移动通信中的噪声和干扰(格式整齐)

2 fA － fB= 150.075MHz = f4 2 fB － fA = 150.000MHz = f1
互调分量落入了有用信号的 频带之内。
• 最大危害的三阶及五阶互调干扰是： ω A+ωB-ωC， ωA+ωC-ωB 和ωB+ωC-ωA以及2ωA-2ωB+ωC ……等 项。
Spring Spring
8
= 10
[
S / I 40
]
同频道复用距离为 D = D I + r0 = 2.6r0 在考虑了慢衰落、快衰落的影响，要求 （S / I）> 25dB，同频复用距离为
DI 10 DS
25 40
又可写成
DI S I ＝ 40 lg D S
Spring Spring
=
4 .2
– 大气噪声 – 太阳噪声 宇宙噪声 自然噪声 – 银河噪声 – 郊区人为噪声 人为噪声 – 市区人为噪声
Spring Spring Mobile Communications Communications Basic Basic Mobile
邻道干扰
邻道干扰：由邻近或相邻频道信号产生
同频道干扰
Mobile Communications Communications Basic Basic Mobile
两点说明
上面D值是在特殊假定情况下得到的，对
互调干扰
互调干扰：是指由于通信设备中某些电路
于一般情况，应分析传播损耗L与传播距 离d的关系 以上只分析了来自一个小区的同频干扰， 实际上同频干扰来自周围的若干个小区。 总的干扰电平应该是各小区同频干扰的 叠加。
D = 9 (1+

分集有两重含义：一是分散传播，使接受端能取得多种统计 独立旳、携带统一信息旳衰落信号；二是集中处理，即接受 机把收到旳多种统计独立旳衰落信号进行合并（涉及选择与
组合）以降低衰落旳影响。
3.5 分集接受
2. 分集方式
在移动通信系统中可能用到两类分集方式：一 类称为“宏分集”；另一类称为“微分集”。
“宏分集”：
2. 分集方式
微分集方式：
（1）空间分集。 空间分集旳根据在于快衰落旳空间独立性， 在任意两个不同旳位置上接受同一种信号，只要两个位置旳距 离大到一定程度，则两处所收信号旳衰落是不有关旳。 为此，空间分集旳接受机至少需要两副相隔距离为d旳天线， 间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关。
（2）频率分集。 用两个以上不同旳频率传播同一信息。 频率分集需要用两部以上旳发射机（频率相隔53kHz以上）同 步发送同一信号，并用两部以上旳独立接受机来接受信号。 它不但使设备复杂，而且在频谱利用方面也很不经济。
di,x=dk,j 即只需鉴定频道序号有无相同即可。
3.5分集接受
1. 分集接受原理
分集技术就是利用多条途径传播相同信息，且具有近似相等 旳平均信号强度和相互独立衰落特征旳信号途径，并在接受 端对这些信号进行合并，以便大大降低多径衰落旳影响，
这里所说旳“非有关”条件是不可少旳，倘若两个衰落信号 同步地起伏，那么这种分集措施就不会有任何效果。
3.3 同频干扰
概念:
允许使用相同频率信道旳无线小区之间旳最小 距离,即同频复用距离. 指接受机旳输入端旳有用信号与同频干扰旳比 值不小于射频防护比
3.同频复用距离:
则以dB记旳信噪比：[S/I]=[S]-[I]= [LI]- [LS] 则 DI/DS=10[S/I]/40

