湖南工业大学课程设计组网干扰

1、课 程 设 计资 料 袋计算机与通信 学院（系、部） 2014-2015 学年第 二 学期课程名称： 移动通信 指导教师： xxx 职称： xxx 学生姓名： xx 专业班级 xxxxxxx 学号 xxxxxxxx设计题目： 组网干扰 成 绩： 起止日期： 2015 年 6 月 24 日 至 2015 年 6 月 30 日目录清单序号材料名称资料数量备注1课程设计任务书1份2课程设计说明书1份15张3456湖南工业大学课程设计任务书2014 2015学年第2学期计算机与通信 学院 通信工程 专业 通信1203 班级课程名称： 移动通信 设计题目： 组网干扰 完成期限：自 2015 年 6 月

2、24 日至 2015 年 6 月 30 日共 1 周内容及任务一、设计的主要技术参数使用移动通信试验箱组成一个收发信机系统，然后调节另外一个试验箱使之产生同频道干扰，邻道干扰，互调干扰和衰减模式，研究干扰的产生和消除干扰的条件，每个频点的频带宽度25 kHz。发送频率范围为49-49.475 MHz。二、设计任务主要内容：用两台实验仪及示波器观察同频道干扰、邻道干扰、互调干扰，并进行分析主要任务：1、 完成电路设计；2、 完成电路实际搭建和实现；3、完成组网干扰的各项性能测试。三、设计工作量1周完成进度安排起止日期工作内容6月24日分组、任务分配、课题理解6月25日-6月26日功能分析、电路设

3、计和实现6月27日-6月29日实验验证和测试6月30日总结、书写实验报告参考资料(1) 李建东等. 移动通信.西安电子科技大学出版社.2006.7(2)吴伟陵.移动通信原理.电子工业出版社.2005.11(3)蔡涛等译.无线通信原理与应用.电子工业出版社.2001.4 (4)及燕丽等.现代通信系统.电子工业出版社.2002.6.指导教师（签字）： 年 月 日系（教研室）主任（签字）： 年 月 日移动通信设计说明书组网干扰起止日期： 2015年 6 月 24日 至 2015年 6 月 30日学生姓名 xx班级xxxxxxx学号xxxx 成绩指导教师(签字)计算机与通信学院2015年 6 月 30

4、 日课题名称组网干扰人数5人组长组员内容及任务一、设计的主要技术参数 使用移动通信试验箱组成一个收发信机系统，然后调节另外一个试验箱使之产生同频道干扰，邻道干扰，互调干扰和衰减模式，研究干扰的产生和消除干扰的条件，每个频点的频带宽度25 kHz。发送频率范围为49-49.475 MHz。二、设计任务主要内容：用两台实验仪及示波器观察同频道干扰、邻道干扰、互调干扰，并进行分析。主要任务：1、完成电路设计；2、完成电路实际搭建和实现；3、完成组网干扰的各项性能测试。三、设计工作量 1周完成进度安排起止日期工作内容6月24日分组、任务分配、课题理解6月25日-6月26日功能分析、电路设计和实现6月2

5、7日-6月29日实验验证和测试6月30日总结、书写实验报告参考资料(1) 李建东等. 移动通信.西安电子科技大学出版社.2006.7(2)吴伟陵.移动通信原理.电子工业出版社.2005.11(3)蔡涛等译.无线通信原理与应用.电子工业出版社.2001.4 (4)及燕丽等.现代通信系统.电子工业出版社.2002.6. 指导教师（签字）： 年 月 日 系（教研室）主任（签字）： 年 月 日 目录一、设计目的2二、设计原理21、同频干扰。22、邻道干扰23、互调干扰4三、性能测试51、观测同频道干扰52、观测邻道干扰53、观察互调干扰6四、实验数据8五、心得体会14一、设计目的 了解移动通信系统中同

6、频道干扰、邻道干扰、互调干扰产生的原因及降低这些干扰的措施。同时利用专用集成电路TH71221外加晶振和一些外围电路组成收发信机电路，然后观察组网干扰，可以利用移动通信实验箱完成。二、设计原理1、同频干扰。所谓同频干扰，即指无用信号的载频与有用信号的载频相同，并对接收同频有用信号的接收机造成的干扰。现在一般采用频率复用的技术以提高频谱效率。当小区不断分裂使基站服务区不断缩小，同频复用系数增加时，大量的同频干扰将取代人为噪声和其它干扰，成为对小区制的主要约束。这时移动无线电环境将由噪声受限环境变为干扰受限环境。当同频干扰的载波干扰比CI小于某个特定值时，就会直接影响到手机的通话质量，严重的就会产

7、生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。 C/I同频干扰保护比: C/I=9DBC/I12DB工程中 C/A邻频干扰保护比: C/A=-9DBC/A-6DB工程中甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=+3dB反之,甲功率比乙功率小一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg0.5=-3dB。2、邻道干扰 所谓邻频干扰，即指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。由于频率规划原因造成的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大，均会引起邻频道干扰。当邻频道的载波干扰比CI小于某个特定值时，就会直接影响到手

