通信类噪声的区别
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
移动通信中的噪声和干扰
互调干扰产生的原因
– 多个信号相互调制,产生组合频率 组合频率mωi±nωj:用幂级数表示为多次项, 系数随阶次增高而减小 幅度最大、影响最严重的是有用信号附近的 低阶互调产物
– 三次项:三阶互调 – 五次项:五阶互调
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原因
– 发射机互调
发射机末端,由于功放的非线性,把天线侵入的其它 干扰信号与发射的有用信号产生互调而形成干扰
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5.2.4 互调干扰
互调干扰的概念
– 互调干扰是由于多个信号加至非线性器件上, 产生与有用信号频率相近的组合频率(互调 产物) ,对系统造成干扰
非线性器件输入信号多于两个时,会增生新的组 合频率,即互调产物
互调产物落入某接收机带内,且具有一定强度, 就会造成对该接收机的干扰
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产生互调干扰的条件 1. 系统中存在非线性器件 2. 互调产物落在了有用信号的频谱范围之 内 3. 输入信号的功率足够大,产生了幅度较 大的互调干扰成分。 三个条件同时满足才会产生干扰影响 逐一改善可解决互调干扰问题
有关。BS和MS所受影响不同 是移动通信中的主要噪声来源。
5
平均噪声功率的计算
❖ 基准噪声功率No= KT0Bi
• 玻尔兹曼常数K=1.38×10-23 J/K; • 参考绝对温度T0 =290K°
Bi为接收机带宽 KT0=-204dBW/Hz
❖ 平均噪声功率
– 噪声功率与频率 的关系
6
❖噪声功率 N(dB)=No+ △N
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本章小结
移动通信系统中存在噪声和干扰的影响,主要噪 声来源为人为噪声,尤其是汽车点火噪声,主要 干扰为互调干扰、邻道干扰和同频干扰。
通信系统接收机的输入级采用低噪声放大器可大 大降低噪声的影响,因此,移动通信系统在基站 以增加塔放实现对上行信号的质量改善。
通信原理 ----噪声
通信原理-----噪声噪声,从广义上讲是指通信系统中有用信号以外的有害干扰信号,习惯上把周期性的、规律的有害信号称为干扰,而把其他有害的信号称为噪声。
噪声可以笼统的称为随机的,不稳定的能量。
它分为加性噪声和乘性噪声,乘性噪声随着信号的存在而存在,当信号消失后,乘性噪声也随之消失。
在这里我们主要讨论加性噪声。
一、信道中加性噪声的来源,一般可以分为三方面:1 人为噪声人为噪声来源于无关的其它信号源,例如:外台信号、开关接触噪声、工业的点火辐射等,这些干扰一般可以消除,例如加强屏蔽、滤波和接地措施等2 自然噪声自然噪声是指自然界存在的各种电磁波源,例如:闪电、雷击、太阳黑子、大气中的电暴和各种宇宙噪声等,这些噪声所占的频谱范围很宽,并不像无线电干扰那样频率是固定的,所以这种噪声难以消除。
3 内部噪声内部噪声是系统设备本身产生的各种噪声,例如:电阻中自由电子的热运动和半导体中载流子的起伏变化等。
内部噪声是由无数个自由电子做不规则运动形成的,它的波形变化不规则,通常又称起伏噪声。
在数学上可以用随即过程来描述这种噪声,因此又称随机噪声。
随机噪声的分类常见的随机噪声可分为三类:(1)单频噪声单频噪声是一种连续波的干扰(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能预知的。
这种噪声的主要特点是占有极窄的频带,但在频率轴上的位置可以实测。
因此,单频噪声并不是在所有通信系统中都存在。
(2)脉冲噪声脉冲噪声是突发出现的幅度高而持续时间短的离散脉冲。
这种噪声的主要特点是其突发的脉冲幅度大,但持续时间短,且相邻突发脉冲之间往往有较长的安静时段。
从频谱上看,脉冲噪声通常有较宽的频谱(从甚低频到高频),但频率越高,其频谱强度就越小。
脉冲噪声主要来自机电交换机和各种电气干扰,雷电干扰、电火花干扰、电力线感应等。
数据传输对脉冲噪声的容限取决于比特速率、调制解调方式以及对差错率的要求。
脉冲噪声由于具有较长的安静期,故对模拟话音信号的影响不大,脉冲噪声虽然对模拟话音信号的影响不大,但是在数字通信中,它的影响是不容忽视的。
