噪声干扰与抗衰落技术.pptVIP

第4章 噪声、干扰与抗衰落技术 电子工程学院通信工程系 第一页，共四十二页，2022年，8月28日 4.1 噪声与干扰 4.1.1 噪声的分类 移动信道中的噪声可以被分为内部噪声和外部噪声。外部噪声又可以被分为自然噪声和人为噪声。 1. 内部噪声 内部噪声是系统设备本身产生的噪声，包括电阻类导电体中电子的热运动引起的热噪声，以及半导体中由于载流子的起伏变化引起的散弹噪声。这些噪声一般都是无法避免且波形不能准确预测的，一般将内部噪声作为随机噪声加以处理。 2. 外部噪声 在移动信道中，外部噪声的影响较大。外部噪声也被称为环境噪声，可分为自然噪声和人为噪声。 大气噪声、太阳噪声和银河噪声是自然噪声。 人为噪声是由电气装置中电流或电压发生急剧变化而形成的电磁辐射，这种辐射噪声除了可以直接进入移动信道外，还可以通过电力线传播，并通过电力线和接收机天线的耦合进入接收机。 第二页，共四十二页，2022年，8月28日 在城市中，由于大量车辆和工业电气设备的存在，辐射噪声对移动通信的危害较大。在1000MHz以下时，人为噪声，特别是城市人为噪声的影响较大。 4.1.2 邻道干扰与同频道干扰 在系统组网的过程中，设备之间会产生相互干扰，这些干扰包括邻道干扰、同频道干扰、互调干扰、远近效应。 1、邻道干扰 邻道干扰是指在同一小区或相邻小区中，相邻或相近频率的信道之间的干扰。理论上，调频信号的频谱是很宽的，包含有无穷多对边频分量，当某些边频分量落入相邻频率的信道中时，就形成邻道干扰。 为了减小邻道干扰，应当限制发射信号的带宽和增加相邻信道间的保护间隔。为了限制带宽，在发射机的调制器中采用了瞬时频偏控制电路(IDC)，主要是通过限幅器防止过大的信号进入调制器而产生过大的频偏。 第三页，共四十二页，2022年，8月28日 2、 同频道干扰与射频防护比 在小区制通信系统中，为了提高系统的频率利用率，在一定的间隔距离以外，需要重复使用相同的频率，这种技术被称为频道复用。频道复用技术可以大大提高频率利用率，但时会带来同频道干扰。 信号功率是随距离的增加呈指数倍衰减的，因此，具有相同频道的小区相距越远，同频道干扰越小，但同时会使频率的利用率降低。在满足通信质量的条件下，允许使用相同频道的小区间的最小距离被称为同频道复用的最小安全距离，简称同频道复用距离。为了保证通信质量，接收端的S/I必须大于表3.1所示的射频防护比。 表3.1 干扰概率为10%的射频保护比指标 语音质量等级 P/dB ZP/dB P+ZP/dB 3级 8 14.5 22.8 22.5 30.8 4级 12 14.5 22.8 26.5 34.8 第四页，共四十二页，2022年，8月28日 3、 同频道复用距离 在小区制系统中，保证信干比S/I大于射频防护比的主要办法是保证同频小区之间的距离大于同频道复用距离。由于信号的电平与干扰强度不仅与距离有关，而且与设备、地形地貌等许多因素有关。为了简化分析，我们假设系统内所有设备参数相同，地形地貌不发生变化。 以dB计算的信干比为： 第五页，共四十二页，2022年，8月28日 由上式可知，在理想情况下，信干比S/I仅与D/r有关，D/r被称为同频道复用保护距离系数。由对蜂窝系统的分析可知，同频道复用保护距离与小区的大小无关，而在所有小区形状、面积相同的假设前提下，与区群的大小N有关， 。在蜂窝系统中，减小区群的大小N可以提高频率的复用率，但为了保证通信质量，必须选择合适的N值，保证信干比大于射频保护比。 在静态情况下，若取射频保护比为8dB，可计算出D/r为2.6，要求N大于3。若考虑信号场强的变动，射频防护比取25dB时，D/r为5.2，要求N大于9 。 4.1.3 互调干扰 互调干扰是由传输信道中的非线性电路产生的，在移动系统中，我们重点考虑的是三阶互调干扰。互调干扰分为发射机互调干扰与接收机互调干扰两类。为减小互调干扰，可以依靠设备优良的互调抑制指标，也可以采用有效减小互调干扰的频道分配方法。 第六页，共四十二页，2022年，8月28日 1、 发射机的互调干扰 发射机的互调干扰一般出现在基站，是由于基站使用不同频率的发射机产生的干扰，如图3.7所示。由于发射机的末级功率放大器通常工作在非线性状态，所以，互调干扰主要存在于末级功率放大器中。 2、 接收机的互调干扰 当多个信号进入接收机前端，在器件的非线性作用下，会产生接收机的互调干扰。接收机的抗互调能力是用互调抗拒比表示