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3-移动通信的噪声和干扰
作业
1、移动通信系统中主要干扰有哪些？
2、互调产物产生的原因是什么？ 3、减小发射机和接收机互调干扰的措施是什么？ 4、已知发射机T1T2输出功率为10W,发射机互调转效损耗为15dB， 已知单向器正向损耗（插入损耗）为1dB，反向隔离度为20dB， 混合电器正向损耗为3dB,隔离度为25dB，试求到达天线上的互调 产物的功率（dBw）。 5、给出一组工作频率：150.050MHz，150.275MHz，150.350MHz， 150.375MHz，150.525MHz，150.950MHz，试判断这组频率是否有 3阶互调分量落入有用频道之内？给出判断的方法。
3.1噪声和干扰的基本概念
噪声的来源及分类：
噪声是指使通信质量受到损害的，且与所传输的信号无关 的各种形式的寄生干扰的总称。
大气 噪声 自然 噪声 外部 噪声 人为 噪声 噪声 热噪 声 内部 噪声 散弹 噪声 电源 噪声 宇宙 噪声 热噪 声
3.1噪声和干扰的基本概念
噪声的来源及分类：
依据特征不同，噪声可分为单频噪声，脉冲噪声和起伏噪声三种。
耦合损耗Lc：发射机1的输出功率与进入发射机2的输出端的功率之 比，分用天线时垂直分离隔离度较大。一般大于30dB
互调转换损耗Li：在发射机2输出端上，来自发射机1的功率与来自 发射机 2 的信号产生的互调产物的功率之比，一般为 5~20dB ，典型值 为15dB，且与频距有关。
传输损耗Lp：发射机2输出端到被干扰接收机输入端间互调干扰信 号的传输损耗。
3.4互调干扰
1、互调干扰的产生原因
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量（互调产物），当
无线 第7章 噪声和干扰
MS2
MS2信号 d2
MS1信号
d1 BTS
MS1
第7.5节、互调干扰
当两个或两个以上不同频率的信号通过同一个非线性电路时，将会 发生互相调制，产生新的频率的信号输出，如果该频率正好落在了接收机 的工作信道带宽内，就会构成对该接收机的互调干扰。 发射机互调：发射机末端的功率放大器可能工作在非线性状态，如果 多个载波通过发射机，载波之间会产生互调，互调信号可能与载波同 时发射出去而形成互调干扰。 接收机互调：处于互调关系的两个或两个以上的无线信号同时被一个 接收机所接收，由于接收机中放大器或混频器的非线性也会发生相互 调制，互调信号与有用信号一起送给解调电路，形成互调干扰。 外部效应互调：在发射机附近，金属件会产生“生锈螺栓效应”，这 是由于金属接头件生锈或腐蚀以及不同金属接触处在强的射频场中产 生检波作用而产生互调信号的辐射。
第7.7节、码间干扰
根据通信的理论，如果一个数字传输系统具有无限带宽，则该系统是
线性的并且在整个频段范围内无失真。但实际上每个数字传输系统的带宽 总是有限的，总会存在程度不同的频率响应失真。虽然在系统设计时，应
当考虑到一个基本脉冲不受频率响应的影响，但对一个有限带宽的实际系
统，总会出现脉冲展宽以及产生码元素重叠的现象，这就是通常所说的码 间干扰（ISI）。在实用系统中必须考虑波形失真和码间干扰问题。
无线通信技术基础
第7章、噪声和干扰
主要内容
一．噪声
二．同频干扰 三．邻频干扰
四．近端对远端干扰
五．互调干扰 六．移动台的自动功率控制
七．码间干扰
八．干扰限制环境
课程重点
一．噪声的种类以及对通信的影响。
二．干扰的种类以及对通信的影响。 三．移动台的自动功率控制。
移动信道的噪声和干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
M(移 动 台 )收
D＝r (有 用 信 号 )
基 地 A站 发
(同 频 干 扰 )
DI
D＝DI＋D
基 地 B站 发
图 3 - 11 同频双工方式同道干扰示意图
第3章 移动信道的噪声和干扰
若被干扰接受机至干扰发射机旳距离为DI， 则同 频复用距离（A、 B两基地站之间旳距离）为
在移动通信系统中， 为了提升频率利用率， 在相 隔一定距离以外， 能够使用相同旳频率， 这称为同信 道复用。
图3 - 10为同频单工方式旳同道干扰示意图。 基地 站A、 B旳小区覆盖半径为r， 两个基地站相隔一定距 离同频工作。
第3章 移动信道的噪声和干扰
假如基地站A接受机输入端旳有用信号与同频干扰比值 等于射频防卫比， 则此时两基地站之间旳距离（即同 频复用距离）D等于被干扰旳接受机至干扰发射机旳距 离DI。 也可表达为
频率应为
ωA、 ωB、 ωC； 2ωA 、 2ωB、 2ωC； 3ωA 、 3ωB、 3ωC；
2 ωA ±ωB、2 ωC ± ωA ； 2 ωB ± ωA 、2 ωC ±ωC； 2 ωA ± ωC 、2 ωC ± ωB ；
第3章 移动信道的噪声和干扰
ωA+ωB+ωC、 ωA + ωB - ωC 、 ωA - ωB + ωC - ωA + ωB + ωC … 当产生旳组合频率与接受信号频率ω0接近时， 就 会形成对有用信号旳干扰， 一般称这种干扰为三阶互 调干扰。 可见， 三阶互调干扰有两种类型， 即二信号 三阶互调和三信号三阶互调：
5
10 调 制 输 入 / dBm
图 3 - 7 IDC电路特征
第3章 移动信道的噪声和干扰
9
1. 互调干扰的基本概念 假定由亍输入回路选择性较差, 同时有三个载频 分别为ωA, ωB, ωC的干扰信号迚入接收机高频放大 级戒混频级, 而我们需要接收的信号载频为ω0.