噪声标准对于电子产品和通讯设备噪音的要求
噪声标准对于电子产品和通讯设备噪音的要求在现代社会中,电子产品和通讯设备已经成为人们生活的重要组成部分。
然而,随着科技的不断进步,我们也不可避免地面临着噪音污染的问题。
为了保障用户的健康和提高使用体验,噪声标准被引入并针对电子产品和通讯设备中的噪音进行要求和限制。
本文将探讨噪声标准对于电子产品和通讯设备噪音的要求,并分析其在现实生活中的应用。
随着电子产品和通讯设备的普及,噪音污染已经成为人们日常生活中的一大困扰。
噪音不仅会影响人们的健康,还会扰乱人们的工作、学习和休息。
为了规范电子产品和通讯设备的噪音水平,许多国家和组织制定了一系列的噪声标准。
首先,许多国家对于电子产品和通讯设备中的噪音进行了限制。
例如,欧洲联盟在1999年颁布了关于电子产品噪声的指令,要求各成员国对于电子产品的噪声进行测试并确保其不超过一定的标准。
同样,美国也制定了一系列针对电子产品和通讯设备噪音的标准,如美国联邦通信委员会(FCC)发布的EMC(电磁兼容)标准和ANSI(美国国家标准化协会)发布的噪声标准。
其次,噪声标准对电子产品和通讯设备的噪音进行了分类。
根据不同的应用领域和环境要求,噪声标准将噪音分为A、B、C三类。
A类噪音适用于要求较高的场所,如音频设备和研究实验室;B类噪音适用于一般的居住和商业环境;C类噪音适用于工业和制造业环境。
通过对不同噪音类别的划分,噪声标准可以更好地满足不同领域和环境的需求。
此外,噪声标准还规定了电子产品和通讯设备在正常使用条件下的噪音水平。
通过对产品进行测试和测量,噪声标准要求其噪音水平不得超过一定的限制,以保证用户在使用过程中不会受到噪音的干扰。
例如,对于手机和耳机等通讯设备,噪声标准要求其噪音水平应该在可接受范围内,以确保通话质量和用户体验。
与此同时,噪声标准对于电子产品和通讯设备的生产商也提出了相应的要求。
按照噪声标准的规定,生产商需要对其产品进行噪音测试,并提供符合标准要求的产品。
噪声对无线信号传输距离的影响
噪声对无线信号传输距离的影响一、噪声的基本概念与分类噪声是无线通信系统中不可避免的现象,它对信号的传输质量有着重要的影响。
在无线通信领域,噪声主要分为两类:外部噪声和内部噪声。
外部噪声主要来源于自然界和人为因素,如雷电、太阳活动、电气设备等产生的电磁干扰。
内部噪声则主要指通信设备自身在工作过程中产生的噪声,包括热噪声、散粒噪声等。
1.1 外部噪声外部噪声是无线通信系统中最常见的干扰源之一。
它可能来自于自然界的雷电、太阳活动等自然现象,也可能来自于人为的电气设备、无线通信设备等。
这些噪声源产生的电磁波会通过空间传播,对无线信号的传输造成干扰。
1.2 内部噪声内部噪声是指无线通信设备在正常工作过程中产生的噪声。
热噪声是由于电子器件中的电子热运动产生的,而散粒噪声则是由于电子器件中的载流子的随机运动产生的。
这些噪声虽然在设备内部产生,但同样会对信号的传输质量造成影响。
二、噪声对无线信号传输距离的影响无线信号在传输过程中,会受到各种噪声的干扰,从而影响信号的传输距离和质量。
噪声对无线信号传输距离的影响主要体现在以下几个方面:2.1 信号与噪声比(SNR)的降低信号与噪声比是衡量无线通信系统性能的重要指标之一。
当噪声水平升高时,信号与噪声比会降低,导致接收端难以从噪声中分辨出有用的信号,从而影响信号的传输距离。
2.2 信道容量的减少信道容量是指在给定的信道条件下,能够无误传输的最大数据速率。
噪声的存在会降低信道容量,从而限制了信号的传输速率和距离。
2.3 误码率的增加误码率是指在信号传输过程中,接收到的错误比特数与总比特数的比率。
噪声会导致信号失真,增加误码率,从而影响信号的传输质量。
2.4 多径效应的加剧多径效应是指无线信号在传播过程中,由于反射、折射、散射等作用,形成多个信号路径到达接收端的现象。
噪声的存在会加剧多径效应,导致信号的叠加和干涉,影响信号的传输距离。
三、降低噪声影响的策略与技术为了降低噪声对无线信号传输距离的影响,可以采取以下一些策略和技术:3.1 提高信号功率提高发射端的信号功率可以增加信号与噪声比,从而提高信号的传输距离。
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
通信噪声的概念
通信噪声的概念通信噪声是指在信号传输过程中加入到信号中的外部噪声。
