现代通信原理第三章

1、第三章 电话通信网 3.1 电话通信网的基本概念电话通信网的基本概念 3.1.1 电话通信的概念 电话（电话（Telephone）的含义是指利用电的方的含义是指利用电的方 法传送人的语言的一门通信技术科学的总和。法传送人的语言的一门通信技术科学的总和。 利用电的方法传送人的语言并完成远距离语音利用电的方法传送人的语言并完成远距离语音 通信过程，必然包括声、电转换等在内的电路通信过程，必然包括声、电转换等在内的电路 和器械。和器械。 考虑到传输线路设备的经济性，常用的通考虑到传输线路设备的经济性，常用的通 话电路框图如图话电路框图如图3.1所示。所示。 图3.1 二线双向电话电路框图 图中的送话

2、器、受话器、消测音电路图中的送话器、受话器、消测音电路 和混合电路等构成了电话机，完成声、和混合电路等构成了电话机，完成声、 电转换和电、声转换的任务。电转换和电、声转换的任务。 二线线路 原始语言 还原语音 还原语音 原始语言 送话器 消侧音电路混合电路 受话器 混合电路消侧音电路 受话器 送话器 3.1.2 电话通信网基本构成 为了使更多的用户在有限的信道资源上自为了使更多的用户在有限的信道资源上自 由选取通信的对象，通常在合适的位置上配置由选取通信的对象，通常在合适的位置上配置 交换设备，构成了电话通信网。交换设备，构成了电话通信网。 3.1.3 电话通信网的分类 电话通信网从各个不同的

3、角度出发，有各电话通信网从各个不同的角度出发，有各 种不同的分类，使得同一个电话通信网有不同种不同的分类，使得同一个电话通信网有不同 的叫法，常见的有：的叫法，常见的有： （1）按通信传输手段分：可分为）按通信传输手段分：可分为 有线电话通信网、无线电话通信网有线电话通信网、无线电话通信网 和卫星电话通信网等。和卫星电话通信网等。 （2）按通信服务区域分：可分为）按通信服务区域分：可分为 农话网、市话网、长话网和国际网农话网、市话网、长话网和国际网 或局域网、城域网和广域网等。或局域网、城域网和广域网等。 （3）按通信服务对象分：可分为）按通信服务对象分：可分为 公用电话通信网、保密电话通信网

4、公用电话通信网、保密电话通信网 和军用电话通信网等。和军用电话通信网等。 （4）按通信传输处理信号形式）按通信传输处理信号形式 分：可分为模拟电话通信网和数字分：可分为模拟电话通信网和数字 电话通信网等。电话通信网等。 （5）按通信活动方式分：可分）按通信活动方式分：可分 为固定电话通信网和移动电话通信为固定电话通信网和移动电话通信 网等。网等。 3.2 固定电话通信网 3.2.1 固定电话通信网概念 通信网不管是如何分类、实现何种业通信网不管是如何分类、实现何种业 务、服务何种范围，其网络基本拓扑结务、服务何种范围，其网络基本拓扑结 构形式是一致的。构形式是一致的。 3.2.2 固定电话通信

5、网的网络结构 一、长途固定电话通信网结构 长途固定电话通信网简称为长途网。我国长途固定电话通信网简称为长途网。我国 长途固定电话通信网由一、二、三、四级的长长途固定电话通信网由一、二、三、四级的长 途交换中心组成，具体结构形式为分级汇接网，途交换中心组成，具体结构形式为分级汇接网， 如图如图3.3所示。所示。 C1 C2 C3 C4 C5 用户 基干路由高效直达路由 图3.3 长途电话通信网结构示意图 二、本地固定电话通信网结构 本地固定电话通信网简称本地网。本地本地固定电话通信网简称本地网。本地 网是指在同一个长途编号区内，由若干个端网是指在同一个长途编号区内，由若干个端 局和汇接局及局间中

