通信中常见噪声
移动通信中的噪声和干扰
互调干扰产生的原因
– 多个信号相互调制，产生组合频率 组合频率mωi±nωj：用幂级数表示为多次项， 系数随阶次增高而减小 幅度最大、影响最严重的是有用信号附近的 低阶互调产物
– 三次项：三阶互调 – 五次项：五阶互调
29
原因
– 发射机互调
发射机末端，由于功放的非线性，把天线侵入的其它 干扰信号与发射的有用信号产生互调而形成干扰
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5.2.4 互调干扰
互调干扰的概念
– 互调干扰是由于多个信号加至非线性器件上， 产生与有用信号频率相近的组合频率(互调 产物) ，对系统造成干扰
非线性器件输入信号多于两个时，会增生新的组 合频率，即互调产物
互调产物落入某接收机带内，且具有一定强度， 就会造成对该接收机的干扰
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产生互调干扰的条件 1. 系统中存在非线性器件 2. 互调产物落在了有用信号的频谱范围之 内 3. 输入信号的功率足够大，产生了幅度较 大的互调干扰成分。 三个条件同时满足才会产生干扰影响 逐一改善可解决互调干扰问题
有关。BS和MS所受影响不同 是移动通信中的主要噪声来源。
5
平均噪声功率的计算
❖ 基准噪声功率No= KT0Bi
• 玻尔兹曼常数K=1.38×10-23 J/K； • 参考绝对温度T0 =290K°
Bi为接收机带宽 KT0=-204dBW/Hz
❖ 平均噪声功率
– 噪声功率与频率 的关系
6
❖噪声功率 N(dB)=No+ △N
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本章小结
移动通信系统中存在噪声和干扰的影响，主要噪 声来源为人为噪声，尤其是汽车点火噪声，主要 干扰为互调干扰、邻道干扰和同频干扰。
通信系统接收机的输入级采用低噪声放大器可大 大降低噪声的影响，因此，移动通信系统在基站 以增加塔放实现对上行信号的质量改善。
噪声知识点总结
噪声知识点总结噪声是指在信号传输或接收过程中产生的干扰信号，它会影响到信号的质量和可靠性。
在日常生活中，我们常常会遇到各种各样的噪声，比如交通噪声、机械噪声、电磁干扰等。
了解噪声的知识可以帮助我们更好地理解噪声的产生原因、对噪声进行分析和处理，从而提高信号的传输质量。
下面将从噪声的定义、分类、产生机制以及噪声的影响等方面进行总结。
一、噪声的定义噪声可以定义为在信号中无用的、不希望出现的部分。
它是在信号传输过程中产生的一种干扰，会使原始信号发生变化，从而影响到信号的可靠性和质量。
二、噪声的分类噪声可以按照频率、功率谱密度、时间特性等多个维度进行分类。
常见的噪声类型包括：1. 热噪声：也称为热涨落噪声，是由于温度引起的原子或分子运动引起的随机信号。
热噪声是一种广谱噪声，其功率谱密度与频率成正比。
2. 白噪声：白噪声是一种功率谱密度在所有频率上都相等的噪声。
它是一种随机信号，具有平坦的频率响应。
3. 突发噪声：突发噪声是指在信号中突然出现的瞬时干扰，通常由外界干扰源引起，如雷电、电源开关等。
4. 量化噪声：量化噪声是指在模拟信号经过数字化处理后产生的噪声。
由于数字化过程中的离散化误差，会引入一定程度的噪声。
三、噪声的产生机制噪声的产生机制有多种，常见的包括：1. 热噪声产生机制：热噪声是由于温度引起的原子或分子运动引起的随机信号。
温度越高，原子或分子的热运动越剧烈，产生的噪声就越大。
2. 分布噪声产生机制：分布噪声是由于电子在半导体材料中的随机热运动引起的。