它可以由许多因素引起,包括电子设备内部的热噪声、外部电磁干扰、天线接收信号时的随机噪声等。
通信噪声会对信号的质量和可靠性产生负面影响,增加误码率,降低通信系统的性能。
通信噪声的本质是由于信息传输的过程中,不可避免地与外界相互作用。
这些相互作用可以将外界的噪声引入到信号中,导致信号的质量受到损害。
通信系统工程师需要了解通信噪声的特性,以便设计出能够降低噪声对信号的影响的系统。
通信噪声可以分为两类:有源噪声和无源噪声。
有源噪声是指引起噪声的源头具有能量,例如电子元件内部的热噪声。
无源噪声则是指由于环境或天线等引起的无来源的噪声,例如来自无线电或电视发射塔的电磁辐射。
在通信系统中,常见的噪声源包括热噪声、失配噪声和随机噪声。
热噪声是由于电子元件内部的热运动引起的,它的特点是其功率谱密度与频率成正比。
失配噪声是由于不匹配的电阻、电容或电感引起的,它的特点是频谱中包含离散的频率分量。
随机噪声则是由于环境的电磁辐射或其他随机事件引起的,它的特点是在频谱上分布广泛,没有特定的频率分量。
通信噪声可以通过采取一系列的措施来降低。
首先,可以通过增加信号功率的方法来抵消噪声的影响。
然而,这种方法并不总是可行的,因为它会增加系统的复杂性和功耗。
其次,可以通过选择性滤波的方法来抑制噪声。
滤波器可以通过选择适当的传递函数来阻止某些频率范围内的噪声,从而保留感兴趣的信号成分。
此外,还可以通过使用编码和差错纠正技术来提高信号的可靠性,使得接收端可以更好地恢复原始信号并减少由噪声引起的误码。
总的来说,通信噪声是影响通信系统性能的一个重要因素。
了解和处理通信噪声对于设计高性能的通信系统至关重要。
通过合理选择滤波器、增大信号功率、使用编码和差错纠正技术等方法,可以有效地降低噪声对信号的影响,提高通信系统的可靠性和质量。
通信中常见噪声
通信中的常见噪声几种噪声,它们在通信系统的理论分析中常常用到,实际统计与分析研究证明,这些噪声的特性是符合具体信道特性的白噪声在通信系统中,经常碰到的噪声之一就是白噪声。
所谓噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域 卜⑷.0匚十可内是常数,即服从均匀分布。
之所以称它为 白”噪声,是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。
凡是不符合上述条件的噪声就称为有色噪声。
白噪声的功率谱密度函通常被定义为而在任意两个不同时刻上的随机取值都是不相关的。
白噪声的功率谱密度及其自相关函数,如图2-11所示。
式中, 一个常数,单位为 W/Hz 。
若采用单边频谱,即频率在((2-22)_____ )的范围内,白噪声的功率谱密度函数又常写成(2-23)由信号分析的有关理论可知,功率信号的功率谱密度与其自相关函数里卫]互为傅氏变换对,即=;■••订(2-24)因此,白噪声的自相关函数•为_________ JJ ______________________________ ( 2-25)式(2-25)表明,白噪声的自相关函数是一个位于 ______________ 处的冲激函数,它的强度为。
这说明,白噪声只有在1J/2时才相关,实际上完全理想的白噪声是不存在的,通常只要噪声功率谱密度函数均匀分布的频率范围远远超过通信系统工作频率范围时, 就可近似认为是白噪声。
例如,热噪声的频率可以高到 看作白噪声。
高斯噪声在实际信道中,另一种常见噪声是高斯噪声。
所谓 高斯噪声|是指它的概率密度函数服从高斯分布(即正态分布)的一类噪声。
其一 维概率密度函数可用数学表达式表示为通常,通信信道中噪声的均值 匡]=0。
由此,我们可得到一个 重要的结论:在噪声均值为零时,噪声的平均功率等于噪声的方差。
证明如下:因为噪声的平均功率而噪声的方差为口— D [琲)2站[喊)-总(毗))了 ;=&齡(0 I-[%◎))『=凤Q )-疋=MEJ HZ ,且功率谱密度函数在 0〜心'I Hz 内基本均匀分布,因此可以将它式中,"I 为噪声的数学期望值,也就是均值;_为噪声的方差。
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
移动通信中的噪声和干扰是影响通信质量和性能的重要因素。
在移动通信系统中,噪声是由各种源产生的随机波动,而干扰则是
指外部信号对通信系统的干扰。
噪声