8、机的通话质量，严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。简单的说，同频干扰就是在指定位置接收到的频率有两个或以上的相同频率，当C/I不满足是即为干扰，这个保护比在GSM规范中为大于等于9dB，在工程应用中长定义为大于等于12dB。同理，邻频干扰即是相邻近的频率造成的干扰，其保护比在GSM规范中为大于等于-9dB，在工程应用中长定义为大于等于-6dB。根据空间接口中信号的解调要求，GSM规定同邻频保护比满足以下要求：同频载干比：C/I9dB；工程中加3dB的余量，即C/I12dB；所谓C/I就是专门指当不同小区使用相同频率时，其它小区对服务小区产生的干扰，当然广义上还应考虑空间所有落在此

9、频点范围内的非有用信号的电磁波能量。邻频抑制比：C/A9dB；工程中加3dB的余量，即C/A6dB；所谓C/A是指在频率复用情况下，服务小区周围所有邻频信号（载波偏离200KHz）对服务小区频道的干扰。载波偏离400KHz 的载干比要求为：C/2A-41dB。只要大于功率在以内就可以。当接收的邻频E1信号电平比主导频点E0信号电平高超过6dB时,主导频点E0就会受到E1的邻频干扰，邻频干扰主要牵扯到频点规划。当手机在通话状态下占用A频点，而同时在你的主用小区可以收到与A频点相邻的B频点，且B频点电平值高过A频点9dB时，既是所谓的邻频干扰，至于-400kHz的频点高于A频点41dB可能性不大，

10、所以在做频点规划时，只需分析是否有主用小区周围与A频点号相邻的频点号可能进入就可以了。原则上频点规划就是使用户所在的小区不会收到与该小区所配置频点相同或相邻频点的信号，这才是频点规划的王道啊！高于6dB通话质量便会变的很差！功控主要是解决MS到BTS的距离在发生变化时的手机的发射功率问题，以省电为最终目的。最后所谓的两个值应该是邻频点号和该频点的功率值吧。基本上在测试时我们先记录几个邻小区的BCCH（较强的）和对应的功率值，回家再用mapinfo看看这些小区内有没有与你测试时主用小区配置频点相同相邻的频点。邻频干扰，即指干扰台邻频道功率落入接收邻频道接收机通带内造成的干扰。由于频率规划原因造成

11、的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大，均会引起邻频道干扰。当邻频道的载波干扰比小于某个特定值时，就会直接影响到手机的通话质量，严重的就会产生掉话或使手机用户无法建立正常的呼叫。3、互调干扰 互调干扰：是指几个不同频率的信号通过非线性电路时，会产生与有用信号频率相同或相近的频率组合，而对通信系统构成的一种干扰。根据IS95规范和国家无委的检测标准，GSM直放站产生的散和互调信号在9KHz-1GHz时小于-36dBm，在1GHz-12.75GHz时小于-30dBm。三阶互调是指当两个信号在一个线性系统中，由于非线性因素存在使一个信号的二次谐

12、波与另一个信号的基波产生差拍（混频）后所产生的寄生信号。比如F1的二次谐波是2F1，他与F2产生了寄生信号2F1-F2。由于一个信号是二次谐波（二阶信号），另一个信号是基波信号（一阶信号），他们俩合成为三阶信号,其中2F1-F2被称为三阶互调信号，它是在调制过程中产生的。又因为是这两个信号的相互调制而产生差拍信号，所以这个新产生的信号称为三阶互调失真信号。产生这个信号的过程称为三阶互调失真。由于F2，F1信号比较接近，也造成2F1-F2，2F2-F1会干扰到原来的基带信号F1，F2。这就是三阶互调干扰。在移动通信系统中，互调产生的原因有三方面：发信机互调、接收机互调和外部效应引起的互调。直放站

13、的杂散和互调的产生主要来自于直放站内部的功放模块。发射机互调是由于直放站在多个发信机（载波）同时工作时，因合路器系统的隔离度不够而导致信号 相互耦合，干扰信号侵入发射机末级功率放大器，从而与有用信号之间合成互调产物，并随有用信号发射，造成干扰。接收机互调主要是由高放级以及第一混频级电路的非线性所引起。外部效应引起的互调主要是由于发射机馈线、高频滤波器等无源电路接触不良，以及由于异种金属的接触部分非线性等原因，使强电场的发散信号引起互调，产生干扰源。当有多个频率信号通过非线性电路时，便会相互调制产生互调失真，以二阶和三阶失真幅度为最大，阶数越高失真越小。二阶互调fa+fb、fa-fb等，因其频率

