同频率的信号加到非线性器件后，由于非线性变换将产生许多组合频率信号，其中落到接收机通带性变换将产生许多组合频率信号，其中落到接收机通带内对有用信号造成干扰的部分频率信号称为互调干扰。内对有用信号造成干扰的部分频率信号称为互调干扰。产生原因：产生原因：电路的非线性是造成互调干扰的根本原因。电路的非线性是造成互调干扰的根本原因。（1 1）发射机互调）发射机互调 发射机末端的功率放大器存在非线性特性发射机末端的功率放大器存在非线性特性（2 2）接收机互调）接收机互调 接收机中高频放大器或混频器的非线性接收机中高频放大器或混频器的非线性互调干扰的判断互

10、调干扰的判断假设晶体管的输入端输入信号的频率包括假设晶体管的输入端输入信号的频率包括 f fi i、f fj j、f fk k，输出信号为，输出信号为y y，根据晶体管的非线性特性：根据晶体管的非线性特性：幂级特性幂级特性a a0 0 : : 直流成分，不用考虑直流成分，不用考虑a a1 1x : x : 线性放大，是对有用信号的放大线性放大，是对有用信号的放大a a2 2x2: x2: 产生二次组合波，如：产生二次组合波，如：f fi if fj j、 f fi if fk k 、2f2fi i、2f2fj j、 f fi i + f + fj j 2f2fi i 或或 2 2f fj j

11、将落在通带外将落在通带外a a3 3x3: x3: 产生三次组合波：产生三次组合波： （1 1）两个信号的三阶互调，如：）两个信号的三阶互调，如：2 f2 fi i - f - fj j、 2f2fj j -f -fi i、. （2 2）三个信号的三阶互调，如：）三个信号的三阶互调，如： f fi i + f + fj j-f-fk k 、f fi i + f + fk k-f-fj j （3 3）三次谐波，如：）三次谐波，如：3f3fi i、3f3fj j、 3f3fk k干扰干扰互调干扰互调干扰332210 xaxaxaay因为因为2f2fi i - f - fj j f fi i 或或f

12、 fj j ，与信号频率相近，所以可能，与信号频率相近，所以可能进入接收机通带，产生干扰。进入接收机通带，产生干扰。若令：若令：2f2fi i - f - fj j f fx x 将干扰将干扰f fx x f fi i + f + fj j - f- fk k f fx x 将干扰将干扰f fx x 说明说明： 若一个频道组内存在频道序号差值相等就存在互调干扰。若一个频道组内存在频道序号差值相等就存在互调干扰。同样方法，可以由同样方法，可以由a a5 5 、a a7 7 .分别产生五阶、七阶等互调分别产生五阶、七阶等互调干扰，但一般干扰，但一般a a3 3 a a5 5 a a7 7 所以判别

13、有否互调干所以判别有否互调干扰，主要看是否存在三阶互调干扰。扰，主要看是否存在三阶互调干扰。干扰干扰互调干扰互调干扰互调干扰的判断互调干扰的判断克服互调干扰方法克服互调干扰方法减小耦合系数，改善天馈线匹配减小耦合系数，改善天馈线匹配选用无三阶互调的信道组选用无三阶互调的信道组合理调整各发射机的输出电平合理调整各发射机的输出电平选择无三阶互调信道组选择无三阶互调信道组减小接收机射频非线性，提高射频互调抗拒比减小接收机射频非线性，提高射频互调抗拒比在接收机前端插入滤波器，尽可能使干扰信号受到在接收机前端插入滤波器，尽可能使干扰信号受到 更多的衰减。更多的衰减。发射机与接收机尽量采用双频工作，单频工

14、作时两者发射机与接收机尽量采用双频工作，单频工作时两者 要保持较大距离要保持较大距离使移动台有完善的自动功率控制功能。使移动台有完善的自动功率控制功能。干扰干扰互调干扰互调干扰（1 1）减小移动台发射机互调措施）减小移动台发射机互调措施（2 2）减小基站接收机互调措施）减小基站接收机互调措施 所谓邻道干扰是指相邻的或邻近频道信号的相互干扰。所谓邻道干扰是指相邻的或邻近频道信号的相互干扰。相近频道可以是相隔几个或几十个频道。邻道干扰有两个方相近频道可以是相隔几个或几十个频道。邻道干扰有两个方面，一是由于工作频带紧随的若干频道的寄生边带功率、宽面，一是由于工作频带紧随的若干频道的寄生边带功率、宽带

15、噪声、杂散辐射等产生的干扰；二是指移动网内，一组空带噪声、杂散辐射等产生的干扰；二是指移动网内，一组空间离散的邻近工作频道引入的干扰。邻道干扰的抑制涉及到间离散的邻近工作频道引入的干扰。邻道干扰的抑制涉及到发信机的寄生辐射、接收机选择性及邻近频道间隔等因素，发信机的寄生辐射、接收机选择性及邻近频道间隔等因素，移动台发信机的寄生辐射影响作为主要干扰，基站发信机的移动台发信机的寄生辐射影响作为主要干扰，基站发信机的影响不大。影响不大。干扰干扰邻道干扰邻道干扰干扰干扰邻道干扰邻道干扰定义定义： 邻道干扰是一种来自相邻或相近频道的干扰。邻道干扰是一种来自相邻或相近频道的干扰。是不可以避免，只可以减小的

16、。是不可以避免，只可以减小的。引入因素：引入因素： 1 1. .发信机边带扩展（发信频谱太宽，漏到邻道）发信机边带扩展（发信频谱太宽，漏到邻道） 2 2. .发信机边带噪声（宽带噪声延伸到很远）发信机边带噪声（宽带噪声延伸到很远） 3 3. .发信机的杂散辐射（本振的谐波、互调等落到邻道）发信机的杂散辐射（本振的谐波、互调等落到邻道） 4 4. .来自蜂窝内的邻道干扰（频距较小所引发的）来自蜂窝内的邻道干扰（频距较小所引发的）设计准则：干扰发信机要使被干扰接收机输出的邻道干扰设计准则：干扰发信机要使被干扰接收机输出的邻道干扰 小于等于城市噪声。小于等于城市噪声。从干扰信号发射机的角度：降低干扰发射机的从干扰信号发射机的角度：降低干扰发射机的邻道干扰与邻道干扰与载波比载波比1/S1/S1 1 来降低邻道干扰对被干扰接收机的影响。要求来降低邻道干扰对被干扰接收机的影响。要求S S1 160dB60dB 从被干扰接收机的角度：提高被干扰接收机中频滤波器邻道选择性从被干扰接收机的角度：提高被干扰接收机中频滤波器邻道选择性（即接收机载波与邻道干扰比（即接收机载波与邻道干扰比S S2 2），增强被