18
说明：在多波段工作的移动通信系统中， 移动台与移动台之间、基站收发射机之间 的邻道干扰，由于收、发信号的频率差很 大（至少相隔45MHz），因此不会产生显 著的影响。
19
3.3 同频干扰
1.同频复用:
移动通信系统中,为提高频率利用率,在相隔一 定距离之后,再重复使用相同的频率,即同频复 用. 同频复用即带来同频干扰:
敏度下降。接收机的灵敏度规定了为保证一定的
误比特率指标下，所需要的最小接收电平。这个 最小接收电平仅仅考虑了接收机内部噪声影响时 的情况。当存在外部噪声的干扰时，在满足相同 的误比特率情况下，所需要的信号电平必须高于
仅有内部噪声时的最小接收电平。
14
3.2 邻道干扰
邻道干扰（也称邻频干扰或邻频道干扰）是指来自 于相邻或相近频道的干扰。 为了抑制邻道干扰应对发射机的带外抑制度和接收 机的选择性提出要求，这两个指标也是发射机的重 要性能指标。另外，邻道干扰的实际结果还与相邻 频道的信号传输距离有关，在网络设计时，可利用 工作于邻近频道的收发射机的空间间隔来抑制邻道 干扰，也就是在组网设计时使相邻的频道不在同一 小区甚至相邻小区内使用。
Chap3.移动信道的噪声和干扰及抗干扰技术
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 移动通信中的噪声和干扰基本概念 邻道干扰 同道干扰 互调干扰 分集技术 其他抗衰落抗干扰技术
1
Chap3.噪声与干扰
【本章重点难点】
掌握移动通信系统的同频干扰、邻频干 扰、近端对远端干扰和互调干扰的基本 概念及有效措施 分集接收技术、抗多径衰落的原理和经 常采用的分集、合并方式 重点掌握移动通信的干扰及抗干扰技术
3
4
3.1.2 噪声
噪声和干扰是通信性能变坏的重要因素

第3章干扰和噪声3.1 概述外部噪声和干扰是使通信性能变坏的重要因素。

接收机能否正常工作，不仅取决于接收机输入信号的大小，而且取决于噪声和干扰的大小。

比如说，在接收机灵敏度很高的情况下，当外部噪声和干扰远高于接收机的固有噪声时，接收机的实际灵敏度就会大大降低。

因此，研究各种干扰和外部噪声，对移动通信系统的设计工作具有十分重要的意义。

外部噪声分自然噪声和人为噪声。

自然噪声主要是天电噪声、宇宙噪声和太阳噪声；人为噪声是各种电气设备所产生的噪声。

天电噪声、宇宙噪声和太阳噪声一般比接收机的固有噪声低得多，故可以忽略不计。

通常，仅需考虑人为噪声。

在移动通信环境中，基地台和移动台的接收机应具备抗干扰能力，即能在其它通信系统所产生的许多较强的干扰信号中检出可能是较弱的有用信号。

或者说，基地台在接收远距离移动台的有用信号时，还会受到较近的其它基地台的干扰及本系统中的另外几个移动台的干扰，因此对移动通信的干扰的限制更为严格，对其接收机、发射机的抗干扰特性要求更高。

3.2噪声移动通信的环境噪声大致分为：1.自然噪声大气噪声、银河噪声、太阳噪声2.人为噪声汽车或其他发动机点火系统噪声，通信电子干扰，工业、科研、家用电气设备干扰，电力线干扰。

人为噪声多属于冲击性噪声，大量噪声混一起还可能形成连续噪声或连续性噪声叠加冲击性噪声。

由频谱分析结果可知，这种噪声的频谱比较宽，且强度随频率的升高而降低。

根据美国国际电报电话公司（A T&T）提供的数据，环境噪声对移动通信的影响如图3－1所示。

图中A是市区人为噪卢；B是郊区人为噪声；C是典型接收机热噪声。

该曲线适合于工业化国家，而对我国目前工业化水平和汽车数量而言，人为噪声强度要略低一些。

从图3—1可见，人为噪声对移动通信的影响必须予以考虑，而自然噪声的影响则可忽略。

图3－1 认为噪声曲线对陆地移动通信来说，最主要的人为噪声是汽车点火系统的火花噪声，为了抑制这种噪声的影响可以采取必要的屏蔽和滤波措施，在接收机里采用噪声限制器和噪声熄火器也是行之有效的方法。