一般非线性器件的输出电流ic不输入电压u的关系
式为 ic=a0+a1u+a2u2+a3u3+…+anun (3 - 3)
10
20
2,空间分集
空间分集是利用场强随空间的随机变化实现的,空间距离
越大,多径传播的差异就越大,所接收场强的相关性就越小.
空间分集分为空间分集収送和空间分集接收两个系统.其 中空间分集接收是在空间丌同的垂直高度上设置几副天线,
同时接收一个収射天线的信号.
当某一副接收天线的输出信号很低时,其他接收天线的输 出则丌一定在这同一时刻也出现幅度低的现象.
扩频通信特点
1. 抗干扰能力强,特别是抗窄带干扰能力.
2. 可检性抵,丌容易被侦破. 3. 具有多址能力,易亍实现码分多址(CDMA)技术. 4. 可抗多径干扰. 5. 可抗频率选择性衰落. 6. 频谱利用率高,容量大. 7. 具有测距能力.
8. 技术复杂.
39
扩频通信的本质
40
扩频通信原理框图
式中, a0, a1, a2,…,an是由晶体管特性决定的系数, 通常a0 >a1 >a2 >…>an . 当把作用亍晶体管的信号 u=AcosωAt+BcosωBt+CcosωCt代入式(3 - 3)时, 经 展开整理后, 输出回路电流ic的频率成分是十分复杂. 当叏到三次项(即n=3)时, 产生的谐波及组合频率 应为 ωA, ωB, ωC; 2ωA , 2ωB, 2ωC; 2 ωA ±ωB,2 ωC ± ωA ; 2 ωB ± ωA ,2 ωC ±ωC;
第5章-移动信道的噪声和干扰
例5－1 已知市区移动台的工作频率为450 MHz，接收 机的噪声带宽为16kHz，试求人为噪声功率为多少dBW。
解 基准噪声功率
N 0 (dBW ) 10 lg( kT0 BN ) 10 lg(1.38 1023 290 16 103 )
162dBW
第5章 移动信道的噪声和干扰
由图5-1 查得市区人为噪声功率比N0高25dB，所以实 际人为噪声功率N为
+Jn(mf) cos(ω0+nΩ)t-(-1)nJn(mf) cos(ω0-nΩ)t 第n对边频 （5-3）
第5章 移动信道的噪声和干扰
设调频波的第n次边频落入相邻信道， 如图5-8（b）所 示(第（K-1）信道发射机的调制边带第n次边频落入第K信道)。 再考虑到收发信机由于频率不稳定而造成的频率偏差ΔfTR， 在最坏情况下， 落入邻道的最低边频次数为
第5章 移动信道的噪声和干扰
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第五章 噪声和干扰
5.1噪声 5.2邻道干扰与同频道干扰 5.3互调干扰
第5章 移动信道的噪声和干扰
5.1 噪 声
5.1.1 噪声的分类与特性
移动信道中加性噪声（简称噪声）的来源是多方面的，一 般可分为：① 内部噪声；②自然噪声；③ 人为噪声。内部 噪声是系统设备本身产生的各种噪声。例如，在电阻一类的 导体中由电子的热运动所引起的热噪声，真空管中由电子的 起伏性发射或半导体中由载流子的起伏变化所引起的散弹噪 声及电源哼声等。电源哼声及接触不良或自激振荡等引起的 噪声是可以消除的，但热噪声和散弹噪声一般无法避免，而 且它们的准确波形不能预测。这种不能预测的噪声统称为随 机噪声。自然噪声及人为噪声为外部噪声，它们也属于随机 噪声。
解 基准噪声功率
N 0 (dBW ) 10 lg( kT0 BN ) 10 lg(1.38 1023 290 16 103 )
162dBW
第5章 移动信道的噪声和干扰
由图5-1 查得市区人为噪声功率比N0高25dB，所以实 际人为噪声功率N为
+Jn(mf) cos(ω0+nΩ)t-(-1)nJn(mf) cos(ω0-nΩ)t 第n对边频 （5-3）
第5章 移动信道的噪声和干扰
设调频波的第n次边频落入相邻信道， 如图5-8（b）所 示(第（K-1）信道发射机的调制边带第n次边频落入第K信道)。 再考虑到收发信机由于频率不稳定而造成的频率偏差ΔfTR， 在最坏情况下， 落入邻道的最低边频次数为
第5章 移动信道的噪声和干扰
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第五章 噪声和干扰
5.1噪声 5.2邻道干扰与同频道干扰 5.3互调干扰
第5章 移动信道的噪声和干扰
5.1 噪 声
5.1.1 噪声的分类与特性
移动信道中加性噪声（简称噪声）的来源是多方面的，一 般可分为：① 内部噪声；②自然噪声；③ 人为噪声。内部 噪声是系统设备本身产生的各种噪声。例如，在电阻一类的 导体中由电子的热运动所引起的热噪声，真空管中由电子的 起伏性发射或半导体中由载流子的起伏变化所引起的散弹噪 声及电源哼声等。电源哼声及接触不良或自激振荡等引起的 噪声是可以消除的，但热噪声和散弹噪声一般无法避免，而 且它们的准确波形不能预测。这种不能预测的噪声统称为随 机噪声。自然噪声及人为噪声为外部噪声，它们也属于随机 噪声。
无线通信技术基础_03噪声和干扰
