03第三讲蜂窝移动通信系统.ppt

前文回顾 移动通信的基本概念 移动通信的发展历程和现状 移动通信中的关键技术 移动通信的特殊性 通信介质（无线信道）的特殊性 通信终端的特殊性 移动通信原理与应用 移动通信中的噪声和干扰 噪声 内部噪声/人为噪声/自然噪声 邻道干扰 同频干扰 互调干扰 多址干扰 噪声对移动通信的影响 人为噪声主要表现为车辆点火噪声 噪声强度随地点的分布近似服从对数正态分布 噪声对话音质量产生恶化 车辆在行进的动态过程中，恶化量为达到静态条件下一样的话音质量所需的接收电平增加量 邻道干扰 来自相邻或者相近的频道的干扰 邻道干扰 由于工作频带紧随的若干频带的寄生边带功率、宽带噪声、杂散辐射等产生的干扰 移动通信网内，一组空间分散的临近工作频道引入的干扰 1、发信边带扩展：发信频谱超出限定的宽度，成为落到相邻频道的带外辐射干扰。 【如我国在第一代移动通信系统中规定，在160MHz和450MHz频段，落在相邻频道16KHz带内的干扰功率，应较载波功率低70dB。解决方法：拉宽频率间隔；发信端使用滤波器】 2、发信机边带噪声 存在于发信机载频的两侧，而且噪声频谱很宽，可能在数M赫兹内对接收机产生干扰 邻道干扰 3、发信机的杂散辐射 在有用带宽以外的某些频率点上的寄生辐射，如发信机内部的源的寄生辐射等 4、蜂窝网内临近信道的干扰 网内距离最小，具有讨论价值的频道间的干扰 同频干扰 所有落在接收机通带内，与有用信号频率相同或者相近的无用信号所产生的干扰。同频干扰在诸多干扰因素中主要地决定了蜂窝系统的通话质量。 由于产生同频干扰的无用信号与有用信号具有非常相似甚至相同的信号特征，而且和有用信号表现为加性，所以接收端无法滤除和抑制同频干扰。 同频干扰——产生的原因 同频干扰产生主要原因是蜂窝移动通信系统中采用了频率复用来提高频谱利用率，因此同频干扰不可避免。 同频干扰-频率复用率 对同频干扰和同频复用距离的研究是小区制移动通信网频率分配的依据 规定射频防卫度：达到主观上比较满意的接收质量时，射频信道与干扰信号的比值。亦即，接收信号与同频干扰的比值必须大于射频防卫度。一般规定话音4级时17dB，3级时12dB。 同频干扰 几个定义： 同频小区：使用相同频率的小区。 R：小区半径 同频复用距离(D)：两个同频基站之间的距离。 Q=D/R:同频复用比 同频干扰 假设：A、B两个基站具有相同的设备参数，发射功率同为归一化功率Pt（dBW）。移动台MS此时应该具有最小的载干比（最大的同频干扰）。LS为基站A到MS的路径损耗，LI为基站B到MS的路径损耗。那么，易知：- MS接收到 A基站的输入信号功率为：C= Pt - LS MS接收到B急诊的同频干扰功率为：I= Pt - LI 设DS、DI分布为MS到基站A和基站B的距离，λ为信号的波长，α为衰落指数，可以取2～4，路径损耗由以下公式给出：LS=(4πDS /λ)α LI=(4πDI /λ)α 以dB表示信号/干扰之比 互调干扰 当多个不同频率的信号加到非线性器件上时，非线性变换将会产生许多组合频率，其中一部分可能会落到接收机通带内，从而对有用信号产生干扰，成为互调干扰。 产生原因 发射机功率放大器的非线性性 接收机高频放大器或者混频器的非线性性 一般分析互调干扰是只需要考虑三阶的互调干扰 多址干扰 CDMA系统的蜂窝系统中，所有的用户在同一频率上同一时间上工作，通过一系列正交码字来区别各个用户。如果由于无线环境造成码字的非完全正交性，必然会产生码间干扰。 多址干扰是CDMA系统的主要干扰，因此决定了CDMA系统的容量。 问题1 蜂窝概念的引入 蜂窝概念的引入 早期的移动通信网一般是大区制 主要特点： 基站天线很高，几十～几百米 基站发射功率大：50～200W 覆盖半径：30～50km 优点：网络结构简单，成本低 缺点：频谱利用率低，服务性能差，容量小，一般用户几十～几百个，一般用于专网。 蜂窝概念的引入 提高覆盖半径是大区制需解决的问题 决定覆盖半径的因素： 地球的曲率限制了传输的极限范围 地形环境影响，信号传播可能产生盲区 多径反射限制了传输距离 移动台发射功率小，上行信号传输距离有限（上下行传输增益差可达6～12dB） 蜂窝概念的引入 解决上行问题的办法： 设置分集接收台 基站发射用全向天线，接收用定向天线 提高基站接收灵敏度 蜂窝概念的引入 出发点： 解决或者缓和有限的频谱资源和用户容量之间的矛盾 目的 1、解决无缝覆盖问题 2、通过某种机制提升通信系统用户容量 蜂窝系统-----小区制系统 1974年Bell实验室提出蜂窝移动通信系统 蜂窝系统——小区制系统 基本小区有：