4 远近效应
近端对远端比干扰：当另一部靠得很近的移动台发射 机的信号强度足以压倒基站的有用信号时引起的干扰。 大小的计算：由于接收点位置和两个分开的发射机之 间的路径损耗的差异而引起的功率差。 近端对远端比干扰＝Lp1/Lp2 近端对远端比干扰＝40lg（距离比） dB 措施： 增加工作频率的间隔 采用时分复用编码技术 扩展频谱技术
① 以上差值：1，2，3，4，5．8，10，14
② 相邻二个差值的和：3，6，9，I 3．18，24 ② 相邻三个差值的和：7，11，17，23，32 ④ 相邻四个差值的和：12，19，27．37 ⑤ 相邻五个差值的和：20．29．41
⑥ 相邻六个差值的和：30，43
⑦ 相邻七个差值的和: 44
②差值阵列表和图解法判别是是否存在3阶互调
2 邻道干扰和同频干扰
2）发射机边带噪声：
在发射机工作频率的两侧存在着频谱很宽的 噪声，称为边带噪声。
减小发射机噪声干扰的措施： ① 设法减小发射机本身的边带噪声。如减小倍 频次数；降低振荡器的噪声，电源去耦，尽量 少采用低电平工作的电路及高灵敏度的调制电 路等。 ② 采取减小发射机边带噪声干扰的措施。如在 发射机输出端插入高Q带通滤波器或增大各工作 信道的频距，移动台发射机采用自动功率控制 等。
受下列因素的影响1调制方式2波传播特性1调制方式2波传播特性要33要求可靠通信概率4无线区半径r5选用的工作方式单频单工方式同频单工方式的同信道干扰示意图两基站之间d即是同频复用距离它等于被干扰接收机至干扰发射机的距离即是同频复用距离它等于被干扰接收机至干扰发射机的距离dt也可以表示为
第3讲 干扰和噪声
3 互调干扰
3）利用空腔谐振器构成天线公用器 发射机1至2的Lc: Lc=10+20+20=50dB Ll=15dB 空腔谐振器的邻道衰减：10dB

G SM常见的干扰一、概述GSM常见的干扰在GSM系统中，为提高系统容量，必须对频率进行复用。

频率复用就是指同一频率被相距足够远的几个小区同时使用.同频复用小区之间的距离就叫复用距离。

复用距离与小区半径之比称作同频干扰因子。

对于一定的频率资源,频率复用越紧密,网络容量越大,复用距离越小,干扰就越大。

上述频率复用引起的干扰是网内干扰（或叫系统内干扰）,除此之外，GSM网络还可能受到自身硬件设备所产生的干扰和来自其它系统的网外干扰。

干扰是影响网络质量的关键因素之一，对通话质量、掉话、切换、拥塞均有显著影响。

如何降低或消除干扰是网络规划、优化的重要任务二、网络干扰产生的现象2。

1、当网络存在较大干扰时，手机用户经常会感觉到以下现象主被叫失败，主叫听到“嘟、嘟、嘟”后就掉线（不同的手机提示音可能不相同）。

通话过程中经常有断续、杂音、静音，甚至掉话。

2。

2、网络存在干扰时,从话统上看，会有以下现象上行干扰将体现在干扰带话统中.要结合干扰带门限设置和具体使用场景，例如边际网频率计划宽松，频点复用度不高，若话统中出现2级,就有可能存在干扰;而对于市区频率复用度大，若话统中出现4～5级，就要重点考虑是否有干扰存在。

SDCCH、TCH指配失败次数多。

掉话次数多或掉话率高。

切换成功率低。

接收电平/质量性能测量中出现高电平、低质量统计值比例高。

2。

3、路测会发现切换失败次数多。

高电平,低质量。

三、 GSM干扰源分类我们一般将干扰大致分为三类:硬件设备导致的干扰,网内干扰，网外干扰。

3。

1、硬件故障硬件的问题主要可以分为两类：一个是器件的老化导致大功率输出时异常频谱出现；另一个是天馈器件产生互调信号。

3。

1。

1、故障TRX故障：如果TRX因生产原因或在使用过程中性能下降，可能会导致TRX放大电路自激，产生干扰。

CDU或分路器故障：CDU中的分路器和分路器模块中使用了有源放大器，发生故障时，也容易导致自激。

3。

1。

2、互调干扰天线老化、跳线接头氧化、或连接故障等导致互调产生，导致小区高干扰.天线输入接头的清洁程度，机械性损伤，或者多次拆装造成内部的镀银层损坏和遗留在接头内的金属屑；天线接头安装不紧密或密封不良；密封在保护罩内部天线阵子被腐蚀；天线输入接头到天线阵子的馈电部分被腐蚀。