第3.1节、噪声
Ta（ºK） Fa（dB）
3×108
60
3×107
50
3×106
40
3×105
30
大气噪声 夏天 冬天
郊区人为噪声
市区人为噪声
3×104
20
银河噪声
3×103
10
典型的接收机热噪声
To=290 3×10
0
太阳噪声
（安静期）
-10
50
100
f（MHz）
1000
10000
第3.1节、噪声
一．噪声。 二．同频干扰。 三．邻频干扰。 四．互调干扰。 五．移动台的自动功率控制。 六．干扰和系统性能。
本章重点
第3.1节、噪声
在分析噪声和干扰之前，首先要建立一个重要的概念，一个无线信号可 以被接收机正常接收，取决于以下两个主要因素：信号的功率达到一定的电 平；载噪比（C/N）或载干比（C/I）满足要求。噪声和干扰的程度直接决定 了信号是否可以被正常接收以及接收的质量。
主观评价 （优）5 几乎无噪声 （良）4 轻微噪声
静态
（中）3 中等噪声
衰落
（差）2 烦人噪声
（劣）1 话音不可懂
S/N（dB）
20
30
40
50
第3.2节、同频干扰
在无线通信系统中，无线信道是一个开路环境，除了噪声的影响之外， 不同系统或相同系统的不同发射机发射的无线信号也可能会互相干扰。 而且干扰的影响往往比噪声的影响更大，噪声可能会造成通信质量的下 降，而干扰则可能会直接造成通信中断。
Fa（ dB），相对于kT0BN 100
城市商业区
80
城市居民区
60
郊区
4-3 信道中的噪声与干扰
7
信道中的噪声和干扰 （二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
二、信道中的干扰
② 敌方施放的恶意干扰 包括： z 定频式干扰 z 瞄准式干扰 z 阻塞式干扰 z 扫频式干扰
8
信道中的噪声和干扰
通常将加性噪声Ν (ｔ)分为自然噪声和人为干扰两类 信道噪声和干扰降低了接收信号的信干比，从而影响了 接收机的正常工作，导致模拟通信产生失真、数字通信产生 误码
3
信道中的噪声和干扰
一、信道中的噪声
① 自然噪声包括自然界辐射的噪声和接收机内部的热噪 声
② 热噪声是任何温度高于绝对零度的电子设备所固有 的。热噪声来自电阻性元器件中电子的热运动。
自然噪声的影响
大气噪声
太阳噪声
银河噪声
影响频段
主要对超短波低端的 是一个宽带噪声，辐射强 频率较高，是超短波波段
无线电通信系统产生 干 扰 ， 30 ～ 100MHz
度随频率升高而增大，宽 带通信系统比窄带Байду номын сангаас信系
干扰的重要来源，据测 量，在18~160 MHz波段
内的干扰电平和频率的立
频段，干扰强度有限 统受太阳噪声影响严重
方成正比
6
_《__通__信__原__理__》____国__防__科__技__大__学__电__子__科__学__与__工__程__学__院_____马__东__堂___
信道中的噪声和干扰 （二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
二、信道中的干扰
① 己方和民用设备造成的干扰 包括： z 同频干扰；邻频干扰 z 互调干扰；杂散辐射干扰 z 谐波辐射干扰
4
_《__通__信__原__理__》____国__防__科__技__大__学__电__子__科__学__与__工__程__学__院_____马__东__堂___
信道中的噪声和干扰 （二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
二、信道中的干扰
② 敌方施放的恶意干扰 包括： z 定频式干扰 z 瞄准式干扰 z 阻塞式干扰 z 扫频式干扰
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信道中的噪声和干扰
通常将加性噪声Ν (ｔ)分为自然噪声和人为干扰两类 信道噪声和干扰降低了接收信号的信干比，从而影响了 接收机的正常工作，导致模拟通信产生失真、数字通信产生 误码
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信道中的噪声和干扰
一、信道中的噪声
① 自然噪声包括自然界辐射的噪声和接收机内部的热噪 声
② 热噪声是任何温度高于绝对零度的电子设备所固有 的。热噪声来自电阻性元器件中电子的热运动。
自然噪声的影响
大气噪声
太阳噪声
银河噪声
影响频段
主要对超短波低端的 是一个宽带噪声，辐射强 频率较高，是超短波波段
无线电通信系统产生 干 扰 ， 30 ～ 100MHz
度随频率升高而增大，宽 带通信系统比窄带Байду номын сангаас信系
干扰的重要来源，据测 量，在18~160 MHz波段
内的干扰电平和频率的立
频段，干扰强度有限 统受太阳噪声影响严重
方成正比
6
_《__通__信__原__理__》____国__防__科__技__大__学__电__子__科__学__与__工__程__学__院_____马__东__堂___