6、继、长市中继、用户线、局和汇接局及局间中继、长市中继、用户线、 电话机等要素所组成的电话通信网。电话机等要素所组成的电话通信网。 1本地网的类型本地网的类型 自自20世纪世纪90年代中期，我国开始组建起年代中期，我国开始组建起 以地（市）级以上城市为中心城市的扩大本以地（市）级以上城市为中心城市的扩大本 地网。地网。 （1）特大和大城市本地网）特大和大城市本地网 以特大和大城市为中心，中心城市与所辖以特大和大城市为中心，中心城市与所辖 郊县（市）共同组成的本地网，简称特大和大郊县（市）共同组成的本地网，简称特大和大 城市本地网。城市本地网。 （2）中等城市本地网）中等城市本地网 以中等城市为中

7、心，中心城市与该城市的以中等城市为中心，中心城市与该城市的 郊区或所辖郊县（市）共同组成的本地网，简郊区或所辖郊县（市）共同组成的本地网，简 称中等城市本地网。称中等城市本地网。 2本地网的交换中心及职能本地网的交换中心及职能 本地网内可设置端局和汇接局。本地网端本地网内可设置端局和汇接局。本地网端 局通过用户线与用户连接，其基本职能是疏通局通过用户线与用户连接，其基本职能是疏通 本局用户的来话和去话。本局用户的来话和去话。 3本地网结构本地网结构 本地网为两级基本结构，是由汇接局和端本地网为两级基本结构，是由汇接局和端 局两个等级的交换中心组成，其具体结构如图局两个等级的交换中心组成，其具体

8、结构如图 3.4。 CDB A 区汇接局(市郊汇接局) 市话汇接局 下级汇接局 端局 市话端局 卫星 末端局 末端局 基干线路低呼损电路高效率电路 图3.4 本地电话通信网结构示意图 3.3 移动电话通信网移动电话通信网 3.3.1 移动电话通信网概述 在通信领域，人类有一个梦想，那就是无在通信领域，人类有一个梦想，那就是无 论任何人（论任何人（Whoever）在任何时间在任何时间 （Whenever）、）、任何地点（任何地点（Wherever）都能都能 和任何另外一个人（和任何另外一个人（Whoever）进行任何方式进行任何方式 （Whatever）的信息交流，即个人通信。的信息交流，即个人

9、通信。 个人通信 “任何时间”要求支持动中通：无线通信 是前提 “任何人”要求支持巨大用户量：频谱 资源有限 “任何地点”要求无缝覆盖：传输能力 有限 “任何形式”要求多媒体：处理能力有 限 移动通信的基本概念和目标 基本概念“动中通” 通信双方至少有一方处在移动情况下 （或临时静止）的相互信息传输和交换。 终端的移动性（手持机、车载台） 个人的移动性（SIM卡） 业务的移动性（200、300业务） 通信网的智能化和无线化使三者统一起来： 个人通信业务 移动通信的发展 与固定电话通信相比，移动电话通信主要与固定电话通信相比，移动电话通信主要 有以下几个特点。有以下几个特点。 1无线传输信道无线

10、传输信道 移动电话通信的传输信道必然是无线信道移动电话通信的传输信道必然是无线信道 或部分使用无线信道。在移动电话通信中，至或部分使用无线信道。在移动电话通信中，至 少有一方处于运动状态，双方只能通过无线电少有一方处于运动状态，双方只能通过无线电 波进行联络。波进行联络。 2电波传输环境复杂电波传输环境复杂 移动台常常运动于建筑群或其它障碍物中，移动台常常运动于建筑群或其它障碍物中， 接收的电波场强受地形、地物的影响而随时发接收的电波场强受地形、地物的影响而随时发 生变化。生变化。 3系统的干扰大系统的干扰大 移动电话通信系统存在多种噪声和干扰。移动电话通信系统存在多种噪声和干扰。 4组网方式

11、灵活但控制过程复杂组网方式灵活但控制过程复杂 在移动电话通信中，移动台之间、移动台在移动电话通信中，移动台之间、移动台 与基地台、基地台与移动交换中心之间要传递与基地台、基地台与移动交换中心之间要传递 一整套控制操作指令，才能有序、高效地完成一整套控制操作指令，才能有序、高效地完成 收发两端相互间的接续，实现信息的自动传递；收发两端相互间的接续，实现信息的自动传递； 另外，由于蜂窝网的特殊结构，还应该有网络另外，由于蜂窝网的特殊结构，还应该有网络 搜索、位置登记、越区切换和自动漫游等功能。搜索、位置登记、越区切换和自动漫游等功能。 5设备的要求高设备的要求高 由于移动电话通信设备都是手持机或车

