移动通信的噪声和干扰ppt课件

1、挪动通讯技术 根本原理课程构造概述概述1挪动通讯的电波传输挪动通讯的电波传输2挪动通讯的干扰和噪声挪动通讯的干扰和噪声3挪动通讯的根本技术挪动通讯的根本技术4挪动通讯的组网技术挪动通讯的组网技术53.挪动通讯的噪声与干扰挪动通讯的噪声与干扰3.13.1噪声和干扰的根本概念噪声和干扰的根本概念3.23.2邻道干扰邻道干扰3.33.3同道干扰同道干扰3.43.4互调干扰互调干扰挪动通讯系统是干扰受限系统！如何在强干扰下检测出微弱的有用信号？3.1噪声和干扰的根本概念噪声和干扰的根本概念干扰和噪声无处不在！干扰和噪声无处不在！大 气 噪 声热 噪 声宇 宙 噪 声自 然 噪 声人 为 噪 声外 部

2、噪 声散 弹 噪 声热 噪 声电 源 噪 声内 部 噪 声噪 声噪声的来源及分类：噪声的来源及分类： 噪声是指使通讯质量遭到损害的，且与所传输的信号无关噪声是指使通讯质量遭到损害的，且与所传输的信号无关的各种方式的寄生干扰的总称。的各种方式的寄生干扰的总称。3.1噪声和干扰的根本概念噪声和干扰的根本概念噪声的来源及分类：噪声的来源及分类： 根据特征不同，噪声可分为单频噪声，脉冲噪声和起伏噪根据特征不同，噪声可分为单频噪声，脉冲噪声和起伏噪声三种。声三种。 单频噪声：一种延续波的干扰如外台信号，它可视为一个单频噪声：一种延续波的干扰如外台信号，它可视为一个已调正弦波，但其幅度、频率或相位是事先不

3、能预知的。已调正弦波，但其幅度、频率或相位是事先不能预知的。脉冲噪声：突发的幅度较大，而继续时间较短的脉冲。如汽车脉冲噪声：突发的幅度较大，而继续时间较短的脉冲。如汽车发动机所产生的点火噪声。发动机所产生的点火噪声。起伏噪声：以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表的噪声。这起伏噪声：以热噪声、散弹噪声及宇宙噪声为代表的噪声。这些噪声可以为是一种高斯噪声，且在相当宽的频率范围内具有些噪声可以为是一种高斯噪声，且在相当宽的频率范围内具有平坦的功率谱密度。平坦的功率谱密度。3.1噪声和干扰的根本概念噪声和干扰的根本概念3.1噪声和干扰的根本概念噪声和干扰的根本概念另根据统计测试阐明，噪声强度随地点的分布

4、近似服从对数正态分布另根据统计测试阐明，噪声强度随地点的分布近似服从对数正态分布 邻道干扰定义及来源：指来自于相邻或相近频道的干扰。邻道干扰定义及来源：指来自于相邻或相近频道的干扰。邻道干扰的来源如下：邻道干扰的来源如下：来自相邻假设干波道的寄生辐射来自相邻假设干波道的寄生辐射挪动通讯网内临近任务频道引入的干扰挪动通讯网内临近任务频道引入的干扰 调制边带扩展干扰：指话音信号经调频后，某些边带频率或调制边带扩展干扰：指话音信号经调频后，某些边带频率或边频分量落入邻道接纳机的通带内，呵斥调制边带扩展而干边频分量落入邻道接纳机的通带内，呵斥调制边带扩展而干扰邻道。扰邻道。详细表现：挪动台接近基站时，