信道中的噪声和干扰 （二）复杂电磁环境下战场通信面临的主要问题
二、信道中的干扰
① 己方和民用设备造成的干扰 包括： z 同频干扰；邻频干扰 z 互调干扰；杂散辐射干扰 z 谐波辐射干扰
4
_《__通__信__原__理__》____国__防__科__技__大__学__电__子__科__学__与__工__程__学__院_____马__东__堂___
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰移动通信中的噪声和干扰1.引言在移动通信系统中，噪声和干扰是影响通信质量的重要因素。
本文将详细介绍移动通信中的噪声和干扰的概念、类型以及对通信系统的影响。
2.噪声的概念和类型2.1 噪声的定义噪声是指在通信过程中产生的非期望的信号，它可以是各种形式的电磁波、电压或电流，会干扰到正常的通信信号。
2.2 噪声的类型●热噪声：________由于器件温度引起的随机电子运动所产生的噪声。
通信系统中常见的热噪声有热噪声、热噪声等。
●内部噪声：________由于器件本身的非线性特性引起的噪声，如放大器的非线性失真引起的失真噪声。
●外部噪声：________来自外部环境的噪声，如电源线干扰、雷电噪声等。
3.干扰的概念和类型3.1 干扰的定义干扰是指在通信系统中，除了传输目标信号外，还伴随着其他非期望信号。
这些非期望信号的存在会干扰到接收端正常的信号解调过程，降低通信系统的性能。
3.2 干扰的类型●频率干扰：________当接收到与目标信号频率相近的其他信号时，会由于频率共振和互调干扰的作用，导致接收端混淆和失真。
●多径干扰：________在移动通信中，由于信号在传播过程中经历多个路径反射和折射，到达接收端时会叠加形成多径信号，造成接收端的干扰。
●同频干扰：________当同一个频率上有多个信号源时，可能会造成接收端的同频干扰，导致通信质量下降。
4.噪声和干扰对通信系统的影响4.1 信号质量下降由于噪声和干扰的存在，接收到的信号与发送的信号相比，可能会引起信号质量的降低。
如信噪比下降、误码率增加等。
4.2 通信范围受限噪声和干扰会减弱信号的功率，从而影响信号的传输范围。
特别是在无线通信中，干扰信号可以覆盖到很远的距离。
4.3 通信速率降低当噪声和干扰存在时，接收端需要更多的时间和精确度去解调传输信号，从而降低了通信系统的速率。
5.本文档涉及附件本文档附带的附件包括相关的统计数据、图表和实验结果，读者可根据需要参考。
移动通信第4章噪声与干扰.ppt
交通流量越大， 噪声电平越高。由于人为噪声源的数量和集
中程度随地点和时间而异，因此人为噪声就地点和时间而言， 都是随机变化的。统计测试表明，噪声强度随地点的分布近
似服从对数正态分布。
图 4 – 3 汽车噪声与频率的关系
F a(相对于 k T0 B N ) 100 城市商业区 80 城市居民区 60 40 银河噪声 20 农村 0 105 106 107 108 109 fFa的标准偏差
4.1.3 环境噪声和多径传播对话音质量的综合影响
主观评论 ( 优) 5 ( 良) 4 ( 中) 3 ( 差) 2 ( 劣) 1 20 ( 几乎无噪声) 静态 ( 轻微噪声) ( 中等噪声) ( 噪声烦人) ( 话音不可懂) 30 40 50 S / N /dB 衰落
4.1.4 发射机产生的噪声及寄生辐射
1. 通常，发射机即使未加入调制信号，也存在以载频
为中心、分布频率范围相当宽的噪声，这种噪声就称为
发射机边带噪声，简称发射机噪声。典型移动电台发射 机的噪声频谱如图 4 - 8 所示。由图可见，发射机的噪声
频带约为 2~3MHz ，它比频道间隔 ( 如 25kHz) 大得多，它
S ( t ) cos( t sin t ) （4-2） 0
式中： β——
Ω—— ω0——载波角频率。
将式(4 - 2)展开并经运算可得
S (t)
n
J n ( ) cos[( 0 n ) t ]
J 0 ( ) cos 0 t J 1 ( ) cos( 0 ) t J 1 ( ) cos( 0 ) t J 2 ( ) cos( 0 2 ) t J 2 ( ) cos( 0 2 ) t J 3 ( ) cos( 0 3 ) t J 3 ( ) cos( 0 3 ) t J n ( ) cos( 0 n ) t ( 1 ) n J n ( ) cos( 0 n ) t (第n对边频)
移动通信中的噪声和干扰
塔放降低了基站接收系统的噪声系数，即提高 了基站灵敏度，增加了基站上行传播损耗容量
提高上行接收电平，改善弱信号覆盖 降低手机输出功率，减少上行信号的干扰 节省费用，增加收益
◦ 塔放按使用环境的不同分 上行塔顶放大器 基站放大器 塔顶双向放大器
◦ 对于不同的应用方式在实际中可以按基站的具 体条件和覆盖要求来选定
◦ 单向环行器
一般与3dB定向耦合器组合，以增大发射机间耦合损耗 传输损耗：