14、远离主导信号频率fa、fb，可不考虑：三阶互调的两种模型2fa-fb、fa+fb-fc，因其频率接近或等于主导信号频率，对通信的影响最大；三阶以上互调失真幅度较小，均可不考虑。移动通信设备主要考虑三阶互调的影响。三、性能测试1、观测同频道干扰 按图1连接系统。其中Rx-MS1为被测接收机，Tx-BS1发射有用信号，Tx-BS2模拟同频干扰信号，RX-MS2作为干扰信号源Tx-BS2的监测接收机。图1 同频干扰测量方框图利用“PTT”键关闭Tx-BS2或Tx-BS2的发射机，观察、验证同频干扰的存在于影响。2、观测邻道干扰 按图2连接系统。其中Rx-MS1为被测接收机，Tx-BS1充当有用射频信

15、号源，Tx-BS2模拟邻道干扰射频信号源，Rx-MS2为干扰信号源TxBS2的监测接收机。为增大邻道干扰电平，Tx-BS2天线经耦合插线接至实验一1上的耦合网络输入端Tx2,耦合网络串联衰减电阻的输出端Rx1在用耦合插线接至与Rx-MS1天线短接。邻道干扰是指在两个相邻或相近的波道，所传输的信号超过了波道的宽度，从而对临近波道所传播信号造成的干扰。图2 邻道干扰测量系统方框图3、观察互调干扰 按图3连接测量系统，同邻道干扰测量图，两个射频干扰信号源天线经耦合网络串联衰减电阻衰减相加输出后语Rx-MS1天线直接短接，一增大两个干扰信号输入电平。改变与Rx-MS1天线直接短接的连接端子Rx1-Rx

16、6，干扰信号输入电平将依次为避免产生三阶耦合网络图3互调干扰测量系统方框图互调干扰可以采用以下措施： (1)选择适当的频点组合。拉开频距选用无三阶互调频道点组工作，使三阶互调不会落在所使用的频点内； (2)采用自动增益（功率）控制(APC)技术，实时减小发射功率以减低互调电平，使其不至于落入有源器件的非线性区。(3)提高收信机前端的选择性，抑制干扰信号；改善收信机输入级的线性度，提高互调抗拒比；提高功放的选择性。在GSM网络中，引入直放站设备控制小区无线覆盖范围，协调好全网的频道干扰，在工程的设计和建设当中，应根据工程的具体情况选择适当的抗干扰方法（如设备的选型、网络结构的优化调整）。直放站覆

17、盖好坏主要体现在使用效果、设备性能指标、稳定性、不影响网络参数上，不能单纯追求下行的大功率，应尽量设在相对隔离区域，选择合适的基站作为信号源，以免产生无线干扰。四、实验数据图4是同频干扰的设置图图5第一次按实验仪1CH1 TX-BS1(1KHZ 3Vp-p)图6第二次按实验仪1CH1 TX-BS1(1KHZ 3Vp-p)图7 TX-BS2(600HZ 3Vp-p)图8 再一次按实验仪1的PPT图9 利用“PTT”键关闭TX-BS1或TX-BS2的发射机时的图像同频干扰分析：（1） 在相隔一定空间距离后同一频率被再次利用，从而极大地提高了频率利用率，在系统频道数不变时，极大地提高系统容量，并且还

18、可以通过小区分裂进一步扩容。但是这种相同频率的再次利用（频率复用）必将会带来同频道干扰。（2） 同一地区众多系统、用户的使用，任何处于接收机通带内的其他干扰信号都能对有用信号产生同频道干扰。邻道干扰图10 邻道干扰设置图图11第一次按实验仪1CH1 TX-BS1(1KHZ 3Vp-p)图12第二次按实验仪1CH1 TX-BS1(1KHZ 3Vp-p)图13按仪器2 PPT TX-BS2(600HZ 3Vp-p) 邻道干扰分析：由于频率规划原因造成的邻近小区中存在与本小区工作信道相邻的信道或由于某种原因致使基站小区的覆盖范围比设计要求范围大，均会引起邻频道干扰。其中有上下两个波形，上面的波形为所

19、传输的正常通信信号，而图11的上图是另外一个基站（及邻道）发出来的干扰信号，当干扰信号频率幅度发生变化时，正常的通信信号波形，会受到一定的干扰，其波形会发生一定的失真，当失真在一定范围内是不影响通信质量。 互调干扰图14互调干扰设置图图15互调干扰连线图16打开PTT键，将TX-BS1发射机打开图17 同时打开两台发射机互调干扰：互调干扰是由传输信道中非线性电路产生的，当两个或多个不同频率的信号输入到非线性电路时，由于非线性器件的作用，会产生很多谐波和组合频率分量，其中与所需要的信号频率0相接近的组合频率分量会顺利通过接收机而形成干扰。五、心得体会 通过这次的课程设计，让自己学了很多的东西也明白了很多的道理。1、在自己开始做课程设计之前，以为组网干扰会很复杂，但要先弄懂原理，再做设计，在完成之后回想起来的确是这样的。有时候我们不只是要一个理想的设