第3章 移动信道的噪声和干扰

第3章 移动信道的噪声和干扰

第3章 移动信道的噪声和干扰 章

3.1 人为噪声和移动通信中的主要干扰 3.2 邻道干扰

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3.1.1 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。

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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。

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60 50 40 30 20 10 0

Ta 等等热热等吸10 lg T0

/ dB(超超T0Bi的dB 吸) k

环环热热环幅 a / K T3×10 7

放大热热

城城 郊郊 热热 郊郊 郊郊 热热 银银 热热典典接吸发典典热热 太太热热

3×10 6 3×10 5 3×10 4 3×10 3 3×10 2 3×10 1000 2000

-1010 20

40

60

100

200

400

600

f / MHz

图 3 - 1 外部噪声的功率与频率的关系

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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。

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信信 同同

有有信

信

同同 信信

图 3 - 2 移动通信中的干扰示意图

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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25 kHz。 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。

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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+mfsin t) 式中， ω0为载波角频率； mf为调制指数； 号角频率。 为调制信

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经展开运算后， 上式可写成

s (t ) =

n = ∞

∑J

∞

n

( m f ) cos[(ω0 + n )t ]

=J0(mf)cosω0t 载频 +J1(mf) cos(ω0+ )t-J1(mf) cos(ω0- )t 第一对边频 +J2(mf) cos(ω0+2 )t-J2(mf

) cos(ω0-2 )t第二对边频 +J3(mf) cos(ω0+3 )t-J3(mf) cos(ω0-3 )t第三对边频 +… +Jn(mf) cos(ω0+n )t-(-1)nJn(mf) cos(ω0-n )t 第n对边频

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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 fTR, 在最坏情况下， 落入邻道的 最低边频次数为

Br 0.5Bi fTR n= Fm

(3 - 1)

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fB (a) Br

f

F fB Bi (b)

Jn Jn+1 fA Bi f

图 3 - 3 调制边带扩展干扰

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(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， 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。

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话话

预预预

放放

限幅

邻信同同低低空 调调空

图 3 - 4 IDC电路

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U Us(信信) Un(热热热)

U

Us(信信)

Un(热热热)

0 (a)

f

0 (b)

f

图 3 - 5 预加重原理图

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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。

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2 kHz

1 kHz

500 Hz

相调

预预预 放放相相

限幅相相

低低低低空相相

图 3 - 6 IDC电路的波形

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同频 / kHz5 4 3 2 1

kH z

2

kH z

调调同调kH z 1 Hz

3

50 0

0.5

-15

-10

-5

30 0

Hz

0

5

10

调调相调 / dBm

图 3 - 7 IDC电路特性

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(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。

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相相相相相相/ dB

30 20 10 0 0.5 1 2 3

实实

理理Fm 3

40 lg

6

f / kHz

图 3 -

8 邻道干扰滤波器特性

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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。

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N / dB / Hz S oB N S oB

fB (a) B

f-fB / kHz

fB Br (b)

fA Bi

f-fB / kHz

图 3 - 9 发射机边带噪声干扰

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/9pmj.html