12、载由于移动电话通信设备都是手持机或车载 台，要求移动台要体积小、重量轻、省电，而台，要求移动台要体积小、重量轻、省电，而 且要求操作简单、维修方便，保证在振动、碰且要求操作简单、维修方便，保证在振动、碰 撞、高温等恶劣环境下能正常工作。撞、高温等恶劣环境下能正常工作。 6用户量大但频率有限用户量大但频率有限 有限的频率资源决定了有限的信道数目，有限的频率资源决定了有限的信道数目， 它和日益增长的用户量是一对矛盾。它和日益增长的用户量是一对矛盾。 二、移动电话通信的分类 （1）按设备的使用环境分：可分为陆地移）按设备的使用环境分：可分为陆地移 动电话通信、海上移动电话通信、航空移动电动电话通信、

13、海上移动电话通信、航空移动电 话通信。话通信。 （2）按服务对象分：可分为公用移动电话）按服务对象分：可分为公用移动电话 通信和专用移动电话通信。通信和专用移动电话通信。 （3）按应用系统分：可分为蜂窝移动电话）按应用系统分：可分为蜂窝移动电话 系统、专用调度电话、集群调度移动电话、公系统、专用调度电话、集群调度移动电话、公 用无绳电话系统、移动卫星电话通信系统等。用无绳电话系统、移动卫星电话通信系统等。 三、移动电话通信的发展概况 移动电话通信从总体上讲可分为三代。通移动电话通信从总体上讲可分为三代。通 常将常将20世纪世纪70年代末出现的模拟蜂窝移动电话、年代末出现的模拟蜂窝移动电话、 模

14、拟无绳电话和模拟集群电话等作为第一代移模拟无绳电话和模拟集群电话等作为第一代移 动电话通信系统（动电话通信系统（1G），），而将而将20世纪世纪80年代末年代末 开发的数字蜂窝、数字无绳电话和数字集群电开发的数字蜂窝、数字无绳电话和数字集群电 话作为第二代移动电话通信系统（话作为第二代移动电话通信系统（2G），），将国将国 际电信联盟（际电信联盟（ITU）正在组织进行研究的未来正在组织进行研究的未来 公众陆地移动通信系统（公众陆地移动通信系统（Future Public Land Mobile Telecommunication System，FPLMTS， 之后改名为之后改名为IMT-200

15、0）定为第三代移动电话通定为第三代移动电话通 信系统（信系统（3G）。）。 以模拟通信为特征的移动通信以模拟通信为特征的移动通信 主要代表：美国主要代表：美国AMPS系统系统 英国英国TACS系统系统 特点：特点： 1.蜂窝小区系统设计蜂窝小区系统设计频分复用频分复用 解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾解决大容量需求与有限频谱资源的矛盾 2.模拟系统模拟系统语音信号语音信号 3.FM传输传输 4.FDMA多址方式多址方式 第一代移动通信简介 以数字通信为特征的移动通信 第二代移动通信主要制式有 欧美的GSM ，TDMA制式 北美的CDMA制式 北美的DAMPS（IS-54），TDMA制 式 日

16、本的PDC，TDMA制式 第二代移动通信简介 第二代移动通信简介 微蜂窝小区结构 更优的空分复用，提高用户数量 数字化技术语音信号 数字化 新的调制方式，GMSK, QPSK等 TDMA，CDMA 频谱利用率高，系统容 量大（2GHz以下） 能提供多种业务服务， 提高通信系统的通用性 抗噪声、抗干扰和抗多 径衰落能力强 能实现更有效、灵活的 网络管理和控制 便于实现通信安全保密 可降低设备成本和减小用 户手机的 体积和重量 第二代移动通信简介 第二代移动通信技术与应用正在发展中 1.GPRS技术（通用无线分组业务）为 GSM系统，无线商务提供了高速数据通 道： 2.CDMA开始在中国大规模建设