噪声是由于电子元件的热运动和其他因素引起的无规律电磁波,它会对通信信号进行干扰和破坏。
在移动通信系统中,噪声主要包括:
1. 热噪声:由于传输介质和电子元件内部的热运动产生的电磁波;
2. 散弹噪声:由电子元件内电子的离散性引起的电磁波;
3. 交调噪声:由于不同频率的信号交叉混合而产生的电磁波。
噪声对通信系统的影响可以通过信噪比(信号与噪声的比值)
来衡量,信噪比越大,通信质量越好。
为了降低噪声的影响,通信
系统通常采用信号处理、误差检测和纠正等方法。
干扰
干扰是指环境中的其他电磁信号对通信系统的干扰。
在移动通信系统中,干扰主要来源于以下几个方面:
1. 邻近信道干扰:由于邻近频道的信号相互干扰导致的;
2. 同频干扰:由于系统内不同用户或不同基站之间的信号相互干扰导致的;
3. 多径干扰:由于信号在传播过程中发生多次反射、绕射、折射等导致的;
4. 外界干扰:来自于其他无线设备、电源设备、人造信号等的干扰信号。
干扰会导致通信信号的失真、丢失和误解等问题,降低通信的可靠性和性能。
为了减少干扰,通信系统通常采用多址技术、频率规划、功率控制和重复传输等方法。
,噪声和干扰是移动通信中不可避免的问题,对通信质量和性能产生重要影响。
通过合理的设计和优化,可以降低噪声和干扰对通信系统的影响,提高通信质量和性能。
移动通信中的噪声和干扰
9
3ห้องสมุดไป่ตู้1移动通信中的噪声
– 人为噪声
➢ 属冲击性噪声
✓ 大量冲击噪声混在一起形成连续噪声或连续噪声再叠加冲击 噪声
➢ 频谱较宽,强度随频率升高而下降 ➢ 噪声源的数量和集中程度随地点和时间而异,随机变化,
噪声强度的地点分布可近似按正态分布处理,其标准偏差 σ约为9dB ➢ BS与MS所受影响不同
如基波为50Hz时,2次谐波为100Hz,3次谐波则 是150Hz。
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3.2互调干扰
设:
Vout = KVin
(1)
线性放大器下,K对于任意大小Vin都是个常数; 实际的放大器中,K 并不是定值常数。
在Vin=0处,式(1)用泰勒展开式展开,得:
(2)
K0为引入直流项,K0+K1Vin为线性增大项;K2 、K3等高次幂项系数非 零时,输出信号就会伴随出现非线性增大失真部分,即常见的所谓
➢ 散弹噪声
✓ 由于载流子(电子)随机通过PN结,单位时间内通过PN结 的载流子数目不一致,表现为通过PN结的正向电流在平均 值上下作不规则起伏变化
6
7
3.1移动通信中的噪声
外部噪声
– 外部噪声分自然噪声和人为噪声 – 自然噪声
➢ 指天电噪声、宇宙噪声和太阳噪声等 天电噪声来源于闪电、大气中的磁暴 等。
也是随机的
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3.2互调干扰
– 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满足第二式
内容
– 移动通信中的主要噪声和主要干扰 – 互调干扰、邻道干扰、同频干扰的概念、产生和改
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰[正文]1、引言本文档旨在介绍移动通信中的噪声和干扰问题。
移动通信是现在社会中广泛应用的一项技术,然而在信号传输过程中,常常会受到各种噪声和干扰的影响。
了解和应对噪声和干扰问题对于确保通信质量和稳定性至关重要。
2、噪声的类型和来源2.1 热噪声热噪声是由于温度引起的电子器件内部自发的电流和电压波动所产生的噪声。
其功率谱密度与频率成正比,常见于无线通信系统中。
2.2 互调失真噪声互调失真噪声是由于非线性元件之间的相互作用所引起的,通常可通过恰当的信号调整和滤波来减小。
2.3 射频干扰射频干扰是由其他无线电设备或电磁场产生的来自无线通信频段的干扰信号。
常见的射频干扰源包括电视、无线电、雷达等,可通过频率规划和滤波器来减小。
3、移动通信中的干扰现象3.1 信号强度衰减在信号传输过程中,信号强度会随距离的增加而衰减。
这种衰减会导致信号质量下降和通信中断的问题,可通过增设信号中继站来弥补信号衰减。
3.2 多径效应移动通信信号在传播过程中可能会由于反射、折射等现象产生多条路径,导致接收端收到多个不同相位和幅度的信号。
这种多径效应会导致信号间干扰,可通过等化器来补偿干扰。