0.8dB：正向传输损耗 20dB：反向传输损耗
◦ 减小发射机互调干扰的措施 尽量增大发射机间的耦合损耗 加大天线间距----分用天线时 采用单向隔离器件 3dB定向耦合器 单向环行器 空腔谐振器+星形网络 减少MS发射机互调，可采用APC 降低干扰电平
◦ 三阶互调干扰的类型
二信号三阶互调：2A-B（三阶Ⅰ型） 表示为：2ωA-ωB
三信号三阶互调：A+B-C（三阶Ⅱ型） 表示为：ωA+ωB-ωC
多信道共用系统中的三阶互调 ◦ 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 若有两个信道频率满足第一式或三个信道频率
依次排列信道序号 按规律依次计算相邻信道序号差值djk 计算每隔一个信道的序号差值 计算每隔二个信道的序号差值；… 察看是否存在相同数值
若有表示满足条件dxi=djk，存在三阶互调 若没有，则不存在三阶互调。
无三阶互调信道组的选择
◦ 差值列阵法 ◦ 分区分组信道分配法 ◦ 等频距信道分配法
则：输出回路电流i=直流项+基频项+2次项+3次 项+…
◦ 输出回路电流i的3次项有：
提高上行接收电平，改善弱信号覆盖 降低手机输出功率，减少上行信号的干扰 节省费用，增加收益
◦ 塔放按使用环境的不同分 上行塔顶放大器 基站放大器 塔顶双向放大器
◦ 对于不同的应用方式在实际中可以按基站的具 体条件和覆盖要求来选定
◦ 单向环行器
一般与3dB定向耦合器组合，以增大发射机间耦合损耗 传输损耗：
0.8dB：正向传输损耗 20dB：反向传输损耗
◦ 减小发射机互调干扰的措施 尽量增大发射机间的耦合损耗 加大天线间距----分用天线时 采用单向隔离器件 3dB定向耦合器 单向环行器 空腔谐振器+星形网络 减少MS发射机互调，可采用APC 降低干扰电平
◦ 三阶互调干扰的类型
二信号三阶互调：2A-B（三阶Ⅰ型） 表示为：2ωA-ωB
三信号三阶互调：A+B-C（三阶Ⅱ型） 表示为：ωA+ωB-ωC
多信道共用系统中的三阶互调 ◦ 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 若有两个信道频率满足第一式或三个信道频率
依次排列信道序号 按规律依次计算相邻信道序号差值djk 计算每隔一个信道的序号差值 计算每隔二个信道的序号差值；… 察看是否存在相同数值
若有表示满足条件dxi=djk，存在三阶互调 若没有，则不存在三阶互调。
无三阶互调信道组的选择
◦ 差值列阵法 ◦ 分区分组信道分配法 ◦ 等频距信道分配法
则：输出回路电流i=直流项+基频项+2次项+3次 项+…
◦ 输出回路电流i的3次项有：
移动通信中的噪声和干扰
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移动通信中的噪声和干扰
◦ 人为噪声 各种电气设备中电流或电压剧变形成的 电磁波辐射 可能直接辐射，也可能通过电力线传播 冲击性噪声 数量和集中程度随地点、时间变化 噪声强度与接收天线的高度及天线离道 路的距离有关 BS和MS所受影响不同
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移动通信中的噪声和干扰
平均噪声功率的计算
移动通信中的噪声和干扰
差值列阵法判断三阶互调
◦ 工程上常用差值列阵法判断信道间是否存在三阶互调干扰 ，选择无三阶互调信道组
◦ 根据信道序号表示三阶互调公式，多信道系统中，任意两 个信道序号之差等于任意另两个信道序号之差，即dxi=djk ，就构成三阶互调
◦ D为信道序号之差 ◦ 适用于信道数不多的情况
9.1.1噪声的类型
内部噪声
◦ 接收机固有的 主要来源：电阻的热噪声、电子器件的散弹噪声
热噪声：粒子热运动产生
散弹噪声：单位时间内通过PN结的载流子数不同
外部噪声
◦ 自然噪声
指天电噪声、宇宙噪声、太阳噪声等，自然噪声 远低于接收机固有噪声 -----可忽略 ◦ 人为噪声（主要噪声） 最主要的人为噪声类型为汽车点火噪声
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移动通信中的噪声和干扰
3.发射机互调干扰
概念：由发射机末级的非线性产生的互调
◦ 发射机输出级非线性 ◦ 其他发射机的信号耦合进入形成多信号
类型：二信号三阶互调 三信号三阶互调
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移动通信中的噪声和干扰
二信号三阶互调 Li：互调转换损耗 Lc：耦合损耗 Lp：传输损耗 若发射机输出均为P(dBW)
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移动通信中的噪声和干扰
◦ 等频距信道分配法（按等频距配置信道）