17、： 3.日本在移动通信上实现无线互联网应 用（imode）的成功开创了无线数据业务 的新时代： 4.中国在无线数据应用领域正在起步。 第二代移动通信简介 移动通信应用业务才刚刚起步 1.无线商务与个人信息服务出现和发展 手机上网，电子邮件与商务 实时股票买卖 交通、金融、就业等个人信息服务 2.无线多种功能将出现和发展 无线定位、车辆调度管理 报警与监控 自动售货、售票 第二代移动通信简介 第二代移动通信未完成的目标： 1.没有形成全球统一的标准系统 2.业务单一 3.无法实现全球漫游 4.通信容量不足 第三代移动通信向我们走来 第三代移动通信为IMT-2000; international

18、mobile telecommunication 2000 第三代移动通信的标准已确定； 第三代移动通信的商用已经在2001年10月面世 （日本）； 第三代移动通信的大规模商业应用在2005年以后 第三代移动通信简介 第三代移动通信简介 第三代移动通信的总目标 IMT2000的名称为第三代移动通信系统制定了总目标： 工作在2000MHz频段 在2000年左右商用 工作在2000kbps的速率 1.全球化，要求多种技术在多种环境下统一标准、统一 频率，以实现全球无缝覆盖。 2.综合化，要求系统能传输话音、宽带数据、视频图 像等多种业务，满足信息化社会的需要。 3.个人化，系统具有足够的容量潜力和

19、多种用户管理 能力，支持个人的移动性，满足巨大的个人通信的需 求。 第三代移动通信简介 系统特点： 微蜂窝结构 宽带CDMA技术 调制方式，QPSK FDMA/TDMA/CDMA 电路交换分组交换 从媒体（media）-多媒体（Multi- media） IMT-2000 Terrestrial Radio Interfaces 三代移动通信的比较 Beyond 3G/4G的研究 目前国际上有关第四代移动通信的研究 还在初中期阶段，其基本需求、核心技 术还处于初级阶段，但较为明确的一点 是，第四代移动通信的实用期定在2010 年。这符合移动通信技术每10年产生一 代新体制的发展规律。 全球移动

20、通信市场发展预测 移动通信的标准化 标准化工作的重要性 通信技术的多样性（看似繁荣，实际阻碍技术的发展） 网络缺乏互联，设备缺乏互联 无法大规模生产 价格昂贵 移动通信的标准化内容 技术体制标准化 网络设备标准化 测试方法标准化 国际标准化组织 国际无线电标准化工作由国际电信联盟（ITU） 负责。 ITU原由综合秘书处、国际频率登记局（IFRB） 国际无线电咨询委员会（CCIR）研究国际电话 电报咨询委员会（CCITT）四个常设机构组成。 1993年3月，ITU组织调整为： 无线通信组（CCIR+IFRB），ITU-R工作组 电信标准化组（CCITT），ITU-T工作组 电信开发组（BDT）

21、其他标准化组织 欧洲的标准化组织 欧洲邮电管理协会（CEPT）；曾是欧洲通信设施的主要标准 化组织，现逐渐被其它组织替代。 欧洲电信标准协会（ETSI）；成立于1988年，GSM、DECT、 HiperLAN等 北美地区的标准化组织 电子工业协会（EIA） 电信工业协会（TIA） 蜂窝电信工业协会（CTIA） 美国国家标准协会（ANSI） IEEE LAN等 3.3.2 移动电话通信系统 一、移动电话通信系统组成 移动电话通信系统由移动通信交换局移动电话通信系统由移动通信交换局 （MTX）、）、基站（基站（BS）、）、移动台（移动台（MS） 及局间和局站间中继线等要素组成，如及局间和局站间中继

22、线等要素组成，如 图图3.6所示。所示。 市 话 网 移动通信 交换局(MTX) 基站(BS) 基站(BS) 基站(BS) 移动台(MS) 移动台(MS) 中继线 图3.6 移动电话通信系统组成示意图 实例 蜂窝移动通信系统结构 基站分系统（BSS）：基站收发信机 （BTS）、基站控制器（BSC） 移动分系统（MS）：受持台，车载台 交换分系统（MSS）：移动交换机 （MSC）、位置寄存器（HLR/VLR）、 鉴权中心（MC）等 操作与支持系统（OSS）：操作维护中 心（OMC）、网络管理中心（NMC）等 上/下行链路 二、移动电话通信的工作方式 根据移动电话通信使用频率情况和操作状根据移动电