4、噪声和干扰对通信质量的影响4.1 信噪比(SNR)的影响信噪比是信号功率与噪声功率之比,是衡量通信质量的重要指标之一。
当信噪比较低时,接收到的信号可能会被噪声淹没,导致通信质量下降和误码率增加。
4.2 误码率(BER)的影响误码率是在数据传输中出现错误比特的概率。
当噪声和干扰较大时,误码率会增加,导致数据传输的可靠性降低。
5、噪声和干扰的抑制和消除方法5.1 频率规划通过合理规划和分配无线信道频率,可以降低不同无线设备之间的干扰。
5.2 信号调整与增强采用合适的调制方式和编码方法,结合差错检测与纠正技术,可以在一定程度上提高抗噪声和干扰能力。
5.3 滤波器的应用在接收端加入滤波器,可以滤除目标频段之外的干扰信号。
6、结论本文介绍了移动通信中的噪声和干扰问题。
通信工程中的噪声与干扰分析
通信工程中的噪声与干扰分析在当今信息时代,通信工程扮演着至关重要的角色,它让我们能够在全球范围内迅速、准确地传递信息。
然而,在通信过程中,噪声与干扰的存在却常常给信息的传输带来诸多问题。
了解和分析通信工程中的噪声与干扰,对于提高通信质量、保障信息的可靠传输具有重要意义。
一、通信工程中的噪声噪声,简单来说,就是在通信系统中除了有用信号之外的各种随机的、不可预测的信号。
它就像是信号传输道路上的“绊脚石”,会使信号发生失真、误码等问题。
热噪声是通信中常见的一种噪声,它是由电子的热运动引起的。
无论通信设备是否在工作,热噪声始终存在。
在导体中,电子的无规则热运动导致了电流的微小波动,这种波动就形成了热噪声。
热噪声的功率谱密度在很宽的频率范围内是均匀分布的,因此也被称为白噪声。
散粒噪声则主要出现在电子设备的半导体器件中,比如二极管、晶体管等。
当电流通过这些器件时,由于载流子的离散性,电流会出现微小的起伏,从而产生散粒噪声。
还有一种常见的噪声是闪烁噪声,也称为 1/f 噪声。
它的功率谱密度与频率成反比,通常在低频段较为显著。
闪烁噪声的产生机制比较复杂,与半导体器件中的缺陷、杂质等因素有关。
二、通信工程中的干扰干扰与噪声有所不同,干扰通常是指由外部因素引起的、具有一定规律性和可预测性的信号。
同频干扰是指在通信系统中,使用相同频率的多个信号源之间相互干扰。
例如,在移动通信中,如果多个基站使用相同的频率,并且它们的覆盖区域有重叠,那么手机在这些区域就可能接收到多个相同频率的信号,从而导致干扰。
邻频干扰则是由于相邻频段的信号泄漏到有用信号的频段内而产生的干扰。
在频谱资源有限的情况下,相邻频段之间的隔离不够充分,就容易出现邻频干扰。
互调干扰是当多个不同频率的信号通过非线性器件时,产生的新的频率成分对有用信号造成的干扰。
这种干扰在通信系统中的放大器、混频器等非线性部件中较为常见。
三、噪声与干扰对通信系统的影响噪声和干扰会严重影响通信系统的性能。
通信中的噪声分析技术分析
通信中的噪声分析技术分析随着通信技术的不断飞速发展,人们对通信质量的要求也越来越高,因为每一次通信过程中的噪声都会对通信质量产生很大的影响。
噪声是通信过程中的一种不可避免的存在,它是指在通信中产生的无用信号。
因此,噪声分析技术的研究和应用对于提高通信质量具有重要的意义。
一、噪声的来源及分类噪声是指在通信过程中产生的无用信号。
通常将噪声分为两类:外部噪声和内部噪声。
1、外部噪声外部噪声也被称为环境噪声,主要来源于通信信号的传输介质和周围的环境。
例如,无线通信中的电磁波干扰、高速公路旁车辆喧闹的声音等都属于外部噪声。
2、内部噪声内部噪声是指在通信系统中出现的,与通信信号产生和传输过程有关的电子噪声和量子噪声等。
例如,放大器、滤波器等通信系统的器件都会产生内部噪声。
二、噪声功率谱密度噪声的大小可以通过噪声功率谱密度来衡量。
噪声功率谱密度是指在单位带宽内噪声功率的密度,常用单位是瓦特/赫兹(W/Hz)。
通常情况下,噪声功率谱密度随频率增加而增加。
噪声功率谱密度可以用于信噪比的计算,在通信系统中,信号的功率越大,信噪比越高,说明信号传输的质量越好。
三、噪声分析技术对于通信系统的噪声分析,我们需要通过噪声分析技术来进行。
噪声分析技术主要有以下几种:1、噪声系数测试噪声系数测试是衡量放大器或滤波器指定频率下附加的噪声量大小的一种方法。
输入噪声信号和输出噪声信号的比值被称为噪声系数。
噪声系数越小,说明增益越好,通常在3-5 dB之间。
2、噪声测试通过对通信系统的特性进行测试,可以获得系统噪声功率谱密度等相关参数。
这种测试方法适用于电子器件、电路板、通信设备等系统。