在半导体材料中，由于电子的随机热运动，会导致电子的浓度分布发生变化，进而产生噪声。
3. 互调噪声产生机制：互调噪声是指两个或多个信号在非线性系统中相互调制产生的噪声。
当多个信号在非线性系统中相互作用时，会产生新的频率成分，从而引入额外的噪声。
四、噪声的影响噪声会对信号的传输和接收产生影响，主要表现在以下几个方面：1. 信噪比影响：信噪比是指信号与噪声的比值。
通信电子中的常见信道干扰及应对措施
通信电子中的常见信道干扰及应对措施通信电子技术在现代社会中具有重要的角色，不仅能够帮助人们传递信息和交流，还可以支持现代的科技产品和服务。
尽管这些技术已经越来越成熟，但是仍然会面临各种信道干扰导致通信失败或失真等问题。
本文将会从三个方面介绍常见的信道干扰，以及如何应对这些干扰。
一、自然信号干扰自然信号干扰是指来自天气、地形、自然环境和电磁干扰源等的信号干扰。
这些干扰信号会影响到通信设备的正常工作，进而导致通信信号的损失和失真。
为了应对这种干扰，一些措施可以被采取，如：1. 安装屏蔽材料：此措施即在通信设备以及周边区域内安装屏蔽材料，以减少外界干扰信号的影响。
2. 引入数字信号处理技术：数字信号处理技术能够通过过滤、解调和整形等方式来消除噪声和失真等干扰信号，以获得高质量的通信信号。
二、电气信号干扰电气信号干扰一般是指来自通信设备中的外部电磁干扰，比如说电压失真和电磁干扰等问题。
这种干扰的影响程度和频率都是可以预测和测量的，因此一些干扰措施可以被采取，如：1. 重新规划设备布局：不同的设备放置方式会有不同的电磁干扰影响程度，规划合适的设备布局可以减轻电气信号干扰。
2. 降低信号噪声：通常通信信号的质量和噪声成正相关关系，为了消除噪声，可以利用前馈回路和数字滤波器来提高信号的质量。
三、人为信号干扰人为信号干扰通常是由人类活动造成的，例如无线电、移动电话和声音等情况。
这些干扰不仅会增加通信设备的复杂性，同时还会对设备的精度和稳定性产生负面影响，因此采用如下措施可能会更加有效：1. 建立隔离区：建立隔离区可以将不同类型的设备放在一个环境不会互相干扰的区域内。
2. 加强信道过滤：加强信道过滤可以消除信道中的人为干扰，并保持信号质量。
综上所述，通信电子中的信道干扰问题是常见的，由于干扰信号发生的原因和形式各异，不同类型的应对措施可能具有不同的效力，但我们可以利用适当的技术和设备维持通信网络的正常工作程度。
光通信中的传输噪声及其去噪方法研究
光通信中的传输噪声及其去噪方法研究在现今的通信领域中，光通信已经成为了重要的传输方式。
其传输带宽大，传输距离远，传输速度快，安全性高等优点，使得其在高速互联网、数据中心、超算等领域得到了广泛的应用。
但是，随着数据传输速度的不断提高，通信通道中的传输噪声逐渐成为了制约光通信发展的瓶颈，亟需解决。
一、光通信传输噪声的来源在光通信数据传输过程中，由于光信号受到环境干扰或传输通道的影响，就会出现传输噪声。
传输噪声主要来源有以下三种：1. 光纤系统噪声：光纤中的材料、折射率分布及形状等因素都会对传输信号产生影响，导致光纤中出现模场耦合、散射、色散等噪声。
2. 光接收器噪声：光接收器中的电路噪声、热噪声、干扰噪声等因素都会给信号带来干扰，严重影响信号的传输和接收质量。
3. 环境噪声：由于末端接收器或者光信号在传输过程中可能会遭受到外界电磁干扰和信号反射、散射等形式的干扰，从而给信号带来不同程度的噪声干扰。
二、光通信传输噪声的特征对于光通信传输噪声，其主要具有以下几个特征：1. 难以避免：传输噪声是光通信应用中的普遍现象，由于环境复杂多变，噪声干扰的产生很难避免，因此需要采取合适的方法进行降噪。
2. 随距离与频率增加而增加：光通信中的传输噪声随传输距离的增加而逐渐变大，同时在高频率的情况下，传输噪声也会不断增加，给信号传输带来影响。