由地理位置远近产生的传输损耗之差可以通过设置一 定的相隔波道数Q加以平衡。
Q=(f2-f1)/∆f
干扰——邻道干扰
解决邻道干扰的措施：
提高邻道选择性 --提高对相邻频道干扰的抑制能力 提高阻带衰减 --提高对相近频道干扰的抑制能力 合理信道分配 --同一频道组频道之间设置相隔波道数
解决邻道干扰的主要方法
干扰——近端对远端比干扰（远近效应）
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。
干扰——近端对远端比干扰（远近效应）
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。

总结
外部噪声：种类、特点、影响 同频干扰：定义、产生原因、克服方法 互调干扰：定义、原因（发射机，接收机）、
有无三阶互调干扰的判断、 克服方法（MS发射机，BS接收机） 邻道干扰：定义、引入因素、抑制方法（载波邻道干扰比、 接收滤波器阻带衰减、隔离度）、解决措施 远近效应：定义、计算、减小措施
作业
干扰——邻道干扰
抑制方法——接收机滤波器阻带衰减 作用：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。
定义：这种滤除带外干扰使其尽可能衰减的能力称为阻带衰减。
A=Klog2(f2/f1)
K(dB/Oct)-衰减斜率
f1 =∆f/2 f2 = fu-(fd+ ∆f/2) fd为波道中心频率 fu为干扰波道频率 ∆f为波道间隔
因为2fi - fj fi 或fj ，与信号频率相近，所以可能进入 接收机通带，产生干扰。 若令：2fi - fj fx 将干扰fx

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。

VCO
PA

所以，发射信号带宽及接收机带宽都按16KHz设计，两边留 有一定的保护边带。

要保设发射信号带宽不超过16KHz，就要防止调制频偏超过 最大允许频偏（5KHz），为此载调制信号送入VCO(压控振荡器， 即调频振荡器)前加入瞬时频偏控制电路（IDC）：
调频发射机及IDC电路
MIC
放大
80dB 动态范围
► 等效噪声系数Fa
式中，k 波尔兹曼常数 Ta 等效噪声温度 (K) To 参考温度 噪声带宽(Hz , 近似等于RX中频带宽)
噪声功率（W） 基准噪声功率（W）
Fa为外部环境噪声超过基准噪声的dB数
电火花：
► ► ►
汽车气缸点火 电机电刷
电焊机等
4.1.3 环境噪声及多径衰落对话音质量的影响
第四章 噪声与干扰
引言 4.1 噪声 4.2 邻道干扰与同频道干扰 4.3 互调干扰 习题
►引言
移动信道利用无线电波传播信号, 信道是敞开 的, 很多因素都可能影响信号质量,信道条件 恶劣，主要包括两个方面： (1)传播损耗与衰落(第3章)； (2)噪声与干扰(第4章)。
4.1 噪声
4.1.1 噪声分类与特性 4.1.3 环境噪声及多径衰落对话音质量的影响 4.1.4 发射机噪声及寄生辐射
4.1.1 噪声分类与特性
接收机内部热噪声 内部噪声 发射机噪声及寄生辐射
自然噪声：大气噪声、宇宙噪声 (<100MHz) ╳
外部噪声
人为噪声：电火花噪声
各种噪声的功率谱见下图：
.
kToBN .
►
讨论：
(1). f >100MHz的移动通信工作频段，自然噪声（大气噪声、 太阳噪声、银河噪声）低于接收机内部噪声，可忽略不计。 移动通信中主要考虑人为噪声。 (2).人为噪声 ① 来源：人类电设备电火花的电磁辐射干扰 ② 特点：市区高于郊区，因为市区电火花设备多。 (3).用图估算噪声功率