5、挪动台发射机的调制边带扩详细表现：挪动台接近基站时，挪动台发射机的调制边带扩展和边带辐射噪声对正在任务的基站接纳机产生的干扰。展和边带辐射噪声对正在任务的基站接纳机产生的干扰。3.2邻道干扰邻道干扰实例实例1 1：MSAMSA挪动到小区的边缘，这时挪动到小区的边缘，这时BSBS接纳到来自接纳到来自MSAMSA的的信号很弱。而信号很弱。而MSBMSB正接近于此小区的正接近于此小区的BSBS且任务于临近频道。在且任务于临近频道。在这种情况下，这种情况下，MSBMSB将对将对BSBS接纳接纳MSAMSA的信号产生较强的邻道干扰。的信号产生较强的邻道干扰。这种干扰情况也称作远近效应。这种干扰情况也称作

6、远近效应。3.2邻道干扰邻道干扰减小远近效应的有效措施如下：减小远近效应的有效措施如下：防止相邻或相近的频道在同一个小区运用。防止相邻或相近的频道在同一个小区运用。采用功率控制技术，使一切挪动台发射的信采用功率控制技术，使一切挪动台发射的信号在到达基站时的功率大致一样号在到达基站时的功率大致一样实例实例1 1实例实例2 2实例实例2 2：抑制邻道干扰有以下措施：抑制邻道干扰有以下措施：严厉限制调制信号带宽，如采用邻道干扰滤波器严厉限制调制信号带宽，如采用邻道干扰滤波器降低发射机本身的边带噪声功率；降低发射机本身的边带噪声功率；在无线近区设置强信号吸收安装；在无线近区设置强信号吸收安装；挪动台采

7、用自动功率控制安装；挪动台采用自动功率控制安装；网络设计时加大频道间隔，或使相邻的频道不在同一小网络设计时加大频道间隔，或使相邻的频道不在同一小区甚至相邻小区内运用；区甚至相邻小区内运用；加大挪动台与挪动台之间，基站收发机之间的收发频率加大挪动台与挪动台之间，基站收发机之间的收发频率差。如差。如GSMGSM系统是系统是45MHz45MHz。3.2邻道干扰邻道干扰同频复用：在蜂窝系统中为提高频率利用率将一组频率分同频复用：在蜂窝系统中为提高频率利用率将一组频率分配给相隔一定间隔的多个效力小区运用。配给相隔一定间隔的多个效力小区运用。同道干扰也称同频干扰是指一切落在接纳机通带范围同道干扰也称同频干

8、扰是指一切落在接纳机通带范围内的与有用信号频率一样的无用信号的干扰。由于频率一样，内的与有用信号频率一样的无用信号的干扰。由于频率一样，因此无法滤除和抑制它。因此无法滤除和抑制它。复用间隔越近，同频干扰就越大，但频率利用率越高复用间隔越近，同频干扰就越大，但频率利用率越高复用间隔越远，同频干扰就越小，但频率利用率越低复用间隔越远，同频干扰就越小，但频率利用率越低射频射频RFRF防护比：保证接纳信号的质量，必需使接纳防护比：保证接纳信号的质量，必需使接纳端的有用信号电平与干扰电平之比端的有用信号电平与干扰电平之比S/IS/I大于某个数值。大于某个数值。3.3 同道干扰同频干扰同道干扰同频干扰实例

9、：在实例：在CDMACDMA系统中，一切用户运用的是同一个任务频率，系统中，一切用户运用的是同一个任务频率，因此其远近效应更为突出！因此其远近效应更为突出！改善同频道干扰主要采用以下几种措施：改善同频道干扰主要采用以下几种措施：1 1调整基站发动机功率或天线高度，使重叠区落在人烟稀调整基站发动机功率或天线高度，使重叠区落在人烟稀少的地域。实践操作难以把握少的地域。实践操作难以把握 2 2合理规划基站规划、配置任务频率。合理规划基站规划、配置任务频率。3 3在满足一定通讯质量要求前提下降低频率复用次数。在满足一定通讯质量要求前提下降低频率复用次数。4 4采用定向天线，减少同频干扰。采用定向天线，