3. 对数据传输有较大的影响：传输噪声在信号传输过程中会产生噪声干扰，降低信噪比，从而降低数据传输质量。
三、光通信传输噪声的去噪方法针对光通信传输噪声的影响，需要利用一些方法进行降噪，以保证数据传输的质量。
下面介绍几种典型的去噪方法：1. 数字滤波器：数字滤波器是光通信中严格控制传输噪声干扰的重要手段。
可以通过对数字信号进行过滤和改变信号波形等方式，去除信号中的噪声。
2. 载波同步处理：通过保证传输载波的同步性，可以消除信号中的多径干扰和噪声干扰。
3. 自适应等化器：这种方法通过自适应调节信号的滤波系数，使得同时具有时域和频域的性能，能够适应信道环境的变化，选择性地进行干扰消除。
通信噪声的概念
通信噪声的概念通信噪声是指在信号传输过程中加入到信号中的外部噪声。
它可以由许多因素引起，包括电子设备内部的热噪声、外部电磁干扰、天线接收信号时的随机噪声等。
通信噪声会对信号的质量和可靠性产生负面影响，增加误码率，降低通信系统的性能。
通信噪声的本质是由于信息传输的过程中，不可避免地与外界相互作用。
这些相互作用可以将外界的噪声引入到信号中，导致信号的质量受到损害。
通信系统工程师需要了解通信噪声的特性，以便设计出能够降低噪声对信号的影响的系统。
通信噪声可以分为两类：有源噪声和无源噪声。
有源噪声是指引起噪声的源头具有能量，例如电子元件内部的热噪声。
无源噪声则是指由于环境或天线等引起的无来源的噪声，例如来自无线电或电视发射塔的电磁辐射。
在通信系统中，常见的噪声源包括热噪声、失配噪声和随机噪声。
热噪声是由于电子元件内部的热运动引起的，它的特点是其功率谱密度与频率成正比。
失配噪声是由于不匹配的电阻、电容或电感引起的，它的特点是频谱中包含离散的频率分量。
随机噪声则是由于环境的电磁辐射或其他随机事件引起的，它的特点是在频谱上分布广泛，没有特定的频率分量。
通信噪声可以通过采取一系列的措施来降低。
首先，可以通过增加信号功率的方法来抵消噪声的影响。
然而，这种方法并不总是可行的，因为它会增加系统的复杂性和功耗。
其次，可以通过选择性滤波的方法来抑制噪声。
滤波器可以通过选择适当的传递函数来阻止某些频率范围内的噪声，从而保留感兴趣的信号成分。
此外，还可以通过使用编码和差错纠正技术来提高信号的可靠性，使得接收端可以更好地恢复原始信号并减少由噪声引起的误码。
总的来说，通信噪声是影响通信系统性能的一个重要因素。
了解和处理通信噪声对于设计高性能的通信系统至关重要。
通过合理选择滤波器、增大信号功率、使用编码和差错纠正技术等方法，可以有效地降低噪声对信号的影响，提高通信系统的可靠性和质量。
通信中常见噪声
通信中的常见噪声几种噪声，它们在通信系统的理论分析中常常用到，实际统计与分析研究证明，这些噪声的特性是符合具体信道特性的白噪声在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。
所谓噪声是指它的功率谱密度函数在整个频域 卜⑷.0匚十可内是常数,即服从均匀分布。
之所以称它为 白”噪声，是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。
凡是不符合上述条件的噪声就称为有色噪声。
白噪声的功率谱密度函通常被定义为而在任意两个不同时刻上的随机取值都是不相关的。
白噪声的功率谱密度及其自相关函数，如图2-11所示。
式中, 一个常数，单位为 W/Hz 。