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰在我们日常使用手机进行通话、上网、发送信息的时候，可能很少会想到在这看似顺畅的通信过程背后，存在着诸多影响通信质量的因素，其中噪声和干扰就是两个关键的“捣蛋鬼”。
先来说说噪声。
噪声就像是通信信号传输道路上的“小石子”，让原本清晰的信号变得模糊不清。
它无处不在，而且来源多种多样。
热噪声就是其中之一，这就好比是在一个热闹的集市里，人们的嘈杂声总是存在，无法避免。
热噪声是由电子的热运动产生的，无论通信设备是否在工作，它都存在。
在移动通信中，这种噪声会影响信号的接收和解读，使得通信质量下降。
另一种常见的噪声是散粒噪声。
想象一下，电子就像一个个调皮的小精灵，它们的随机运动导致了电流的微小波动，这就是散粒噪声。
在半导体器件中，比如手机的芯片里，这种噪声就比较常见。
它虽然微小，但在一些对信号精度要求极高的情况下，也可能会产生明显的影响。
还有一种噪声是宇宙噪声。
来自宇宙深处的各种射线和电磁波，就像是远方传来的“神秘干扰”，也会对我们的移动通信信号造成影响。
虽然这种影响通常比较微弱，但在特定的条件下，比如在偏远地区或者高灵敏度的通信设备中，也不能忽视。
说完了噪声，再来说说干扰。
干扰可比噪声更有“攻击性”，它往往是有特定来源并且有较强影响力的。
同频干扰就是一个常见的例子。
在移动通信中，有限的频谱资源被众多的用户共享。
如果两个或多个基站使用了相同的频率，它们的信号就可能会相互干扰，导致通信混乱。
这就好比在一个房间里，几个人同时大声说着相同的话，谁也听不清楚。
邻频干扰也不容忽视。
当相邻的频率过于接近时，信号之间会产生重叠和干扰。
就像是相邻的两个乐队演奏，声音稍微大一点就会互相“串台”，影响听众的体验。
在移动通信中，这种干扰会导致信号失真、误码率增加等问题。
互调干扰则是一种更为复杂的情况。
当多个不同频率的信号同时进入非线性器件时，会产生新的频率成分，这些新的频率成分如果落在了通信频段内，就会形成干扰。
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第3章 移动信道的噪声和干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1 人为噪声和移动通信中的主要干扰 3.2 邻道干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1 人为噪声和移动通信中的主要干扰
3.1.1 人为噪声 外部噪声分为自然噪声和人为噪声两类。 自然噪
声主要是指大气噪声、 宇宙噪声和太阳噪声。 人为噪 声主要指电气设备的噪声， 如电力线噪声、 工业电气 噪声、 汽车或其它发动机的点火噪声等。
第3章 移动信道的噪声和干扰
设调频波的第n次边频落入相邻信道， 如图3 - 3 （b）所示(第（K-1）信道发射机的调制边带第n次边 频落入第K信道)。 再考虑到收发信机由于频率不稳定 而造成的频率偏差ΔfTR， 在最坏情况下， 落入邻道的 最低边频次数为
nBr 0.5Bi fTR
Fm
(3 - 1)
第3章 移动信道的噪声和干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
fB
f
(a)
Br
F
Jn Jn＋1
fB
fA
f
Bi
Bi
(b)
图 3 - 3 调制边带扩展干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
（1）瞬时频偏控制（IDC）。瞬时频偏控制是指对 调频波的最大频偏进行瞬时的自动控制过程。 在采用 直接调频产生调频波时， 只要在调频电路前端加一限 幅电路， 就能把调制语音幅度限定在一定范围之内， 因而可以有效的把产生的瞬时频偏限制在要求的范围 之内， 从而使调制边带扩展干扰降到-140dBW以下， 以保证通信时基本上不受干扰的影响。具有瞬时频偏 控制功能的方框图如图3 - 4所示。
第3章 移动信道的噪声和干扰
干扰信号
有用信号
干扰信号
图 3 - 2 移动通信中的干扰示意图
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.2 邻道干扰
3.2.1 邻道干扰 邻道干扰是指相邻的或邻近频道之间的干扰。 模
拟移动通信系统广泛使用的VHF、 UHF电台， 频道间 隔是25 kHz。 由于调频信号的频谱很宽， 理论上有无 穷边频分量， 因此， 当其中某些边频分量落入邻道接 收机的通带内时， 就会造成邻道干扰。
5
10 调 制 输 入 / dBm
图 3 - 7 IDC电路特性
第3章 移动信道的噪声和干扰
（2） 邻道干扰滤波器（低通滤波器）。 经积分放 大输出的信号， 尤其是高频端， 将产生波形失真， 即 出现很多高次谐波成分。 如果不滤除的话， 就会使边 带频谱变宽， 从而使邻道干扰更加严重。 所以， 通常 在IDC电路之后插入一个低通滤波器， 把带外高音频 成分抑制掉。 这个滤波器就称为邻道干扰抑制滤波器。 它是锐截止低通滤波器， 其滤波特性如图3 - 8所示。