10、减少同频干扰。3.3 同道干扰同频干扰同道干扰同频干扰1 1、互调干扰的产生缘由、互调干扰的产生缘由互调干扰：当两个或多个不同频率的信号同时输入到非线性互调干扰：当两个或多个不同频率的信号同时输入到非线性电路时，由于非线性的作用，会产生许多谐波和组合频率分电路时，由于非线性的作用，会产生许多谐波和组合频率分量互调产物，当互调产物与所需信号频率相接近且电平量互调产物，当互调产物与所需信号频率相接近且电平足够大时会顺利地经过接纳机而对有用信号构成干扰，即为足够大时会顺利地经过接纳机而对有用信号构成干扰，即为互调干扰。互调干扰。2 2、互调干扰产生的条件：、互调干扰产生的条件：系统中存在非线性器件；

11、系统中存在非线性器件；互调产物落在了有用信号频谱范围之内而进入到接纳机；互调产物落在了有用信号频谱范围之内而进入到接纳机；输人信号的功率足够大，产生了幅度较大的互调干扰成分。输人信号的功率足够大，产生了幅度较大的互调干扰成分。对接纳机互调而言，一切干扰发射机和被干扰接纳机同时对接纳机互调而言，一切干扰发射机和被干扰接纳机同时任务任务无线系统间，系统内频率和功率关系不协调无线系统间，系统内频率和功率关系不协调3.4互调干扰互调干扰3.4互调干扰互调干扰3 3、常见互调产物的类型、常见互调产物的类型三阶互调干扰类型三阶互调干扰类型2 2信号三阶互调：信号三阶互调： 2A-B 2A-B三阶三阶I I

12、型型3 3信号三阶互调：信号三阶互调：A+B-CA+B-C三阶三阶II II型型五阶互调产物五阶互调产物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，故普通只思索三阶互调干扰，故普通只思索三阶互调干扰 3.4互调干扰互调干扰N个等间隔信道间的三阶互调干扰频率关系fx、fi、fj、fk分别为x、i、j、k信道的载频 fi=f0+BCifj=f0+BCj fk=f0+BCkCi是频道序号B1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12f

13、03.4互调干扰互调干扰三阶I型三阶II型3 3、判别互调产物的方法、判别互调产物的方法差值列阵法差值列阵法工程上常用差值列阵法判别信道间能否存在三阶互调干扰。工程上常用差值列阵法判别信道间能否存在三阶互调干扰。根据信道序号来判别三阶互调情况。恣意两个信道序号之差相根据信道序号来判别三阶互调情况。恣意两个信道序号之差相等即等即Dxi=Djk Dxi=Djk ，就构成无三阶互调信道组。，就构成无三阶互调信道组。频率利用率低，频道数量大，适用于信道数不多的情况频率利用率低，频道数量大，适用于信道数不多的情况留意：此时三阶互调依然存在，只未落入本系统任务频道内，留意：此时三阶互调依然存在，只未落入本

14、系统任务频道内，但能够对其他系统产生干扰但能够对其他系统产生干扰 。 3.4互调干扰互调干扰实例实例1 1： 给定给定1 1，3 3，4 4，1111，1717，2222，2626号信道，问能号信道，问能否存在三阶互调干扰？否存在三阶互调干扰？解：根据三阶互调公式，其信道序号差值如下图解：根据三阶互调公式，其信道序号差值如下图图中无一样数值，表示无三阶互调！图中无一样数值，表示无三阶互调！ 3.4互调干扰互调干扰实例实例2 2： 给定给定1 1，2 2，4 4，8 8，1313，2121，3131号信道，问能否号信道，问能否存在三阶互调干扰？存在三阶互调干扰？图中无一样数值，表示无三阶互调图中