若采用单边频谱，即频率在（(2-22)_____ ）的范围内，白噪声的功率谱密度函数又常写成(2-23)由信号分析的有关理论可知，功率信号的功率谱密度与其自相关函数里卫］互为傅氏变换对，即=；■••订（2-24）因此，白噪声的自相关函数•为_________ JJ ______________________________ ( 2-25)式（2-25）表明，白噪声的自相关函数是一个位于 ______________ 处的冲激函数，它的强度为。
这说明，白噪声只有在1J/2时才相关,实际上完全理想的白噪声是不存在的，通常只要噪声功率谱密度函数均匀分布的频率范围远远超过通信系统工作频率范围时, 就可近似认为是白噪声。
例如，热噪声的频率可以高到 看作白噪声。
高斯噪声在实际信道中，另一种常见噪声是高斯噪声。
所谓 高斯噪声|是指它的概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声。
其一 维概率密度函数可用数学表达式表示为通常，通信信道中噪声的均值 匡］=0。
由此，我们可得到一个 重要的结论：在噪声均值为零时，噪声的平均功率等于噪声的方差。
证明如下:因为噪声的平均功率而噪声的方差为口— D ［琲）2站［喊）-总（毗））了 ；=&齡（0 I-［%◎））『=凤Q ）-疋=MEJ HZ ,且功率谱密度函数在 0〜心'I Hz 内基本均匀分布，因此可以将它式中，"I 为噪声的数学期望值，也就是均值;_为噪声的方差。
信号传输过程中的常见干扰与消除方法
信号传输过程中的常见干扰与消除方法信号传输是现代通讯领域中至关重要的一环，无论是在有线通讯还是无线通讯中，我们都需要确保信号的稳定传输。
然而，在实际的通讯中，常常会遇到各种干扰因素，这些干扰因素会对信号传输产生不利影响，降低通讯质量。
本文将介绍一些常见的信号传输过程中的干扰因素以及相应的消除方法。
一、常见的信号干扰因素：1. 电磁干扰：电磁干扰是指来自外部电磁场对信号的干扰，例如高压电线或电机等设备产生的电磁场会干扰信号的传输。
2. 多径传播：多径传播是指信号在传输过程中经过不同路径到达接收端，导致信号叠加和相位失真，影响信号的接收质量。
3. 噪声干扰：噪声是指信号中无用的附加成分，例如大气噪声、热噪声等。
这些噪声会使得信号与噪声混合，降低信噪比，从而影响信号的传输质量。
二、信号干扰的消除方法：1. 电磁屏蔽：采用屏蔽材料、屏蔽箱等方式来阻隔外部电磁场对信号的影响，减少电磁干扰。
2. 频率分离技术：通过将不同频率的信号分配到不同的频带进行传输，以避免不同信号间的相互干扰。
3. 调制技术：采用调制技术将信号调制到较高频率进行传输，以减少对低频噪声的敏感度，提高传输质量。
4. 前向纠错编码：通过在信号中添加冗余信息，使得接收端可以在一定程度上恢复原始信号，提高信号的可靠性。
5. 自适应均衡：针对多径传播引起的信号衰减和相位失真问题，采用自适应均衡算法来对信号进行修复，提高信号的接收质量。
6. 滤波技术：通过滤波器来抑制信号中的噪声成分，提高信号的纯度和准确性。
7. 功率控制：对于无线通信中的信号干扰，可以通过控制发送端的功率来减少对其他信号的干扰。
总结：信号传输过程中的干扰因素多种多样，但是我们可以采取相应的措施来消除或减小这些干扰。
通过电磁屏蔽、频率分离、调制技术、前向纠错编码、自适应均衡、滤波技术和功率控制等手段，我们能够有效地改善信号的传输质量，保证通讯的稳定性和可靠性。
在未来的通讯发展中，我们需要不断创新，不断完善这些消除干扰的方法，以应对不断变化的干扰因素，提供更加高效和可靠的通讯服务。
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰
移动通信中的噪声和干扰是影响通信质量和性能的重要因素。
在移动通信系统中，噪声是由各种源产生的随机波动，而干扰则是
指外部信号对通信系统的干扰。
噪声
