1、移動通信技術 基本原理課程結構概述概述1移動通信的電波傳輸移動通信的電波傳輸2移動通信的干擾和噪聲移動通信的干擾和噪聲3移動通信的基本技術移動通信的基本技術4移動通信的組網技術移動通信的組網技術53.移動通信的噪聲與干擾移動通信的噪聲與干擾3.13.1噪聲和干擾的基本概念噪聲和干擾的基本概念3.23.2鄰道干擾鄰道干擾3.33.3同道干擾同道干擾3.43.4互調干擾互調干擾移動通信系統是干擾受限系統！如何在強干擾下檢測出微弱的有用信號？3.1噪聲和干擾的基本概念噪聲和干擾的基本概念干擾和噪聲無處不在！干擾和噪聲無處不在！大 氣 噪 聲熱 噪 聲宇 宙 噪 聲自 然 噪 聲人 為 噪 聲外 部

2、噪 聲散 彈 噪 聲熱 噪 聲電 源 噪 聲內 部 噪 聲噪 聲噪聲的來源及分類：噪聲的來源及分類： 噪聲是指使通信質量受到損害的，且與所傳輸的信號無關的各種形式的寄生干擾的總稱。3.1噪聲和干擾的基本概念噪聲和干擾的基本概念噪聲的來源及分類：噪聲的來源及分類： 依據特征不同，噪聲可分為單頻噪聲，脈沖噪聲單頻噪聲，脈沖噪聲和起伏噪聲三起伏噪聲三種。 單頻噪聲：單頻噪聲：一種連續波的干擾（如外臺信號），它可視為一個已調正弦波，但其幅度、頻率或相位是事先不能預知的。脈沖噪聲：脈沖噪聲：突發的幅度較大，而持續時間較短的脈沖。如汽車發動機所產生的點火噪聲。起伏噪聲：起伏噪聲：以熱噪聲、散彈噪聲及宇宙噪

3、聲為代表的噪聲。這些噪聲可認為是一種高斯噪聲，且在相當寬的頻率范圍內具有平坦的功率譜密度。3.1噪聲和干擾的基本概念噪聲和干擾的基本概念3.1噪聲和干擾的基本概念噪聲和干擾的基本概念另根據統計測試表明，噪聲強度隨地點的分布近似服從對數正態分布另根據統計測試表明，噪聲強度隨地點的分布近似服從對數正態分布 鄰道干擾定義及來源鄰道干擾定義及來源：指來自于相鄰或相近頻道的干擾。鄰道干擾的來源如下： 來自相鄰若干波道的寄生輻射 移動通信網內鄰近工作頻道引入的干擾 調制邊帶擴展干擾：調制邊帶擴展干擾：指話音信號經調頻后，某些邊帶頻率或邊頻分量落入鄰道接收機的通帶內，造成調制邊帶擴展而干擾鄰道。具體表現：具

4、體表現：移動臺靠近基站時，移動臺發射機的調制邊帶擴展和邊帶輻射噪聲對正在工作的基站接收機產生的干擾。3.2鄰道干擾鄰道干擾實例實例1 1：msmsa a移動到小區的邊緣，這時移動到小區的邊緣，這時bsbs接收到來自接收到來自msmsa a的的信號很弱。而信號很弱。而msmsb b正接近于此小區的正接近于此小區的bsbs且工作于鄰近頻道。在且工作于鄰近頻道。在這種情況下，這種情況下，msmsb b將對將對bsbs接收接收msmsa a的信號產生較強的鄰道干擾。的信號產生較強的鄰道干擾。這種干擾情況也稱作這種干擾情況也稱作遠近效應遠近效應。3.2鄰道干擾鄰道干擾減小遠近效應的有效措施如下：減小遠近

