移动通信中的噪声和干扰分析

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3.1移动通信中的噪声

人为噪声功率与频率的关系 图左纵坐标是等效噪声系数（高于KT0Bi的dB值)
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美国ITT(国际电话电报公司)公布数据
3.1移动通信中的噪声
例： 接收机Bi=10lg200KHz=53dBHz
N0=KT0Bi=-151dBW=-121dBm 若系统工作在900MHz频段，从上图查到市区人为噪声功 率比N0高18dB，所以实际城市的人为噪声电平为： N= -151dBW+18dB=-133dBW=-103dBm
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接收机能否正常工作，不仅取决于接收机输入信号 大小，而且取决于干扰和噪声的大小

高接收机灵敏度时，当外部噪声和干扰远高于接收机固 有噪声时，接收机灵敏度会大大降低 接收机输入信噪比小于允许门限值时，接收机就不能进 行正确接收
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内部噪声
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噪声可分为内部噪声和外部噪声 内部噪声
信噪比
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噪声系数用来衡量信噪比通过线性网络的变化
指网络输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值 NF=(Si/Ni)/( So/No) Si为输入信号功率，Ni为输入噪声功率，So为输出信 号功率，No为输出噪声功率，Si/Ni为输入信噪比； So/No为输出信噪比

工程设计中常用信号电压有效值与噪声有效电

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
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外部噪声
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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。 功率谱主要在100MHz频段以下，陆地移动通信中，自然噪声远 低于接收机固有噪声，可忽略
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降低噪声的方法

选择低噪声器件是降低噪声的基本方法 场效应管有比晶体管小得多的最佳噪声系数 电阻是无源网络中主要噪声源，一般薄膜电阻比实心电阻噪 声小，精度高，高频特性好。薄膜电阻中，又以金属膜电阻 噪声最小 如果体积允许，尽量不要采用超小型电阻
金属薄膜电阻 （电子电路）

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人为噪声

由各种电气设备中电流或电压的剧变而形成的电磁波辐射所产生 城市人为噪声比较大，主要是汽车点火噪声
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典型的点火噪声其脉冲宽度约为1~5ns，相应频谱的 高端频率达200MHZ~1GHZ,假定一个汽车发动机有8 个汽缸，每个汽缸3000r/min，由于任一时刻只有半 数汽缸燃烧，所以汽车每秒钟产生的火花脉冲数为：
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3.1移动通信中的噪声
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噪声系数 信噪比：衡量噪声对有用信号的影响程度 信号与噪声的功率之比：S/N=PS/PN
PS为平均信号功率，PN为平均噪声功率
信噪比越大，信号越纯，质量越好，恢复原
始信号就越容易
传输的话音越清晰 传输图像或文字时，分辨率越高
理想放大器(无噪声)的输出信噪比等于输入
理想放大器NF=1，输出信噪比等于输入信噪比；
一般放大器NF>1 噪声系数越接近于1，放大器内部噪声越小，输 出信噪比下降的倍数也越少 噪声系数可定义为：负载上的总噪声功率No与 输入噪声通过无噪声的理想网络后加在负载上 的噪声功率APNi之比，NF=No/(APNi)； AP=So/Si

主要指接收机本身的固有噪声 主要来源是电阻的热噪声和电子器件的散弹噪声
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3.1移动通信中的噪声
热噪声 由导体内部带电粒子的不规则自由运动产生，温度越高，粒 子动能越大，形成的噪声也越大 热噪声的瞬时值服从高斯分布，又称高斯噪声(Gaussian noise) 。 热噪声的频带极宽，几乎是所有无线电频谱的叠加，又称白 噪声(white noise)。
什么是低噪声放大器？ 答：放大器是放大电信号的装置，噪声系数很低的放大器称为低 噪声放大器。噪声系数通常用NF表示。
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多级的级联放大器中，每一级放大器都会产生内部噪声，但 噪声源在第一级时影响最大 对高增益放大器的设计，必须着重于使第一级放大器设 计最佳 噪声是指由系统材料和器件物理学产生的自然扰动 衡量接收机或元器件噪声性能的好坏，常用噪声系数NF表示
若道路上许多车辆，则脉冲数量将被车辆的数目所乘。
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3.1移动通信中的噪声Βιβλιοθήκη Baidu
人为噪声

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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

噪声强度与接收天线的高度及天线离道路的距离有关
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3.1移动通信中的噪声

为了抑制人为噪声，应采取必要的屏蔽和滤波措施，也 可在接收机上采取相应的措施 基准人为噪声功率N0=KT0Bi 玻尔兹曼常数K=1.38×10-23W/(K°Hz-1) 参考绝对温度T0=290K°；KT0=-204dBW/Hz Bi为接收机带宽
实心电阻（航空航天工业、海底电缆 ）
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采用塔顶放大器对上行信号质量的改善
塔顶放大器的原理就是通过在基站接收系统的前端，即紧靠接收 天线下方增加一个低噪声放大器来实现对基站接收性能的改善。 塔顶放大器有利于降低基站接收系统的噪声，提高基站接收系统 灵敏度。
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3.1移动通信中的噪声


低噪声放大器
第3章
移动通信中的噪声和干扰
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内容
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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 善措施
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重点
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接收机的低噪声放大器 互调干扰、邻道干扰、同频干扰的概念、产生和改善 措施 低噪声放大器 互调干扰的产生和改善措施

难点
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3.1移动通信中的噪声

噪声和干扰是通信性能变坏的重要因素
压之比来定义信噪比及噪声系数
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例：某非理想（实际）放大器输入信噪比为10，输入信号功率
为1mW，噪声功率为0.1mW，放大器内部噪声为1mW，功 率增益为AP=10 那么，放大器的输出信噪比为5； 放大器的噪声系数NF(dB)=10lg10/5=3dB
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