移动信道的噪声和干扰

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1、第3章移动信道的噪声和干扰3.1人为噪声和移动通信中的主要干扰3.2邻道干扰3.1人为噪声和移动通信中的主要干扰3.1.1人为噪声外部噪声分为自然噪声和人为噪声两类。自然噪声主要是指大气噪声、宇宙噪声和太阳噪声。人为噪声主要指电气设备的噪声，如电力线噪声、工业电气噪声、汽车或其它发动机的点火噪声等。人为噪声是由汽车点火系统、电机电器、电晕放电等电磁辐射造成的。人为噪声多属于脉冲性噪声。大量的噪声混在一起，还可能形成连续性噪声，或连续性噪声中叠加有脉冲性噪声。频谱分析表明，这种噪声的频谱较宽，而且噪声强度随频率的升高而下降。各种外部噪声的功率与频率的关系如图3-1所示。图3

2、-1外部噪声的功率与频率的关系3.1.2移动通信中的主要干扰在移动通信系统中，基地站或移动台接收机必须能在其它通信系统产生的众多较强干扰信号中，检出较弱的有用信号。图3-2所示是这种情况下的一个典型例子。图3-2移动通信中的干扰示意图3.2邻道干扰3.2.1邻道干扰邻道干扰是指相邻的或邻近频道之间的干扰。模拟移动通信系统广泛使用的VHF、UHF电台，频道间隔是25kHz。由于调频信号的频谱很宽，理论上有无穷边频分量，因此，当其中某些边频分量落入邻道接收机的通带内时，就会造成邻道干扰。1.调制边带扩展干扰调制边带扩展干扰是指语音信号经调频后，它的某些边带频率落入相邻信道形成

3、的干扰。以调频方式传输语音信号时，要计算信号调制边带扩展干扰是比较复杂的。为简化计算，常采用单音频调频波进行分析。单音频调频波的表达式为s(t)=cos(ω0t+mfsinΩt)式中，ω0为载波角频率；mf为调制指数；Ω为调制信号角频率。经展开运算后，上式可写成=J0(mf)cosω0t载频+J1(mf)cos(ω0+Ω)t-J1(mf)cos(ω0-Ω)t第一对边频+J2(mf)cos(ω0+2Ω)t-J2(mf)cos(ω0-2Ω)t第二对边频+J3(mf)cos(ω0+3Ω)t-J3(mf)cos(ω0-3Ω)t第三对边频+…+Jn(mf)cos(ω0+nΩ)t-(

4、-1)nJn(mf)cos(ω0-nΩ)t第n对边频设调频波的第n次边频落入相邻信道，如图3-3（b）所示(第（K-1）信道发射机的调制边带第n次边频落入第K信道)。再考虑到收发信机由于频率不稳定而造成的频率偏差ΔfTR，在最坏情况下，落入邻道的最低边频次数为(3-1)图3-3调制边带扩展干扰（1）瞬时频偏控制（IDC）。瞬时频偏控制是指对调频波的最大频偏进行瞬时的自动控制过程。在采用直接调频产生调频波时，只要在调频电路前端加一限幅电路，就能把调制语音幅度限定在一定范围之内，因而可以有效的把产生的瞬时频偏限制在要求的范围之内，从而使调制边带扩展干扰降到-140dBW以下，

5、以保证通信时基本上不受干扰的影响。具有瞬时频偏控制功能的方框图如图3-4所示。图3-4IDC电路图3-5预加重原理图经预加重后，频率较高部分由于幅度较大，在经调制后产生的频偏就有可能因为过大而造成邻道干扰，为此，引入了限幅器。限幅器使输出幅度被限制在一定范围之内，从而避免了频偏过大造成的邻道干扰，如图3-6所示。图3-7给出了瞬时频偏控制电路的特性。由图3-7中可以看出，频偏最大保持在5kHz。图3-6IDC电路的波形图3-7IDC电路特性（2）邻道干扰滤波器（低通滤波器）。经积分放大输出的信号，尤其是高频端，将产生波形失真，即出现很多高次谐波成分。如果不滤除的话，就会使

6、边带频谱变宽，从而使邻道干扰更加严重。所以，通常在IDC电路之后插入一个低通滤波器，把带外高音频成分抑制掉。这个滤波器就称为邻道干扰抑制滤波器。它是锐截止低通滤波器，其滤波特性如图3-8所示。图3-8邻道干扰滤波器特性2.发射机边带噪声干扰发射机边带噪声干扰是指存在于载频两侧的噪声，如图3-9（a）所示。边带噪声愈靠近载频，幅度愈大。边带噪声的大小，主要取决于振荡器、倍频器的噪声，IDC电路和调制电路的噪声以及电源脉动等引起的噪声。图3-9发射机边带噪声干扰3.2.2同道干扰同道干扰亦称同频干扰，是指相同载频电台之间的干扰。在电台密集的地方，若频率管理或系统设计不当，就会

7、造成同频干扰。在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用相同的频率，这称为同信道复用。图3-10为同频单工方式的同道干扰示意图。基地站A、B的小区覆盖半径为r，两个基地站相隔一定距离同频工作。如果基地站A接收机输入端的有用信号与同频干扰比值等于射频防卫比，则此时两基地站之间的距离（即同频复用距离）D等于被干扰的接收机至干扰发射机的距离DI。也可表示为式中，D／r称为同信道复用比或同频复用比。图3-10同频单工方式同道干扰示意图在双工情况下，收发使用不同频率，移动台M处于最易受到基地站B干扰的位置，图3-