5、效應的有效措施如下：避免相鄰或相近的頻道在同一個小區使用。采用功率控制技術，使所有移動臺發射的信號在到達基站時的功率大致相同實例實例1 1實例實例2 2實例實例2 2：克服鄰道干擾有下列措施：克服鄰道干擾有下列措施：u嚴格限制調制信號帶寬，如采用鄰道干擾濾波器u降低發射機本身的邊帶噪聲功率；u在無線近區設置強信號吸收裝置；u移動臺采用自動功率控制裝置；u網絡設計時加大頻道間隔，或使相鄰的頻道不在同一小區甚至相鄰小區內使用； 加大移動臺與移動臺之間，基站收發機之間的收發頻率差。如gsm系統是45mhz。3.2鄰道干擾鄰道干擾同頻復用：同頻復用：在蜂窩系統中為提高頻率利用率將一組頻率分配給相隔一定

6、距離的多個服務小區使用。同道干擾（也稱同頻干擾）同道干擾（也稱同頻干擾）是指所有落在接收機通帶范圍內的與有用信號頻率相同的無用信號的干擾。由于頻率相同，因而無法濾除和抑制它。復用距離復用距離越近，同頻干擾同頻干擾就越大，但頻率利用率越頻率利用率越高復用距離復用距離越遠，同頻干擾同頻干擾就越小，但頻率利用率越頻率利用率越低射頻（射頻（rfrf）防護比：）防護比：保證接收信號的質量，必須使接收端的有用信號電平與干擾電平之比s/i大于某個數值。3.3 同道干擾（同頻干擾）同道干擾（同頻干擾）實例：在實例：在cdmacdma系統中，所有用戶使用的是同一個工作頻率，系統中，所有用戶使用的是同一個工作頻率

7、，因而其遠近效應更為突出！因而其遠近效應更為突出！改善同頻道干擾主要采用以下幾種措施：改善同頻道干擾主要采用以下幾種措施：（1）調整基站發動機功率或天線高度，使重疊區落在人煙稀少的地區。（實際操作難以把握） （2）合理規劃基站布局、配置工作頻率。（3）在滿足一定通信質量要求前提下降低頻率復用次數。（4）采用定向天線，減少同頻干擾。3.3 同道干擾（同頻干擾）同道干擾（同頻干擾）1 1、互調干擾的產生原因、互調干擾的產生原因互調干擾：互調干擾：當兩個或多個不同頻率的信號同時輸入到非線性電路時，由于非線性的作用，會產生許多諧波諧波和組合頻率分量（互調產物），組合頻率分量（互調產物），當互調產物與所

8、需信號頻率相接近且電平足夠大時與所需信號頻率相接近且電平足夠大時會順利地通過接收機而對有用信號形成干擾，即為互調干擾。2 2、互調干擾產生的條件：、互調干擾產生的條件：系統中存在非線性器件；互調產物落在了有用信號頻譜范圍之內而進入到接收機；輸人信號的功率足夠大，產生了幅度較大的互調干擾成分。對接收機互調而言，所有干擾發射機和被干擾接收機同時工作無線系統間，系統內頻率和功率關系不協調3.4互調干擾互調干擾3.4互調干擾互調干擾3 3、常見互調產物的類型、常見互調產物的類型三階互調干擾類型2信號三階互調： 2a-b（三階i型）3信號三階互調：a+b-c（三階ii型）五階互調產物3a-2b，3a-b

9、-c，2a+b-2c，2a+b-c-d，a+b+c-2d，a+b+c-d-e a3a5，故一般只考慮三階互調干擾 3.4互調干擾互調干擾n個等間隔信道間的三階互調干擾（頻率關系）fx、fi、fj、fk分別為x、i、j、k信道的載頻 fi=f0+bcifj=f0+bcj fk=f0+bckci是頻道序號b1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12f03.4互調干擾互調干擾（三階i型）（三階ii型）3 3、判斷互調產物的方法、判斷互調產物的方法差值列陣法差值列陣法工程上常用差值列陣法判斷差值列陣法判斷信道間是否存在三階互調干擾。根據信道序號來判斷三階互調情況。任意兩個信道序號之差相等即d

10、xi=djk ，就構成無三階互調信道組。頻率利用率低，頻道數量大，適用于信道數不多的情況注意：此時三階互調依然存在，只未落入本系統工作頻道注意：此時三階互調依然存在，只未落入本系統工作頻道內，但可能對其他系統產生干擾內，但可能對其他系統產生干擾 。 3.4互調干擾互調干擾實例實例1 1： 給定給定1 1，3 3，4 4，1111，1717，2222，2626號信道，問是號信道，問是否存在三階互調干擾？否存在三階互調干擾？解：根據三階互調公式，其信道序號差值如圖所示圖中無相同數值，表示無三階互調！圖中無相同數值，表示無三階互調！ 3.4互調干擾互調干擾實例實例2 2： 給定給定1 1，2 2，4