15、无一样数值，表示无三阶互调 3.4互调干扰互调干扰解：根据三阶互调公式，其信道序号差值如下图4 4、发射机互调干扰、发射机互调干扰产生缘由：产生缘由：发射机互调干扰的产生主要是由于在基站运用了多部发射机互调干扰的产生主要是由于在基站运用了多部任务于不同频率的发射机，由于这些发射机离得很近，信号任务于不同频率的发射机，由于这些发射机离得很近，信号经过电磁耦合或其他途径窜人另一个发射机中并经过末级功经过电磁耦合或其他途径窜人另一个发射机中并经过末级功放等非线性处置而产生互调。放等非线性处置而产生互调。3.4互调干扰互调干扰互调产物遭到的全部损耗为互调产物遭到的全部损耗为L=Lc+Li+LpL=Lc

16、+Li+Lp耦合损耗耦合损耗LcLc：发射机：发射机1 1的输出功率与进入发射机的输出功率与进入发射机2 2的输出端的的输出端的功率之比，分用天线时垂直分别隔离度较大。普通大于功率之比，分用天线时垂直分别隔离度较大。普通大于30dB30dB互调转换损耗互调转换损耗LiLi：在发射机：在发射机2 2输出端上，来自发射机输出端上，来自发射机1 1的功率的功率与来自发射机与来自发射机2 2的信号产生的互调产物的功率之比，普通为的信号产生的互调产物的功率之比，普通为520dB520dB，典型值为，典型值为15dB15dB，且与频距有关。，且与频距有关。传输损耗传输损耗LpLp：发射机：发射机2 2输出

17、端到被干扰接纳机输入端间互调干输出端到被干扰接纳机输入端间互调干扰信号的传输损耗。扰信号的传输损耗。3.4互调干扰互调干扰处理方法：处理方法：天线共用器：多台发射机共用一付天线，或天线合路经过天线共用器：多台发射机共用一付天线，或天线合路经过3dB3dB耦合器、单向环形器、谐振腔天线共用器耦合器、单向环形器、谐振腔天线共用器尽量增大发射机间的耦合损耗，如分用天线时，加大发射机尽量增大发射机间的耦合损耗，如分用天线时，加大发射机天线间间隔；采用单向隔离器件，并增大频率间隔离度。天线间间隔；采用单向隔离器件，并增大频率间隔离度。 系统系统设计时，尽量选用无三阶互调信道组任务系统系统设计时，尽量选用

18、无三阶互调信道组任务 为减小为减小MSMS发射机互调干扰采用自动功率控制发射机互调干扰采用自动功率控制3.4互调干扰互调干扰适用于少发射机的天线共用器适用于少发射机的天线共用器传输损耗：传输损耗：正向传输损耗正向传输损耗0.8dB 0.8dB 反向传输损耗反向传输损耗20dB20dB3.4互调干扰互调干扰适用于多发射机的天线共用器适用于多发射机的天线共用器3.4互调干扰互调干扰5 5、接纳机互调干扰、接纳机互调干扰产生缘由：产生缘由： 接纳机前端带宽比较宽，多个强干扰进入前端电路，接纳机前端带宽比较宽，多个强干扰进入前端电路，经过高频放大器和混频器等非线性处置，就会产生一些互经过高频放大器和混

19、频器等非线性处置，就会产生一些互调产物，对所接纳的信号产生干扰。接纳机互调干扰在基调产物，对所接纳的信号产生干扰。接纳机互调干扰在基站和挪动台中都能够发生。站和挪动台中都能够发生。产生情况：产生情况：挪动台接纳机互调：基站忙时，多个发射机同时任务。挪动台接纳机互调：基站忙时，多个发射机同时任务。基站接纳机互调：基站附近多个挪动台同时任务。基站接纳机互调：基站附近多个挪动台同时任务。3.4互调干扰互调干扰处理方法：处理方法：减小接纳机前端的非线性程度，即减小互调产物的幅度。减小接纳机前端的非线性程度，即减小互调产物的幅度。提高接纳机前端的选择性，抑制干扰信号的侵入。提高接纳机前端的选择性，抑制干扰信号的侵入。MSMS采用自动功率控制，防止有强干扰信号侵入接纳机构成采用自动功率控制，