3、噪声分析噪声分析是从整个通信系统中识别和消除噪声的最有效方法。
噪声分析可以通过掌握通信信号和噪声的频谱特征来进行。
通常利用FFT算法等方法对输入输出信号进行频域分析,对噪声进行识别和分析,然后进行适当的滤波和消除。
四、噪声分析技术的应用噪声分析技术在通信系统中应用非常广泛。
移动通信中的噪声和干扰
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:
光纤通信系统中的噪声与衰减机制分析
光纤通信系统中的噪声与衰减机制分析引言光纤通信系统是目前广泛应用于信息传输和高速通信领域的先进技术之一。
其高速传输、低损耗、抗干扰等特点得到了广泛的应用。
但是,随着光纤通信技术的不断发展,噪声和衰减问题也逐渐凸显出来,影响了光纤通信系统的性能和可靠性。
因此,在光纤通信系统中,噪声和衰减机制的分析和优化具有重要意义。
第一章:噪声分析1. 光纤通信系统中的噪声在光纤通信系统中,由于光纤本身的特性和外界环境的影响,会存在各种类型的噪声。
主要包括:(1) 热噪声由于光子在运动过程中会受到介质分子的碰撞和热运动的影响,产生随机运动,从而引起光子的热扰动,即产生了热噪声。
(2) 惯性噪声惯性噪声是由于光纤本身的非均匀性、不对称性和机械振动等因素引起的随机噪声。
(3) 椒盐噪声椒盐噪声是由于光纤的局部损坏和维护不当等因素引起的噪声,这种噪声与传输距离和光纤质量有很大关系。
2.噪声的衰减和干扰在光纤通信系统中,由于噪声的存在,信号传输会受到很大的影响。
噪声的衰减和干扰会导致信号质量下降、误码率升高、传输距离缩短等问题。
因此,对光纤通信系统中的噪声进行分析和处理,以减少噪声带来的影响具有重要意义。
第二章:衰减分析1. 光纤通信中的衰减机制在光纤通信中,光信号会遇到不同的衰减机制,包括:(1)散射衰减散射衰减是由光子和介质分子的散射所引起的衰减。
包括瑞利散射、拉曼散射和光纤微弯曲散射等。
(2)吸收衰减同样是由光子与介质分子相互作用引起的衰减,但是这种衰减是光波通过非金属添加剂如水、表面活性剂等被吸收和转化成热能使其损失。
(3)弯曲衰减弯曲衰减是由于光纤受到弯曲、扭曲等机械力的作用,损失光功率引起的衰减。
(4)聚焦衰减聚焦衰减是由于光纤的离轴聚焦或散斑效应引起的衰减。
2.衰减的影响和控制衰减是光纤通信中的一个关键问题,直接影响信号传输质量、传输距离和系统成本。
衰减的影响可以通过优化光纤制造工艺、减少光纤质量缺陷、合理设计光器件等方式进行控制。
移动通信中的噪声和干扰(2023版)
移动通信中的噪声和干扰移动通信中的噪声和干扰1.前言1.1 研究背景1.2 目的和重要性2.噪声和干扰的概念2.1 噪声的定义和分类2.2 干扰的定义和分类3.噪声和干扰对移动通信的影响3.1 信号质量下降3.2 数据传输错误率增加3.3 通信系统容量限制4.噪声来源及其特点4.1 热噪声4.1.1 原理和特点4.1.2 对通信系统的影响4.2 外部噪声4.2.1 来源和特点4.2.2 对通信系统的影响 4.3 其他噪声4.3.1 来源和特点4.3.2 对通信系统的影响5.干扰来源及其特点5.1 自然干扰5.1.1 天气干扰5.1.2 大气干扰5.1.3 地面干扰5.2 人为干扰5.2.1 其他通信系统的干扰 5.2.2 电磁辐射干扰5.2.3 电源干扰6.噪声和干扰的抑制和解决方法6.1 功率控制技术6.2 编码和调制技术6.3 天线设计和优化6.4 频率规划和资源分配策略6.5 接收机设计和优化7.法律名词及注释7.1 电信法7.1.1 定义和适用范围7.1.2 主要规定和条款7.2 频谱管理法7.2.1 定义和适用范围7.2.2 主要规定和条款8.结论8.1 总结本文主要内容8.2 对噪声和干扰研究的启示和展望9.附件附录1、实验数据结果附录2、图表和图形---附注:1.本文中提到的附件包括实验数据结果和相关图表、图形等,具体内容请参考附件部分。
2.本文中涉及的法律名词及注释,具体内容请参考第7章节中有关电信法和频谱管理法的解释。
652577。
通信中常见噪声
通信中常见噪声通信中的常见噪声几种噪声,它们在通信系统的理论分析中常常用到,实际统计与分析研究证明,这些噪声的特性就是符合具体信道特性的。
2、5、1 白噪声在通信系统中,经常碰到的噪声之一就就是白噪声。
所谓就是指它的功率谱密度函数在整个频域内就是常数,即服从均匀分布。
