第3讲干扰和噪声

1、噪声噪声1邻道干扰和同频干扰邻道干扰和同频干扰2互调干扰互调干扰3远近效应远近效应41.1.概述概述 外部噪声外部噪声： 干扰干扰：其他通信系统、其他基站、移动体：其他通信系统、其他基站、移动体 2.2.移动通信的环境噪声移动通信的环境噪声 自然噪声：大气噪声、银河噪声、太阳噪大气噪声、银河噪声、太阳噪声声 人为噪声：发动机点火系统噪声、电子干发动机点火系统噪声、电子干扰、电气设备干扰、电力线干扰。扰、电气设备干扰、电力线干扰。 大量噪声混一起还可能形成连续噪声或连续大量噪声混一起还可能形成连续噪声或连续性噪声叠加性噪声叠加冲击性噪声冲击性噪声。频谱比较宽，且强度随。频谱比较宽，且强度随频率的

2、升高而降低。频率的升高而降低。 人为噪声曲线人为噪声曲线1. 1. 邻道干扰邻道干扰 邻道干扰邻道干扰: :指相邻的或邻近的信道之间的干指相邻的或邻近的信道之间的干扰。扰。 发射机的发射机的调制边带扩展调制边带扩展干扰干扰 发射机发射机边带噪声边带噪声干扰干扰1）调制连带扩展：）调制连带扩展： 用用单音调频波的定量计算单音调频波的定量计算来近似，单音来近似，单音调频波的表示式为：调频波的表示式为： 应严格应严格限制调制信号的带宽限制调制信号的带宽。在发射机的语。在发射机的语音加工电路中，必须有音加工电路中，必须有瞬时频偏控制瞬时频偏控制(IDC)电路电路和邻道干扰滤波器。和邻道干扰滤波器。2）

3、发射机边带噪声：）发射机边带噪声： 在发射机工作频率的两侧存在着频谱很宽的在发射机工作频率的两侧存在着频谱很宽的噪声，称为噪声，称为边带噪声边带噪声。 减小发射机噪声干扰的措施：减小发射机噪声干扰的措施： 设法减小发射机本身的边带噪声。如减小倍频次数；降低振荡器的噪声，电源去耦，尽量少采用低电平工作的电路及高灵敏度的调制电路等。 采取减小发射机边带噪声干扰的措施。如在发射机输出端插入高Q带通滤波器或增大各工作信道的频距，移动台发射机采用自动功率控制等。2. 2. 同频干扰同频干扰 同频干扰同频干扰: :指指相同频率相同频率电台之间的干扰电台之间的干扰。 差拍差拍干扰干扰 由调制产生的由调制产生

4、的调频调频干扰干扰 同信道复用同信道复用： 同信道复用距离同信道复用距离：受下列因素的影响：受下列因素的影响1 1）调制方式）调制方式2 2）波传播特性）波传播特性3 3）要求可靠通信概率）要求可靠通信概率4 4）无线区半径）无线区半径r r 5）选用的工作方式）选用的工作方式 单频单工方式单频单工方式 同频单工方式的同信道干扰示意图同频单工方式的同信道干扰示意图 两基站之间两基站之间d即是同频复用距离，它等于即是同频复用距离，它等于被干扰接收机至干扰发射机的距离被干扰接收机至干扰发射机的距离dt，也可以，也可以表示为：表示为： d/dsd/rdt/r同信道利用比同信道利用比: d/r双工方式

5、双工方式 双工方式的同信道干扰示意图双工方式的同信道干扰示意图 M为移动台接收机，易于受到B基站发射机的干扰。此时同信道复用距离A、B两基站之间的距离： ddi十dsr十di同信道复用比： d/r1十di/r同信道复用距离计算同信道复用距离计算: 工作方式双工，干扰信号和有信号的传播衰减中值Li，Ls分别为: 传播衰减比： 移动台移动台M的接收输入端信号和干扰功率的接收输入端信号和干扰功率电平分别为：电平分别为： 信噪干扰比信噪干扰比: : S/ /ILi- -Ls40lgdi/ /ds 在工程上，利用统计得到的电波传播曲线，计算同信道复用距离较为准确。 在同频单工情况下同频复用距离比双工情况

6、下大得多。 单工情况下，基站A接收到的干扰源是基站B的高天线(50m)的传播条件，而有用信号则是来自移动台低天线(2m)，传播条件相差很大。 双工情况下，移动台接收机，有用信号来自A基站高天线，干扰信号来自B基站也是高天线，从传播条件来看是一样的。 1. 互调干扰的基本概念互调干扰的基本概念 1）起因）起因 互调干扰互调干扰：具有一定强度的：具有一定强度的互调产物互调产物落入接收落入接收机带内，对接收机造成的干扰机带内，对接收机造成的干扰。 互调产物互调产物：多个信号加至非线性器件上，使多个信号加至非线性器件上，使得信号得信号互相混频互相混频。 原因原因：发射机末级和接收机前端电路的非线发射机

7、末级和接收机前端电路的非线性、金属接触不良等非线因素性、金属接触不良等非线因素( (外部互调外部互调) )。晶体管的非线性可用幂级数表示：晶体管的非线性可用幂级数表示：式中，式中，a0，a1，a2，a3是由晶体管特性的常是由晶体管特性的常数决定的。设作用于晶体管的信号是数决定的。设作用于晶体管的信号是i直流项十基频项十直流项十基频项十2次项十次项十3次项十次项十 3阶互调干扰有两种类型，即二信号阶互调干扰有两种类型，即二信号3阶互阶互调和三信号调和三信号3阶互调。阶互调。 2AB 3阶1型 ABC 3阶2型 3阶互调产物的幅度和晶体管特性的阶互调产物的幅度和晶体管特性的3次项系数次项系数a3成