23、话通信使用频率情况和操作状 态可分为三种工作方式；单工制、半双工制和态可分为三种工作方式；单工制、半双工制和 双工制。双工制。 1单工制单工制 （1）单频单工）单频单工 单频指电话通信的双方使用相同的工作频单频指电话通信的双方使用相同的工作频 率；单工指通话双方的操作采用率；单工指通话双方的操作采用“按按-讲讲”方方 式进行。式进行。 （2）双频单工）双频单工 双频单工指通话双方使用两个频率作收、双频单工指通话双方使用两个频率作收、 发或发、收频率，操作仍采用发或发、收频率，操作仍采用“按按-讲讲”方式。方式。 优缺点与同单频单工大致相同。优缺点与同单频单工大致相同。 2半双工制半双工制 半双

24、工制指通信的双方，一方收、发信机半双工制指通信的双方，一方收、发信机 同时工作，且使用两个频率的通信方式为双工同时工作，且使用两个频率的通信方式为双工 制；而另一方采用双频单工方式。制；而另一方采用双频单工方式。 3双工制双工制 双工制指电话通信双方的收、发信机同时双工制指电话通信双方的收、发信机同时 工作，并使用两个频率，通话如同使用普通电工作，并使用两个频率，通话如同使用普通电 话机一样。采用这种方式，因收、发信机总是话机一样。采用这种方式，因收、发信机总是 工作着，电能消耗大，这对使用电池为电源的工作着，电能消耗大，这对使用电池为电源的 移动台是不利的。因此，某些系统保留了移动台是不利的

25、。因此，某些系统保留了“讲讲 话话”开关，让移动台接收机总是工作，发射机开关，让移动台接收机总是工作，发射机 仅在讲话时工作，称这种方式为准双工，也可仅在讲话时工作，称这种方式为准双工，也可 与双工制兼容。与双工制兼容。 FDD与TDD 移动通信网性能指标 话音质量和信噪比要求 服务等级（GOS） 呼叫中断概率 通信概率 特殊服务种类及QOS保证 话音质量和信噪比要求 话音传输质量以接收机输出端音频频带内的信 噪比S/N或载噪比C/N来表示，业务种类不同， 要求不同（公网高，专网低）。 移动数据传输常用误码率，一般只有10-4左右， 常用纠错编码等方法提高。（IMT-2000中，对 话音业务要

26、求误码率10-3，数据业务要求误码 率10-6 ） 在某个特定移动通信系统中，误码率与信噪比 直接相关，一般用Eb/No（归一化信噪比）与误 码率之间的曲线来表示系统性能， Eb/No为折 合到接收机输入端的比特能量Eb与噪声的单边 功率谱密度No之比值。 话音质量的评定往往采用主观评定的办法， 评分质量分为五级： 公网一般要求=4级，专网=3级 对于不同的移动业务，各国对S/N或C/N 的规定不一样 中国：模拟通信，移动用户与固定市话、 长话用户通话时，要求S/N为大于29dB或 C/N为17dB，相当于4级的话音 美国AMPS网要求C/N大于18dB，日本要 求20dB 服务等级（GOS）

27、 服务等级用呼损率B表示 B：在一个正常运行的系统中，忙时呼叫 被阻塞的概率，单位为Erlang 服务等级决定于系统中同时发出的呼叫 数、总话务量、信道数量、系统设计等 呼损率包括无线信道呼损和中继电路呼 损 我国规定：无线信道B=0.05，在话务密 度高的地区=90%，农村通 信概率=50% 专网则要求较高，如铁路通信要求通信概率 （在3级话音质量下）=95% 特殊服务种类及QOS保证 移动通信网是否支持多种业务类型（高 速数据业务，实时多媒体业务等），以 及对各种业务的质量保证情况，是评价 移动通信网的另一指标。 典型的移动通信系统 集群通信警察、出租车调度 蜂窝移动电话车载、手持机 无线

28、寻呼数显、汉显、双向 无绳电话家用、公共无线接入点 卫星移动通信“铱”、全球星等 无线局域网LMDS,802.11，蓝牙 三、通信区域覆盖 移动电话通信区域的覆盖分为两种形式：移动电话通信区域的覆盖分为两种形式： 带状服务区和面状服务区。带状服务区和面状服务区。 1带状服务区带状服务区 带状服务区是由于服务区的形状形似带状带状服务区是由于服务区的形状形似带状 而形成的。而形成的。 2面状服务区面状服务区 面状服务区是因为服务区构成的形状是一面状服务区是因为服务区构成的形状是一 个面状的。陆地移动电话通信的大部分服务区个面状的。陆地移动电话通信的大部分服务区 是宽广的面状区域。根据用户数的不同可