之所以称它为“白”噪声,就是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。
凡就是不符合上述条件的噪声 就称为有色噪声。
通常被定义为( 2-22)式中, 就是一个常数,单位为 W/Hz。
若采用单边频谱,即频率在()的范围内,白噪声的功率谱密度函数又常写成(2-23)由信号分析的有关理论可知,功率信号的功率谱密度与其自相关函数互为傅氏变换对,即因此,为(2-24)(2-25)式(2-25)表明,白噪声的自相关函数就是一个位于处的冲激函数,它的强度为。
这说明,白噪声只有在意两个不同时刻上的随机取值都就是不相关的。
白噪声的功率谱密度及其自相关函数,如图 2-11 所示。
/2 时才相关,而在任实际上完全理想的白噪声就是不存在的,通常只要噪声功率谱密度函数均匀分布的频率范围远远超过通信系统工作频率范围时,通信中常见噪声就可近似认为就是白噪声。
例如,热噪声的频率可以高到 作白噪声。
Hz,且功率谱密度函数在 0~Hz 内基本均匀分布,因此可以将它瞧2、5、2 高斯噪声在实际信道中,另一种常见噪声就是高斯噪声。
所谓就是指它的概率密度函数服从高斯分布(即正态分布)的一类噪声。
其一维概率密 度函数可用数学表达式表示为(2-26)式中, 为噪声的数学期望值,也就就是均值; 为噪声的方差。
通常,通信信道中噪声的均值 =0。
由此,我们可得到一个:在噪声均值为零时,噪声的平均功率等于噪声的方差。
证明如下:因为噪声的平均功率而噪声的方差为(2-27)所以,有(2-28)通信中常见噪声上述结论非常有用,在通信系统的性能分析中,常常通过求自相关函数或方差的方法来计算噪声的功率。
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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这几个概念的区别和联系:(转自:研学论坛)
白噪声,就是说功率谱为一常数;也就是说,其协方差函数在delay=0时不为0,在delay不等于0时值为零;换句话说,样本点互不相关。
(条件:零均值。
)
所以,“白”与“不白”是和分布没有关系的。
当随机的从高斯分布中获取采样值时,采样点所组成的随机过程就是“高斯白噪声”;
同理,当随机的从均匀分布中获取采样值时,采样点所组成的随机过程就是“均匀白噪声”。
那么,是否有“非白的高斯”噪声呢?答案是肯定的,这就是”高斯色噪声“。
这种噪声其分布是高斯的,但是它的频谱不是一个常数,或者说,对高斯信号采样的时候不是随机采样的,而是按照某种规律来采样的。
仿真时经常采用高斯白噪声是因为实际系统(包括雷达和通信系统等大多数电子系统)中的主要噪声来源是热噪声,而热噪声是典型的高斯白噪声,高斯噪声下的理想系统都是线性系统。
相关讨论:
1、白噪声是指功率谱在整个频域内为常数的噪声,其付氏反变换是单位冲击函数的n倍(n取决于功率谱的大小),说明噪声自相关函数在t=0时不为零,其他时刻都为0,自相关性最强。
高斯噪声是一种随机噪声,其幅度的统计规律服从高斯分布。
高斯白噪声是幅度统计规律服从高斯分布而功率谱为常数的噪声如果在系统通带内功率谱为常数,成为带限白噪声“高斯”与“白”没有直接关系,有时人们还会提出高斯型噪声,这指的是噪声功率谱呈高斯分布函数的形状而已。
2、有一个问题我想提出来:
连续白噪声和离散白噪声序列的关系是什么?它们之间不应该是简单的采样关系。
因为连续白噪声的功
率谱在整个频率轴上为常数,按照随机信号采样定理,对这样的信号采样,采样后的序列的功率谱必然发生混叠,而且混叠过后的功率谱是什么?应该是在整个频率轴上都为无穷大。
这显然不满足离散白噪声序列的定义。
那离散白噪声序列跟连续白噪声有何关系?我觉得是对带限的连续白噪声进行采样后得到的,这个带限的连续白噪声信号的带宽刚好满足Nyquist抽样定理。
这样采样过后的信号的功率谱就能满足定义了。
答:连续白噪声是离散白噪声在采样间隔趋近于零的极限。
对带限的连续白噪声按照Nyquist采样定理进行采样就得到信息不损失的白噪声序列,当连续白噪声的带宽趋近于无穷大时,采样率也趋近于无穷大(采样间隔趋近于零),此时不会发生频谱混叠。
用极限的概念理解二者的关系就很清楚了。
需要说明的是,任何实际系统都是工作于一定频带范围内的,带宽为无穷大的信号仅仅存在于理论分析中,在实际系统中找不到。
3、对随机信号而言也有采样定理,这个采样定理是针对功率谱而言的。