8、比例成比例 3阶互调产物的幅度和干扰信号的幅度阶互调产物的幅度和干扰信号的幅度有关有关 2）3阶互调信道组的选择阶互调信道组的选择 确定无3阶互调信道序列的方法 设频率： fxf0+(Cx-1)f f0为起始频率，f为信道间隔，Cx为信道顺序号，x由1到n排列。 令D为序列号差值。DijCi-Cj 根据3阶互调产物的表示式： CxCa+Cb-Cc,Cx2Ca-Cb得出 Ca-CbCb-Cc。 DabDbc是产生3阶互调产物的条件。例如： (1) 如果选D21，即信道序号C1，C2。 (2) 如果选D211，D422，即信道序号C1，C2，C4，就不能再出现差值3，因D413，只能选值4。 (3

9、) 如选D844，即信道序导C1，C2，C4，C8。接着只能选值5，即信道序号C1，C2，C4，C8，C13。以上系列不能再选差值3，6，7，9，11，12。（4）如选D21,138，即信道序号C1，C2，C4，C6，C13，C21，再选C31,2110，即信道序号C1，C2，C4，C6，C13，C21 ，C31，以上系列因C2l，C8差值D21 ，813，因此不能再选差值13。（5）如选出D45，3114，即信道序号C1，C2，C4，C8，C13，C21，C31，C45。 以上差值：以上差值：1，2，3，4，58，10，14 相邻二个差值的和：相邻二个差值的和：3，6，9，I 318，24

10、相邻三个差值的和：相邻三个差值的和：7，11，17，23，32 相邻四个差值的和：相邻四个差值的和：12，19，2737 相邻五个差值的和：相邻五个差值的和：202941 相邻六个差值的和：相邻六个差值的和：30，43 相邻七个差值的和相邻七个差值的和: 44差值阵列表和图解法判别是是否存在3阶互调下列哪一信道组属于无三阶互调干扰组？下列哪一信道组属于无三阶互调干扰组？ A、 1，2，4，7 B、 1，4，6，12 C、 1，3，6，11 D、 1，2，7，12 2.2.发射机互调干扰 1）耦合损耗、互调转换损耗和传输损耗）耦合损耗、互调转换损耗和传输损耗 从发射机从发射机1天线发出的功率进入

11、发射机天线发出的功率进入发射机2产生产生的互调产物再经过发射机的互调产物再经过发射机2的天线辐射出去，对的天线辐射出去，对接收造成干扰。接收造成干扰。 Lc为为耦合损耗耦合损耗，Ll为为互调转换损耗互调转换损耗，Lp为为传输损耗传输损耗，计算互调产物的相对电平，只要，计算互调产物的相对电平，只要确定确定Lc和和Ll的大小的大小。 Lc由以下因素决定：由以下因素决定： 天线之间耦合损耗天线之间耦合损耗(也称天线之间的隔离也称天线之间的隔离度度) 天线的架设是水平分离还是垂直分离。天线的架设是水平分离还是垂直分离。 垂直分离，垂直激化天线间耦合损耗垂直分离，垂直激化天线间耦合损耗水平分离，半波偶极

12、天线的耦合损耗水平分离，半波偶极天线的耦合损耗Ll互调转换损耗：互调转换损耗： 对对C C类晶体管为类晶体管为5- -20dB，其典型值为，其典型值为15dB。 两个发射机之间的两个发射机之间的频距频距有关。有关。3阶互调转换损耗阶互调转换损耗 当多台发射机同址时，3阶互调产物的数量增多，既有二信号3阶互调产物，也有三信号3阶互调产物。假如要计算落入某信道内的3阶互调产物电平、则应分别计算出落入该信道的每个互调产物的概率。然后相加即可。但是，三信号3阶互调电平可以忽赂不计。 使用使用天线共用器天线共用器降低发射机互调干扰引发的降低发射机互调干扰引发的耦合损耗耦合损耗。2 2）利用）利用3dB3

13、dB定向耦合器构成天线公用器定向耦合器构成天线公用器 发射机发射机1 1至至2 2的的LcLc: : Lc Lc=25+20+0.8=45.8dB=25+20+0.8=45.8dB3）利用空腔谐振器构成天线公用器）利用空腔谐振器构成天线公用器 发射机发射机1 1至至2 2的的LcLc: : Lc Lc=10+20+20=50dB=10+20+20=50dB Ll Ll=15dB=15dB 空腔谐振器的邻道衰减：空腔谐振器的邻道衰减：10dB10dB 3.3.接收机互调干扰 减小接收互调主要措施： 1）提高接收机的）提高接收机的射频互调抗拒比射频互调抗拒比，一般要，一般要求优于求优于70dB。 2）移动台发射机采用）移动台发射机采用自动功率控制自动功率控制。 3）选用）选用无无3阶互调信道组阶互调信道组。 近端对远端比干扰：近端对远端比干扰：当另一部靠得很近的移动台发射当另一部靠得很近的移动台发射机的信号强度足以压倒基站的有用信号时引起的干扰。机的信号强度足以压倒