第3章 移动信道的噪声和干扰
1. 调制边带扩展干扰 调制边带扩展干扰是指语音信号经调频后， 它的 某些边带频率落入相邻信道形成的干扰。 以调频方式 传输语音信号时， 要计算信号调制边带扩展干扰是比 较复杂的。 为简化计算， 常采用单音频调频波进行分 析。 单音频调频波的表达式为
s(t)=cos(ω0t+mfsinΩt) 式中， ω0为载波角频率； mf为调制指数； Ω为调制信 号角频率。
第3章 移动信道的噪声和干扰
60 50 40 30 20 10 0 － 10
10
Ta
等 效 噪 声 系 数 10 lg
T0
/ kdTB0(B超i的过dB数 )
环 境 噪 声T温a / 度K
大 气噪 声
郊城区市人人为为噪噪声声
银河噪声
典型 接收 机内部 噪声 太 阳噪 声
20 40 60 100 200 400
第3章 移动信道的噪声和干扰
经展开运算后， 上式可写成
s(t) Jn(m f)cos0 [n ()t]
n
=J0(mf)cosω0t 载频 +J1(mf) cos(ω0+Ω)t-J1(mf) cos(ω0-Ω)t 第一对边频 +J2(mf) cos(ω0+2Ω)t-J2(mf) cos(ω0-2Ω)t第二对边频 +J3(mf) cos(ω0+3Ω)t-J3(mf) cos(ω0-3Ω)t第三对边频 +… +Jn(mf) cos(ω0+nΩ)t-(-1)nJn(mf) cos(ω0-nΩ)t 第n对边频
3×107 3×106 3×105 3×104 3×103 3×102 3×10 600 1000 2000
f / MHz
图 3 - 1 外部噪声的功率与频率的关系
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1.2 移动通信中的主要干扰 在移动通信系统中， 基地站或移动台接收机必须
能在其它通信系统产生的众多较强干扰信号中， 检出 较弱的有用信号。 图3 - 2所示是这种情况下的一个典 型例子。
第3章 移动信道的噪声和干扰
2 kHz
1 kHz
500 Hz 输入
预加重 放大输出
限幅输出
图 3 - 6 IDC电路的波形
低 通 滤 波器 输 出
2
3 kHz
第3章 移动信道的噪声和干扰
频 偏 /
调 制频 率
50 0 Hz
30 0
0.5
－ 15 － 10 － 5 0
第3章 移动信道的噪声和干扰
预 加 重 放 大 话 音
限 幅
邻 道 干 扰 滤 波 器 调 制 器
图 3 - 4 IDC电路
第3章 移动信道的噪声和干扰
U
0 (a)
U
Us(信号) Un(热噪声)
f
0
Us(信号)
Un(热噪声)
f (b)
图 3 - 5 预加重原理图
第3章 移动信道的噪声和干扰
经预加重后， 频率较高部分由于幅度较大， 在经 调制后产生的频偏就有可能因为过大而造成邻道干扰， 为此， 引入了限幅器。 限幅器使输出幅度被限制在一 定范围之内， 从而避免了频偏过大造成的邻道干扰， 如图3 - 6所示。 图3 - 7给出了瞬时频偏控制电路的特 性。 由图3 - 7中可以看出， 频偏最大保持在5kHz。
第3章 移动信道的噪声和干扰
人为噪声是由汽车点火系统、 电机电器、 电晕放 电等电磁辐射造成的。
人为噪声多属于脉冲性噪声。 大量的噪声混在一 起， 还可能形成连续性噪声， 或连续性噪声中叠加有 脉冲性噪声。 频谱分析表明， 这种噪声的频谱较宽， 而且噪声强度随频率的升高而下降。 各种外部噪声的 功率与频率的关系如图3 - 1所示。
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1 人为噪声和移动通信中的主要干扰 3.2 邻道干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1 人为噪声和移动通信中的主要干扰
3.1.1 人为噪声 外部噪声分为自然噪声和人为噪声两类。 自然噪
声主要是指大气噪声、 宇宙噪声和太阳噪声。 人为噪 声主要指电气设备的噪声， 如电力线噪声、 工业电气 噪声、 汽车或其它发动机的点火噪声等。
第3章 移动信道的噪声和干扰
设调频波的第n次边频落入相邻信道， 如图3 - 3 （b）所示(第（K-1）信道发射机的调制边带第n次边 频落入第K信道)。 再考虑到收发信机由于频率不稳定 而造成的频率偏差ΔfTR， 在最坏情况下， 落入邻道的 最低边频次数为
nBr 0.5Bi fTR
Fm
(3 - 1)
第3章 移动信道的噪声和干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
fB
f
(a)
Br
F
Jn Jn＋1
fB
fA
f
Bi
Bi
(b)
图 3 - 3 调制边带扩展干扰
第3章 移动信道的噪声和干扰
