第2章 外部噪声和干扰
抑制方法 2. 接收机滤波器阻带衰减
使所需收信信号尽可能小衰减通过,而让 无用的带外干扰信号尽可能大的衰减滤除
滤波器是接收机的重要无源部件之一,其 中对滤除带外干扰使其尽可能衰减的能力称为 阻带衰减
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抑制方法 3. 隔离度
如果有用信号源距离接收机较邻道干扰源更 远,则接收机必须附加隔离度来抵消距离损耗 之差
该隔离度大小为:
LA=40log(d2/d1)
Q=(f2-f1)/∆f
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第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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远近效应/近端对远端比干扰
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第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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2. 2 邻道干扰
邻道干扰是一种来自相邻频道的干扰,即 邻道信号功率落入当前频道接收机通带内 造成的干扰
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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2. 1 外部噪声
噪声是使通信质量受到伤害、且与信号无关的各种形式的寄生干扰的 总称
接收机内部噪声:固有噪声、电阻热噪声等
外部噪声
1. 种类:自然噪声:大气、太阳和银河噪声 人为噪声:电力、工业设备、高频电器和汽车发动机点火噪声
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2. 5 互调干扰
1 定义 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,其中部分落 到接收机通带内构成对有用信号的干扰。
电路的非线性是造成互调干扰的根本原因
(1)发射机互调 ——发射机末端的功率放大器存在非线性特性
(2)接收机互调 ——接收机中高频放大器或混频器的非线性
因为fi + fj ≈2fi 或 2fj 将落在通带外
a3x3: 产生三次组合波:
(1)两个信号的三阶互调,如:2 fi - fj、 2fj -fi、...
(2)三个信号的三阶互调,如: fi + fj- fk 、fi+ fk- fj
(3)三次谐波,如:3fi、3fj、 3fk
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因为2 fi - fj ≈ fi 或fj ,与信号频率相近,所以能进 入接收机通带,产生干扰。
令 2 fi - fj ≈ fx
将干扰fx
fi + fj - fk ≈ fx 也可写成 fi - fk ≈ fx - fj
fi + fj - fk ≈ fx
也将干扰fx
说明:若一个频道组内存在差值相等就存在互调干扰。
同样方法,可以由a5 、a7 ...分别产生五阶、七阶等互调 干扰,但一般a3 >> a5 >> a7 …所以判别有否互调干扰, 主要看是否存在三次组合。
更多的衰减 —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 —使移动台有完善的自动功率控制功能
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第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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¾ 移动通信系统是一个干扰受限系统,噪声和干扰是通 信性能变坏的重要因素。
¾ 噪声:接收机内部噪声(固有噪声、电阻热噪声等) 接收机外部噪声(宇宙和各种人为)
¾ 干扰:邻道干扰 同频干扰 远近效应 互调干扰 码间干扰 多址干扰 多径干扰
¾ 移动通信信道
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第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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在移动通信系统中,为了提高频率利用率,相隔一 定距离要重复使用相同的频道, 这种方法称作同频道再 用。
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2. 4 同频干扰
1. 定义
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。
2. 产生的原因
(1)采用频率复用技术时,不满足最小同频复用距 离。
(2)不同通信系统间信道频率分配不当引起。 (3)系统设备工作在非线性区产生互调所造成的。
3. 克服方法
(1)频率复用时,保证满足最小同频复用距离 (2)频率规划时,对可能受到的同频干扰进行充分
ζ
=
d 2路径损耗 d 1路径损耗
=
d
4 2
d14
= 40 lg d2 d1
◆例:当一个基站同时接收
两个移动台发来的信号,一 个移动台离基站0.1km,另一 个离基站15km,此时近端对 远端的干扰:
ζ = 40 lg 15 = 87dB
0.1
◆如果要求接收机信号干扰
比为15dB,需要接收机提供 的隔离度为:87+15=102dB
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1964年,美国贝尔实验室的彭齐亚斯和威尔逊打算把该 实验室一台曾用于卫星通信实验的微波天线改造成射电望远 镜。他们对改造后的设备进行一系列测试,在测试中意外地 发现,总有一种多余的“噪声”无法消除。
最初他们怀疑这是仪器本身的问题,但进行了大量检查 和实验(包括清除了在天线上做窝的一对鸽子和它们留下的 粪便)后,他们确认仪器本身并没有问题,这一噪声确实是 由于天线接收到的微波辐射引起的。而且这一噪声的大小与 天线所指的方向没有关系,任何方向都有这种微波辐射。
当基站同时接收两个距离不同的移 动台的信号时,如果两个移动台发信机 以相同的频率工作,具有相等的发射功 率,则基站接收远端来的移动台的有用 信号被近端的淹没
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定义
由于接收点位置和两个分开的发信机之间路径损 耗不同而引起的接收功率差称为近端对远端比干扰
近端对远端比干扰的计算:
的分析和计算(Zigbee 、蓝牙、WiFi)
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2013年12月4日工信部正式向三大运营商发布4G牌照 中国移动共获得130MHz,分别为1880 -1900 MHz、2320-2370 MHz、25752635 MHz; 中国联通获得40MHz,分别为2300-2320 MHz、2555-2575 MHz; 中国电信获得40MHz,分别为2370-2390 MHz、2635-2655 MHz。
第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通线信道
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知识点
外部噪声(了解) 干扰(邻道、远近、同频、互调、多径) 移动通信信道、传输特性(了解) 重点及难点:干扰定义、判别及改善的措 施
2. 特点:噪声是一种随机过程,不能用确定性函数来表达 自然噪声主要分布在100MHz以下 人为噪声在30MHz--3GHz的移动通信系统中起主要作用,随
时间和地点(商业区、 居民区、郊区)的不同而出现变化
3.影响结果:使接收机输出载噪比C/N下降,导致实际灵敏度降低
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各种噪声功率与频率的关系
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4.克服互调干扰方法 (1)减小移动台发射机互调措施
—减小耦合系数,改善天馈线匹配 —选用无三阶互调的信道组 —合理调整各发射机的输出电平 (2)减小基站接收机互调措施 —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 —在接收机前端插入滤波器,尽可能使干扰信号受到
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直射波 θθ
反射波
绕射波 散射波
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第二章 外部噪声、干扰和移动通信信道
¾ 2.1 外部噪声 ¾ 2.2 邻道干扰 ¾ 2.3 远近效应 ¾ 2.4 同频干扰 ¾ 2.5 互调干扰 ¾ 2.6 多径干扰与移动通信信道
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互调干扰是由发射机中的非线性电路产生的 例如, 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进入其他 发射机中。在发射机非线性器件的作用下, 会产生许 多谐波和组合频率分量, 其中与接收机所需信号频率 ω0 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, 移动通信发展迅猛, 竞争日趋激烈, 为提高 竞争力, 扩大覆盖范围, 必然要增加发射机数量, 天 线架设越来越密集, 互调干扰不可避免
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电波传播方式
1) 直射波:电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的 电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。
2) 反射波:电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时, 会在 物体表面发生反射, 形成反射波。 反射常发生于地表、 建筑物的墙 壁表面等。
3) 绕射波:电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产生 二次波, 二次波能够散布于空间, 甚至到达阻挡体的背面, 那些到达阻 挡体背面的电波就称为绕射波。 由于地球表面的弯曲性和地表物体 的密集性, 使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。
4) 散射波:电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目多 时, 会在其表面发生散射, 形成散射波。 散射波可能散布于许多方向, 因而电波的能量也被分散于多个方向。