频道n-1
频道n
频道n+1
调频波频谱
调频波的频带宽度为无限大，但当n＞4后，幅度将越来越小。边频分量落入邻道接收机的通 带内将造成干扰。
一、邻道干扰
2、解决措施
调制方式
• 降低发射机落入相邻频道的干扰功率，即减少发射机带外辐射。
• 提高接收机的邻道选择性。
• 在网络设计中，避免相邻频道在同一小区或相邻小区内使用。
➢ 如果测得的SIR值小于目标值，基站则命令移动台 加大功率。
功控频率：每480ms一 次，也就是1秒大约2次，
TD-SCDMA系统功控频率：每1秒200次 WCDMA系统功控频率：每1秒1500次
小结
类型
原因
邻道干扰 邻近频道边带
同道干扰 同频无用信号
移动通信环 境下的干扰
互调干扰
前端非线性
阻塞干扰2、解决措施三、互调干扰如何选择无三阶互调的频道组？
下列哪一信道组属于无三 阶互调干扰组？（ ） A、1，2，4，7 B、1，4，6，12 C、1，3，6，11 D、1，2，7，12
三、互调干扰
2、解决措施
• 利用计算机搜索得到具有最小频道数的无三阶互调的频道组，如下表所示。
无三阶互调频道
需要频道数 3 4 5 6
下行链路是否存在 远近效应？
补充：3G系统中每个用户都可以使用相同的频道，它 们是用不同的地址码进行区分。 远近效应最为严重！
五、近端对远端的干扰
2、解决措施
减小方法
（1）频道间隔：两个移动台所用频道拉开必要间隔； （2）移动台的自动功率控制：移动台端加自动(发射)功率控制(APC)，使所有工作 的移动台到达基站功率基本一致。
前端饱和

频率（MHz）
第3.3节、邻频干扰
3、接收机的邻频选择性。 可以从两个不同的方面来减小邻频干扰的影响：减小发射机的邻频辐射
和提高接收机的邻频选择性，得到的实际效果是相同的。
接收机邻频选择性是指接收机抑制邻频干扰的能力，它主要由接收机中 频滤波器的带外抑制度决定。 如果接收机具有良好的邻频选择性，能够最大程度地衰减发信机边带扩 展落到被干扰接收机阻带区域的干扰，就可以有效减轻邻频干扰的影响。 接收机中频滤波器的阻带衰减对远离接收机通带的干扰也要进行抑制， 这种带外干扰往往比较强，滤波器的阻带衰减必须可以提供足够的隔离 度，来抑制带外干扰。
第3.1节、噪声
Ta（ºK） 3×108 3×107 3×106 3×105 3×104 3×103 60 Fa（dB） 大气噪声 夏天 冬天 郊区人为噪声
50
40
市区人为噪声
30 典型的接收机热噪声 银河噪声
20
10 太阳噪声 （安静期） f（MHz） 50 100 1000 10000
To=290 3×10
人为噪声可以忽略不计。。
Fa（ dB），相对于kT0BN 100 城市商业区
80
城市居民区
60
郊区
40 农村 银河噪声
20
0
0.1
1
10
100
1000
频率（MHz
第3.1节、噪声
3、发射机的噪声辐射 人为噪声可能来自通信系统的外部，也可能来自通信系统的内部。在通
信系统内部，除了接收机的内部噪声以外，发射机的噪声辐射也会直接
的关系是相加，不管有没有信号，噪声都存在。加性噪声（简称噪声）的来
源是多方面的，一般分为：内部噪声和外部噪声（也称环境噪声）。 内部噪声是系统设备本身产生的各种噪声，例如，电阻类导体中电子的 热运动所引起的热噪声，半导体中载流子的起伏变化所引起的散弹噪声， 还有电源噪声和自激振荡产生的噪声等等。电源噪声等可以采取技术手 段消除，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。 外部噪声包括自然噪声和人为噪声，它们也属于随机噪声。在无线通信 系统中，无线信号是在空间开放传输的，因此外部噪声的影响较大。在 实际的通信工程中，我们最关心外部噪声主要是人为噪声。