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4.1噪声与干扰4.1.1噪声的分类移动信道中的噪声可以被分为内部噪声和外部噪声。外部噪声又可以被分为自然噪声和人为噪声。1.内部噪声内部噪声是系统设备本身产生的噪声,包括热噪声、散弹噪声等。这些噪声一般都是无法避免且波形不能准确预测的,一般将内部噪声作为随机噪声加以处理。2.外部噪声在移动信道中,外部噪声的影响较大。大气噪声、太阳噪声和银河噪声是自然噪声。人为噪声是由电气装置形成的电磁辐射,这种辐射噪声除了可以直接进入移动信道外,还可以通过电力线传播,并通过电力线和接收机天线的耦合进入接收机。2、同频道干扰与射频防护比在小区制通信系统中,为了提高系统的频率利用率,在一定的间隔距离以外,需要重复使用相同的频率,这种技术被称为频道复用。频道复用技术可以大大提高频率利用率,但时会带来同频道干扰。信号功率是随距离的增加呈指数倍衰减的,因此,具有相同频道的小区相距越远,同频道干扰越小,但同时会使频率的利用率降低。在满足通信质量的条件下,允许使用相同频道的小区间的最小距离被称为同频道复用的最小安全距离,简称同频道复用距离。为了保证通信质量,接收端的S/I必须大于协议规定的射频防护比。3、同频道复用距离在小区制系统中,保证信干比S/I大于射频防护比的主要办法是保证同频小区之间的距离大于同频道复用距离。由于信号的电平与干扰强度不仅与距离有关,而且与设备、地形地貌等许多因素有关。为了简化分析,我们假设系统内所有设备参数相同,地形地貌不发生变化。由上式可知,在理想情况下,信干比S/I仅与D/r有关,D/r被称为同频道复用保护距离系数。由对蜂窝系统的分析可知,同频道复用保护距离与小区的大小无关,而在所有小区形状、面积相同的假设前提下,与区群的大小N有关,。在蜂窝系统中,减小区群的大小N可以提高频率的复用率,但为了保证通信质量,必须选择合适的N值,保证信干比大于射频保护比。在静态情况下,若取射频保护比为8dB,可计算出D/r为2.6,要求N大于3。若考虑信号场强的变动,射频防护比取25dB时,D/r为5.2,要求N大于9。4.1.3互调干扰互调干扰是由传输信道中的非线性电路产生的,在移动系统中,我们重点考虑的是三阶互调干扰。互调干扰分为发射机互调干扰与接收机互调干扰两类。为减小互调干扰,可以依靠设备优良的互调抑制指标,也可以采用有效减小互调干扰的频道分配方法。1、发射机的互调干扰发射机的互调干扰一般出现在基站,是由于基站使用不同频率的发射机产生的干扰。2、接收机的互调干扰接收机的抗互调能力是用互调抗拒比表示,是输入的干扰信号与有用信号电平的比值。在我国公用移动通信系统中主要考虑三阶互调干扰,抗拒比指标为70dB。为了减小互调干扰,首先应当在接收机前端加入滤波器,以增强选择性,减少进入高放的强干扰。其次应当提高接收机前端电路的线性,减小互调干扰发生的可能性。3、无三阶互调的频道组在移动系统中,为了避免三阶互调干扰,可以通过合理选择频道组中的频道,使产生的新频率不可能落入任何工作频道。我们经常用频道序号差值来判断有无三阶互调干扰。如果频道组中的所有频道差值中出现相同数据,说明有三阶互调干扰。反之,则没有三阶互调干扰,我们将其称为无三阶互调干扰频道组。例3.1某信道组中有12个信道,试确定无三阶互调干扰的频道组。解:经计算机筛选,选择序号为{1,2,5,10,12}时,频道差值如下所示,没有相同值,是无三阶互调干扰组。4.2分集接收抗干扰措施----分集技术、纠错编码技术、自动功率控制技术4.2.1分集接收原理1.什么是分集接收所谓分集接收,是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理,以降低信号电平起伏的办法。CDMA----路径分集接收技术(RAKE)TDMA----自适应均衡技术(1)空间分集:在任意两个不同的位置上接收同一个信号,只要两个位置的距离大到一定程度,则两处所收信号的衰落是不相关的。为此,空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为d的天线,间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关,在移动信道中,通常取:市区d=0.5λ(4-1)郊区d=0.8λ(4-2)(2)频率分集:由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的,因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息,以实现频率分集。根据相关带宽的定义,即(3)极化分集:由于两个不同极化的电磁波具有独立的衰落特性,因而发送端和接收端可以用两个位置很近但为不同极化的天线分别发送和接收信号,以获得分集效果。(4)场分量分集:由电磁场理论可知,电磁波的E场和H场载有相同的消息,而反射机理是不同的。(5)角度分集:角度分集的作法是使电波通过几个不同路径,并以