噪声是由于电子元件的热运动和其他因素引起的无规律电磁波，它会对通信信号进行干扰和破坏。
在移动通信系统中，噪声主要包括：
1. 热噪声：由于传输介质和电子元件内部的热运动产生的电磁波；
2. 散弹噪声：由电子元件内电子的离散性引起的电磁波；
3. 交调噪声：由于不同频率的信号交叉混合而产生的电磁波。
噪声对通信系统的影响可以通过信噪比（信号与噪声的比值）
来衡量，信噪比越大，通信质量越好。
为了降低噪声的影响，通信
系统通常采用信号处理、误差检测和纠正等方法。
干扰
干扰是指环境中的其他电磁信号对通信系统的干扰。
在移动通信系统中，干扰主要来源于以下几个方面：
1. 邻近信道干扰：由于邻近频道的信号相互干扰导致的；
2. 同频干扰：由于系统内不同用户或不同基站之间的信号相互干扰导致的；
3. 多径干扰：由于信号在传播过程中发生多次反射、绕射、折射等导致的；
4. 外界干扰：来自于其他无线设备、电源设备、人造信号等的干扰信号。
干扰会导致通信信号的失真、丢失和误解等问题，降低通信的可靠性和性能。
为了减少干扰，通信系统通常采用多址技术、频率规划、功率控制和重复传输等方法。
，噪声和干扰是移动通信中不可避免的问题，对通信质量和性能产生重要影响。
通过合理的设计和优化，可以降低噪声和干扰对通信系统的影响，提高通信质量和性能。
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式中， 为噪声的数学期望值，也就是均值； 为噪声的方差。
通常，通信信道中噪声的均值 =0。由此，我们可得到一个：在噪声均值为零时，噪声的平均功率等于噪声的方差。证明如下：
因为噪声的平均功率
（2-27）
而噪声的方差为
（2-28）
所以，有
（2-29）
上述结论非常有用，在通信系统的性能分析中，常常通过求自相关函数或方差的方法来计算噪声的功率。
窄带高斯噪声的是频谱局限在 附近很窄的频率范围内，其包络和相位都在作缓慢随机变化。如用示波器观察其波形，它是一个频率近似为 ，包络和相位随机变化的正弦波。
因此，窄带高斯噪声 可表示为
（2-39）
式中， 为噪声 的随机包络； 为噪声 的随机相位。相对于载波 的变化而言，它们的变化要缓慢的多。
如图2-13所示。
为了方便以后分析，在此给出
（1）误差函数是递增函数，它具有如下性质
1） ；
2） 。
（2）互补误差函数是递减函数，它具有如下性质
1） ；
2） ；
3） 。
2.5.3高斯型白噪声
我们已经知道，白噪声是根据噪声的功率谱密度是否均匀来定义的，而高斯噪声则是根据它的概率密度函数呈正态分布来定义的，那么什么是高斯型白噪声呢？
实际上完全理想的白噪声是不存在的，通常只要噪声功率谱密度函数均匀分布的频率范围远远超过通信系统工作频率范围时，就可近似认为是白噪声。例如，热噪声的频率可以高到 Hz，且功率谱密度函数在0～ Hz内基本均匀分布，因此可以将它看作白噪声。
2.5.2高斯噪声
在实际信道中，另一种常见噪声是高斯噪声。所谓是指它的概率密度函数服从高斯分布（即正态分布）的一类噪声。其一维概率密度函数可用数学表达式表示为
由于高斯噪声在后续章节中计算系统抗噪声性能时要反复用到，下面予以进一步讨论。
式（2-26）可用图2-12表示。
由公式（2-26）和图2-12容易看出高斯噪声的一维概率密度函数 具有：
（l） 对称于 直线，即有
（2-30）
（2） 在 内单调上升，在 内单调下降，且在点 处达到极大值 。当 时
（3） （2-31）
也称高斯白噪声，是指噪声的概率密度函数满足正态分布统计特性，同时它的功率谱密度函数是常数的一类噪声。这里值得注意的是，高斯型白噪声同时涉及到噪声的两个不同方面，即概率密度函数的正态分布性和功率谱密度函数均匀性，二者缺一不可。