11、 4，8 8，1 13 3，2 21 1，3131號信道，問是否號信道，問是否存在三階互調干擾？存在三階互調干擾？圖中無相同數值，表示無三階互調圖中無相同數值，表示無三階互調 3.4互調干擾互調干擾解：根據三階互調公式，其信道序號差值如圖所示4 4、發射機互調干擾、發射機互調干擾產生原因：產生原因：發射機互調干擾的產生主要是因為在基站使用了多部工作于不同頻率的發射機，由于這些發射機離得很近，信號通過電磁耦合或其他途徑竄人另一個發射機中并通過末級功放等非線性處理而產生互調。3.4互調干擾互調干擾互調產物受到的全部損耗為互調產物受到的全部損耗為l=ll=lc c+l+li i+l+lp p耦合損耗

12、耦合損耗l lc c：發射機1的輸出功率與進入發射機2的輸出端的功率之比，分用天線時垂直分離隔離度較大。一般大于30db互調轉換損耗互調轉換損耗l li i：在發射機2輸出端上，來自發射機1的功率與來自發射機2的信號產生的互調產物的功率之比，一般為520db，典型值為15db，且與頻距有關。傳輸損耗傳輸損耗l lp p：發射機2輸出端到被干擾接收機輸入端間互調干擾信號的傳輸損耗。3.4互調干擾互調干擾解決辦法：解決辦法：天線共用器：多臺發射機共用一付天線，或天線合路通過3db耦合器、單向環形器、諧振腔天線共用器盡量增大發射機間的耦合損耗，如分用天線時，加大發射機天線間距離；采用單向隔離器件，并

13、增大頻率間隔離度。 系統系統設計時，盡量選用無三階互調信道組工作 為減小ms發射機互調干擾采用自動功率控制3.4互調干擾互調干擾適用于少發射機的天線共用器適用于少發射機的天線共用器傳輸損耗：傳輸損耗：正向傳輸損耗0.8db 反向傳輸損耗20db3.4互調干擾互調干擾適用于多發射機的天線共用器適用于多發射機的天線共用器3.4互調干擾互調干擾5 5、接收機互調干擾、接收機互調干擾產生原因：產生原因： 接收機前端帶寬比較寬，多個強干擾進入前端電路，經過高頻放大器和混頻器等非線性處理，就會產生一些互調產物，對所接收的信號產生干擾。接收機互調干擾在基站和移動臺中都可能發生。產生情況：產生情況： 移動臺接

14、收機互調：基站忙時，多個發射機同時工作。 基站接收機互調：基站附近多個移動臺同時工作。3.4互調干擾互調干擾解決辦法：解決辦法：減小接收機前端的非線性程度，即減小互調產物的幅度。提高接收機前端的選擇性，抑制干擾信號的侵入。ms采用自動功率控制，避免有強干擾信號侵入接收機形成較強的互調干擾。減小無線區半徑，降低最大接收電平 。盡量選用無三階互調信道組。3.4互調干擾互調干擾作業1 1、移動通信系統中主要干擾有哪些？、移動通信系統中主要干擾有哪些？2 2、互調產物產生的原因是什么？、互調產物產生的原因是什么？3 3、減小發射機和接收機互調干擾的措施是什么？、減小發射機和接收機互調干擾的措施是什么？4 4、已知發射機、已知發射機t1t2t1t2輸出功率為輸出功率為10w,10w,發射機互調轉效損耗為發射機互調轉效損耗為15db15db，已知單向器正向損耗（插入損耗）為已知單向器正向損耗（插入損耗）為1db1db，反向隔離度為，反向隔離度為20db20db，混合電器正向損耗為混合電器正向損耗為3db,3db,隔離度為隔離度為25db25db，試求到達天線上的互調，試求到達天線上的互調產物的功率（產物