具体的证明可以参看陆大金老师的随机过程教材。
(清华的博士入学考试指定的参考教材)
4、对于不限带的白噪声,已经分析的比较清楚了。
而对于限带白噪声,我认为既然考虑采样定理,那么连续的限带白噪声可以利用采样函数作为正交基的系数来表示,这些系数就是对应的噪声采样值,这个过程就是连续噪声的离散化过程,以上分析也是分析连续信道容量使用的方法。
那么在数字通信中我们讨论的噪声实际就是这些离散的以采样函数为正交基的系数(即噪声采样值),这时分析这些噪声采样值可知相关函数就是N0×delta(n),这里delta(n)是离散的冲激函数。
也即功率为
N0×delta(0)=N0为有限值。
以上分析具体可以参考John Proakis的<Digital Communications>一书。
有一个概念错误需要指出:“高斯白噪声的幅度服从高斯分布”的说法是错误的,高斯噪声的幅度服从瑞利分布。
另外,还必须区分高斯噪声和白噪声两个不同的概念。
高斯噪声是指噪声的概率密度函数服从高斯分布,白噪声是指噪声的任意两个采样样本之间不相关,两者描述的角度不同。
白噪声不必服从高斯分布,高斯分布的噪声不一定是白噪声。
当然,实际系统中的热噪声是我们一般所说的白噪声的主要来源,它是服从高斯分布的,但一般具有有限的带宽,即常说的窄带白噪声,严格意义上它不是白噪声。
信号中高斯白噪声在频域中是否仍为高斯白噪声?谢谢。
严格来说,你这种提问的方法是有问题的,因为白噪声从定义上说就是指随机序列在时间上不相关。
问题应该这样问:高斯白噪声序列变换到频域后是否仍然不想关?由于傅立叶变换是一种线性变换,高斯白噪声序列变换到频域后肯定服从高斯分布,而且仍然不相关。
因为对一个满秩矩阵进行正交变换(傅立叶变换是一种正交变换)得到的矩阵仍然是满秩矩阵。
当然,以上说法只在时间无穷的意义上是正确的。
对任何有限点的实际序列,在相关的意义上看,即使用循环相关,得到的也是周期性相关函数,所以严格意义上不能称为白噪声;在分布特性上看,根据大数定理,只有时间趋于无穷时,一个序列的概率密度函数才能真正服从某一分布。
从一个服从高斯分布的无限长序列中截取一段(时间加窗),理论上会导致其失去严格的高斯分布特性。
但是,从实际应用的角度,我们一般并不从理论上这样较真,总是在背景噪声是高斯白噪声这样的前提下推导公式,预测系统在任意时刻(无穷时间上的一个时刻)的性能,信号处理时的有限点高斯白噪声样本虽然从严格理论意义上看已不是高斯白噪声,但还是把它当作高斯白噪声来处理。
这样做的结果是,系统的整体性能在某一时刻可能与理论公式推导的性能有出入,但在无限时间的意义上看,系统性能会趋于理论分析结果。
也是基于这一思想,我们经常用Monte-Carlo仿真预测系统的性能。
一维(实数)高斯白噪声的幅度是服从高斯分布的。
只有二维的(复数)高斯白噪声的幅值是服从瑞利分布的。
更高维的高斯白噪声的幅值则是服从X^2分布的。
错误!什么叫信号的幅度?幅度就是实信号的绝对值和复信号的模。
因此,即使是一维的高斯白噪声,其幅度也不会服从高斯分布,而应该服从瑞利分布。
二维不相关的复高斯白噪声包络服从指数分布(X^2分布的自由度为2的特例)。
n个不相关的复高斯白噪声序列叠加后的复信号包络服从自由度为2n的X^2
分布。
这些在教科书上写得很清楚。
一个总结:
1. 高斯分布随机变量的绝对值的分布既不是高斯分布,也不是瑞利分布(见附件);高斯分布随机变量的平方服从自由度为1的(X2)分布;实部和虚部均服从高斯分布且统计独立的复随机变量的模服从瑞利分布;实部和虚部均服从高斯分布且统计独立的复随机变量的模的平方服从指数分布(或自由度为2的(X2)分布);N个实部和虚部均服从高斯分布且统计独立的复随机变量的模的平方和服从自由度为2N的(X2)分布。
具体推导见附件。
2. 从概念上,高斯分布随机变量不存在“模”的说法,只能说“绝对值”(属于随机变量的函数)。
在雷达领域,经常说“高斯噪声中信号的模服从瑞利分布”,这句话隐含着雷达信号包含I、Q两个正交通道。
3. 高斯噪声和白噪声是两个不同的概念,这一点大家没有异议(见我9月29日的帖子),我就不重复了。
4. 由于傅立叶变换是一种线性运算,高斯分布随机变量样本的傅立叶变换是存在的,而且仍然是高斯分布。
但某一个随便变量样本的傅立叶变换不能代表随机序列的性质,描述随机信号的频率特性要用功率谱密度,也就是随机信号的相关函数的傅立叶变换。