29、分为是宽广的面状区域。根据用户数的不同可分为 以下几种。以下几种。 （1）大区式移动通信系统）大区式移动通信系统 信号传输损耗，通信距离有限信号传输损耗，通信距离有限 大区制系统：覆盖范围大区制系统：覆盖范围30-50km，发射功率，发射功率 50-200W，无线很高（，无线很高（30m） 具有网络结构简单，频道数目少，无需无线具有网络结构简单，频道数目少，无需无线 交换直接与交换直接与PSTN相连。相连。 大区系统的局限性大区系统的局限性 覆盖范围有限覆盖范围有限 服务的用户容量有限服务的用户容量有限 服务性能较差服务性能较差 频谱利用率低频谱利用率低 （2）中区式）中区式 中区式基站覆盖半

30、径为中区式基站覆盖半径为1520km， 整个服务区由一个或几个发信基站及几整个服务区由一个或几个发信基站及几 个收信基站构成，重复使用频道的两个个收信基站构成，重复使用频道的两个 基站，其相距要比大区式的近，提高了基站，其相距要比大区式的近，提高了 频道利用率，但网的构成较为复杂频道利用率，但网的构成较为复杂 （3）小区式（蜂窝）小区式（蜂窝） 1974年，年，Bell实验室提出蜂窝的概念。实验室提出蜂窝的概念。 将所要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小将所要覆盖的地区划分为若干个小区，每个小 区的半径可视用户的分布密度在区的半径可视用户的分布密度在1-10km左右，左右， 在每个小区设立一个

31、基站为本小区范围内的用在每个小区设立一个基站为本小区范围内的用 户设备。户设备。 “频率复用频率复用”的概念的概念 特点：用户容量大，服务性能较好，频谱利用特点：用户容量大，服务性能较好，频谱利用 率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐率较高，用户终端小巧且电池使用时间长，辐 射小的等。射小的等。 新的问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置新的问题：系统复杂，越区切换，漫游，位置 登记，更新和管理以及系统鉴权等。登记，更新和管理以及系统鉴权等。 蜂窝分类： 宏蜂窝（Macro-cell）2-20km 微蜂窝（Micro-cell）0.4-2km 皮蜂窝（Pico-cell）400km 分层蜂窝

32、（由多种蜂窝组成） 四、移动电话通信网入网方式 移动电话通信网可以从用户级进入移动电话通信网可以从用户级进入 市话网，也可以从市话网的支局、分局市话网，也可以从市话网的支局、分局 或汇接局进入市话网或汇接局进入市话网 五、移动电话通信网信令系统 由各种控制、操作和应答信号组成的系统由各种控制、操作和应答信号组成的系统 就是信令系统。例如电话系统使用的拨号音、就是信令系统。例如电话系统使用的拨号音、 忙音、回铃音等是电话中的几个信令。忙音、回铃音等是电话中的几个信令。 信令按功能可分为五类：信令按功能可分为五类： （1）状态标志信令：是表明设备和传输通）状态标志信令：是表明设备和传输通 道状态的

33、信号，如摘机、挂机、占线等。道状态的信号，如摘机、挂机、占线等。 （2）操作指示信令：如拨号音、振铃、指）操作指示信令：如拨号音、振铃、指 配或转换频道释放及拆线等。配或转换频道释放及拆线等。 （3）拨号信令。）拨号信令。 （4）选择呼叫信令。）选择呼叫信令。 （5）控制指令：是移动电话通信网特有的，）控制指令：是移动电话通信网特有的， 包括控制基台与移动台之间无线频道的指配、包括控制基台与移动台之间无线频道的指配、 连接、转移、停止（拆线）的控制信令；拔叫连接、转移、停止（拆线）的控制信令；拔叫 信令；应答信令以及用于监控和状态显示的频信令；应答信令以及用于监控和状态显示的频 道占用、空闲、