在通信系统的理论分析中，特别是在分析、计算系统抗噪声性能时，经常假定系统中信道噪声（即前述的起伏噪声）为高斯型白噪声。其原因在于，一是高斯型白噪声可用具体的数学表达式表述（比如，只要知道了均值 和方差 ，则高斯白噪声的一维概率密度函数便可由式（2-26）确定；只要知道了功率谱密度值 /2，高斯白噪声的功率谱密度函数便可由式（2-22）决定），便于推导分析和运算；二是高斯型白噪声确实反映了实际信道中的加性噪声情况，比较真实地代表了信道噪声的特性。
通信中的常见噪声
几种噪声，它们在通信系统的理论分析中常常用到，实际统计与分析研究证明，这些噪声的特性是符合具体信道特性的。
2.5.1白噪声
在通信系统中，经常碰到的噪声之一就是白噪声。所谓是指它的功率谱密度函数在整个频域 内是常数，即服从均匀分布。之所以称它为“白”噪声，是因为它类似于光学中包括全部可见光频率在内的白光。凡是不符合上述条件的噪声就称为有色噪声。
2.5.4窄带高斯噪声
通信的目定带宽的通道，其作用在于一方面让信号畅通无阻，同时最大限度的抑制带外噪声。所以实际通信系统往往是一个带通系统。下面研究带通情况下的噪声情况。
1.窄带高斯噪声的定义与表达式
当高斯噪声通过以 为中心角频率的窄带系统时，就可形成。所谓是指系统的频带宽度 远远小于其中心频率 的系统，即 的系统。这是符合大多数信道的实际情况的。
（2-32）
且有
（4） 表示分布中心， 表示集中的程度。对不同的 ，表现为 的图形左右平移；对不同的 ， 的图形将随 的减小而变高和变窄。
（5）当 ， 时，相应的正态分布称为标准化正态分布，这时有
(2-33）
现在再来看 。
概率分布函数 用来表示随机变量x的概率分布情况，按照定义，它是概率密度函数 的积分，即
将式（2-39）展开，可得窄带高斯噪声的另外一种表达形式，即
（2-40）
其中
（2-41）
（2-42）
式中 及 分别称为 的同相分量和正交分量。可以看出，它们的变化相对于载波 的变化也要缓慢的多。
点此看窄带噪声的flash
2.统计特性
由式（2-39）及式（2-40）可以看出，窄带高斯噪声 的可由 、 或 、 的统计特性确定。反之，由 的统计特性也可确定 、 或 、 的统计特性。下面将不加证明地给出几个今后特别。
(2-34)
将式（2-26）正态概率密度函数代入，得正态概率分布函数 为
(2-35)
这个积分不易计算，常引入误差函数来表述。所谓，它的定义式为
（2-36）
并称 为，记为 ，即
（2-37）
可以证明，利用误差函数的概念，正态分布函数可表示为
（2-38）
用误差函数表示 的好处是，借助于一般数学手册所提供的误差函数表，可方便查出不同x值时误差函数的近似值（参见附录B），避免了式（2-35）的复杂积分运算。此外，误差函数的简明特性特别有助于通信系统的抗噪性能分析，在后续的内容中将会看到，式（2-36）和式（2-37）在讨论通信系统抗噪声性能时，非常有用。
通常被定义为
（2-22）
式中， 是一个常数，单位为W/Hz。若采用单边频谱，即频率在（ ）的范围内，白噪声的功率谱密度函数又常写成
（2-23）
由信号分析的有关理论可知，功率信号的功率谱密度与其自相关函数 互为傅氏变换对，即
（2-24）
因此，为
（2-25）
式（2-25）表明，白噪声的自相关函数是一个位于 处的冲激函数，它的强度为。这说明，白噪声只有在 /2时才相关，而在任意两个不同时刻上的随机取值都是不相关的。白噪声的功率谱密度及其自相关函数，如图2-11所示。
（1）一个均值为零，方差为 的窄带高斯噪声 ，假定它是平稳随机过程（通信系统中的噪声一般均满足），则它的同相分量 、正交分量 同样是平稳高斯噪声，且均值都为零，方差也相同。即