（1）瞬时频偏控制（IDC）。瞬时频偏控制是指对 调频波的最大频偏进行瞬时的自动控制过程。 在采用 直接调频产生调频波时， 只要在调频电路前端加一限 幅电路， 就能把调制语音幅度限定在一定范围之内， 因而可以有效的把产生的瞬时频偏限制在要求的范围 之内， 从而使调制边带扩展干扰降到-140dBW以下， 以保证通信时基本上不受干扰的影响。具有瞬时频偏 控制功能的方框图如图3 - 4所示。
第3章 移动信道的噪声和干扰
干扰信号
有用信号
干扰信号
图 3 - 2 移动通信中的干扰示意图
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.2 邻道干扰
3.2.1 邻道干扰 邻道干扰是指相邻的或邻近频道之间的干扰。 模
拟移动通信系统广泛使用的VHF、 UHF电台， 频道间 隔是25 kHz。 由于调频信号的频谱很宽， 理论上有无 穷边频分量， 因此， 当其中某些边频分量落入邻道接 收机的通带内时， 就会造成邻道干扰。
5
10 调 制 输 入 / dBm
图 3 - 7 IDC电路特性
第3章 移动信道的噪声和干扰
（2） 邻道干扰滤波器（低通滤波器）。 经积分放 大输出的信号， 尤其是高频端， 将产生波形失真， 即 出现很多高次谐波成分。 如果不滤除的话， 就会使边 带频谱变宽， 从而使邻道干扰更加严重。 所以， 通常 在IDC电路之后插入一个低通滤波器， 把带外高音频 成分抑制掉。 这个滤波器就称为邻道干扰抑制滤波器。 它是锐截止低通滤波器， 其滤波特性如图3 - 8所示。
第3章 移动信道的噪声和干扰
1. 调制边带扩展干扰 调制边带扩展干扰是指语音信号经调频后， 它的 某些边带频率落入相邻信道形成的干扰。 以调频方式 传输语音信号时， 要计算信号调制边带扩展干扰是比 较复杂的。 为简化计算， 常采用单音频调频波进行分 析。 单音频调频波的表达式为
s(t)=cos(ω0t+mfsinΩt) 式中， ω0为载波角频率； mf为调制指数； Ω为调制信 号角频率。
第3章 移动信道的噪声和干扰
60 50 40 30 20 10 0 － 10
10
Ta
等 效 噪 声 系 数 10 lg
T0
/ kdTB0(B超i的过dB数 )
环 境 噪 声T温a / 度K
大 气噪 声
郊城区市人人为为噪噪声声
银河噪声
典型 接收 机内部 噪声 太 阳噪 声
20 40 60 100 200 400
第3章 移动信道的噪声和干扰
经展开运算后， 上式可写成
s(t) Jn(m f)cos0 [n ()t]
n
=J0(mf)cosω0t 载频 +J1(mf) cos(ω0+Ω)t-J1(mf) cos(ω0-Ω)t 第一对边频 +J2(mf) cos(ω0+2Ω)t-J2(mf) cos(ω0-2Ω)t第二对边频 +J3(mf) cos(ω0+3Ω)t-J3(mf) cos(ω0-3Ω)t第三对边频 +… +Jn(mf) cos(ω0+nΩ)t-(-1)nJn(mf) cos(ω0-nΩ)t 第n对边频
3×107 3×106 3×105 3×104 3×103 3×102 3×10 600 1000 2000
f / MHz
图 3 - 1 外部噪声的功率与频率的关系
第3章 移动信道的噪声和干扰
3.1.2 移动通信中的主要干扰 在移动通信系统中， 基地站或移动台接收机必须
能在其它通信系统产生的众多较强干扰信号中， 检出 较弱的有用信号。 图3 - 2所示是这种情况下的一个典 型例子。
第3章 移动信道的噪声和干扰
2 kHz
1 kHz
500 Hz 输入
预加重 放大输出
限幅输出
图 3 - 6 IDC电路的波形
低 通 滤 波器 输 出
2
3 kHz
第3章 移动信道的噪声和干扰
频 偏 /
调 制频 率
50 0 Hz
30 0
0.5
－ 15 － 10 － 5 0
第3章 移动信道的噪声和干扰
预 加 重 放 大 话 音
限 幅
邻 道 干 扰 滤 波 器 调 制 器
图 3 - 4 IDC电路
第3章 移动信道的噪声和干扰
U
0 (a)
U
Us(信号) Un(热噪声)
f
0
Us(信号)
Un(热噪声)
f (b)
图 3 - 5 预加重原理图
第3章 移动信道的噪声和干扰
经预加重后， 频率较高部分由于幅度较大， 在经 调制后产生的频偏就有可能因为过大而造成邻道干扰， 为此， 引入了限幅器。 限幅器使输出幅度被限制在一 定范围之内， 从而避免了频偏过大造成的邻道干扰， 如图3 - 6所示。 图3 - 7给出了瞬时频偏控制电路的特 性。 由图3 - 7中可以看出， 频偏最大保持在5kHz。
第3章 移动信道的噪声和干扰
人为噪声是由汽车点火系统、 电机电器、 电晕放 电等电磁辐射造成的。
人为噪声多属于脉冲性噪声。 大量的噪声混在一 起， 还可能形成连续性噪声， 或连续性噪声中叠加有 脉冲性噪声。 频谱分析表明， 这种噪声的频谱较宽， 而且噪声强度随频率的升高而下降。 各种外部噪声的 功率与频率的关系如图3 - 1所示。