34、移动台位置、功率等信令。道占用、空闲、移动台位置、功率等信令。 六、移动电话通信网系统设计 移动电话通信系统能否达到业务需要所定移动电话通信系统能否达到业务需要所定 的通信质量、服务面积、用户数量等方面的目的通信质量、服务面积、用户数量等方面的目 标，同时能否在经济上支付最小的成本费用，标，同时能否在经济上支付最小的成本费用， 这在很大程度上取决于系统设计是否优化。这在很大程度上取决于系统设计是否优化。 3.4 移动通信中的噪声和干扰移动通信中的噪声和干扰 噪声 邻道干扰 同频干扰 互跳干扰 CDMA多址干扰 3.4.1 移动通信中的噪声 分类： 1.内部噪声 2.人为噪声 3.自然噪声 等效

35、噪声系数： 3.4.1 人为噪声 移动信道中，人为噪声主要是车辆的点 火噪声。 统计测试表明，噪声强度随地点的分布 近似服从对数正态分布。 3.4.2 邻道干扰 指一种来自相邻的或相近的频道的干扰 邻道干扰有两个方面： 1.由于工作频带紧随的若干频道的寄生 边带功率、宽带噪声和杂散辐射等产生 的干扰 2.在移动通信网内，一组空间分散的临 近工作频道引入的干扰 发信边带扩展：发信频谱超出了限定的宽度， 成为落到邻频道的带外辐射干扰。 比如我国规定，在160MHz和450MHz频段， 落在相邻频道16kHz带内的干扰功率，应较载 波功率低70dB。 解决的方法：在发信端采用滤波器，合理的频 率规划

36、。 发信机边带噪声：存在于发信载频两侧，而且 噪声频谱很宽，可能在数兆赫兹内对接收机产 生干扰，成为邻道干扰的又一来源。 发信机的杂散辐射：在有用带宽以外的 某些频率点上的寄生辐射，包括发信机 内频率源的寄生辐射、谐波辐射和互跳 产物辐射。 来自蜂窝网的临近信道干扰：指网内频 距最小、具有讨论价值的频道间干扰。 3.4.3 同频干扰 （同信道干扰）指所有落到接收机同带 内的、与有用信号频率相同或相近的无 用信号所产生的干扰。 在诸多干扰因素中，同频干扰主要地决 定了蜂窝系统的通话质量； 由于产生同频干扰的无用信号与有用信 号具有相同的信号特征（同频），所以 在接受端无法滤除和抑制同频干扰。 在

37、蜂窝移动通信中，由于采用了频率复用提高 频谱的利用率，所以同频干扰不可避免： 一对矛盾：同频干扰频率复用率 对同频干扰和同频复用距离的研究是小区制 移动通信网频率分配的依据。 射频（RF）防卫度： 达到主观上规定的接收质量、所需的射频信 道对干扰信号的比值。 接收端的信号/同频干扰比必须大于射频防卫 度。一般定为话音4级时为17dB、3级时为12dB。 D：同频基站间的距离为同频复用距离 R：小区半径 Q：Q=D/R定义为同频复用比 1.假设A、B基站具有相同的发射参数，发射功率 都为Pt（dBW），移动台处于基站A的边界处， 此时载干比最小。 2.移动台接收机输入端信号功率为： C=Pt-L

38、s （dBW） Ls为基站A到移动台的路径损耗。 移动台接收机收到基站B的同频干扰功率为： I=Pt-Li （dBW） Li 为基站B到移动台的路径损耗。 3.计算路径损耗 其中Ds为基站A到移动台的距离，Di为 基站B到移动台的距离，为信号波长，a 为衰落指数，在自由空间为2，一般取4。 4.用dB表示的信号/干扰之比为： 3.4.4互调干扰 当有多个不同频率的信号加到非线性器件上时， 非线性变换产生许多组合频率信号，其中的一 部分可能落到接收机通带内，成为对有用信号 的干扰，称为互调干扰。 产生的两种原因： 1.发射机功率放大器的工作非线性性； 2.接收机高频放大器或混频器的非线性性。 主要考虑三阶互调干扰，因为三阶互调最容易 产生干扰，同时干扰最强。 3.4.5CDMA的多址干扰 在CDMA蜂窝移动通信系统中，所有用 户在同一频率，同一