移动通信中的噪声和干扰.ppt

第9章移动通信中的噪声和干扰 内容 移动通信中的主要噪声 移动通信中的主要干扰 9.1 移动通信中的噪声 噪声的类型 噪声系数 降低噪声的方法 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 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 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 移动通信中一般要求人为噪声功率限制在-110dBm以下 抑制人为噪声的方法 屏蔽、滤波 接收机采用噪声限制器、噪声熄灭器等 9.1.2噪声系数 噪声：内部固有的，由系统材料和器件物理学产生的自然扰动。 衡量噪声的指标：噪声系数NF 信噪比：衡量噪声对信号的影响程度 SNR：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，信号传输质量越高 信号在传输中，噪声会累积，所以信噪比不断恶化（下降） 只有理想放大器的输出信噪比等于输入信噪比 多级级联放大器中，第一级噪声源影响最大 9.1.3降低噪声的方法 多级的级联放大器中，虽然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，首先必须着重于如何使第一级放大器设计最佳 选择低噪声器件是降低噪声的基本方法 场效应管具有比晶体管小得多的最佳噪声系数 一般薄膜电阻比实心电阻噪声小薄膜电阻中，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 对于基站来说，改善上行信号接收时的噪声影响可在塔顶天线与馈线连接处加装塔顶放大器 塔顶放大器 目的：改善上行信号质量 接收机第一级的噪声影响最大 采用低噪声放大器 基站采用塔顶放大器 塔顶放大器就是在基站接收系统的前端即紧靠接收天线的位置增加一个低噪声放大器，以改善基站的接收性能 塔顶放大器原理 塔顶放大器对改善上行链路性能的作用可分为改善噪声系数和提高基站系统的接收灵敏度两个方面 塔顶放大器降低了基站接收系统的噪声系数、有效改善上行信号，提高基站系统的接收灵敏度 塔顶放大器的作用 扩大基站有效覆盖范围 在移动通信系统中，由于基站和移动台发射功率和接收灵敏度的差异，会造成上、下行功率不平衡 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 塔顶放大器的种类及应用 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 当然，在工程实际中，对塔放的避雷、馈电、防水及故障的自动告警和自动旁路等功能都应精心设计 9.2 移动通信中的主要干扰 互调干扰 邻道干扰 同频干扰 9.2.1 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 互调产生的原因 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 三次项：三阶互调 五次项：五阶互调 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 接收机互调处于互调关系的多个信号同时进入一个接收机，由于接收机高放或混频的非线性而产生互调干扰 外部互调(生锈螺栓效应)在发射机附近金属接头件生锈或腐蚀及不同金属接触处，在强射频场中产生检波作用而产生互调信号辐射（天线、天线螺栓接触不良或生锈） 产生互调干扰的条件： 多个信号同时加到非线性器件上产生大量互调产物； 无线系统间，系统内频率和功率关系不协调； 对接收机互调而言，所有干扰发射机和被干扰接收机同时工作 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 幅度最大、影响最严重的是有用信号附近的三阶互调产物 2. 三阶互调 三阶互调的概念 三阶互调的类