接收机互调干扰特性.docx

1、接收机互调干扰特性ITU-R SM.1134-1 建议书 陆地移动业务中互调干扰的计算(ITU-R 44/1号研究课题)(1995-2007年)范围本建议书为计算最多三种互调干扰提供了依据，接收机输出端出现的这种互调干扰， 是接收机幅度响应的非线性在接收机输入端产生的强烈无用信号引起的。国际电联无线电通信全会，考虑到a)在大多数典型情况下，确定陆地移动业务干扰的主要因素包括：-由两个(或更多个)高电平干扰信号产生的带内互调产物；-当来自其他发射机的任何其他信号出现在受影响的发射机的 RF级输入级，就会在发射机产生无用发射；-有用和干扰的信号幅度是随机变量；b)两个(或更多个)无用信号必须具有特

2、定的频率，造成互调产物落入接收机频带 内；c)由两个以上的幅度很高的无用信号引起互调干扰的概率非常小；d)互调干扰计算程序将为陆地移动业务的频谱利用效率的提高提供一个的有用的方 法，建议1应使用附件1中提出的接收机互调模型进行陆地移动业务的互调干扰计算；2互调干扰计算应遵循以下的程序，详情见附件 1；2.1确定随机有用信号功率在接收机输入端的均值和偏差值；2.2确定一个随机互调干扰信号功率在接收机输入端的平均值和偏差值；2.3确定接收时出现接收机自身以及由发射机互调产生的互调产物的概率；3受互调干扰影响的区域以及相应的干扰发射机与接收机间的必要地理间隔应根据给定的干扰概率值来确定，如附件1所述

3、。互调模型本附件描述了两个互调模型；接收机互调（ RXIM ）模型和发射机互调（TXIM ）模 型。它分成5个小节。第1节概述了计算接收机互调干扰的通用公式。第 2节描述了 RXIM的测量程序。第3节 概述了使用通用公式来评估接收互调干扰的程序。第 4节概述了发射机互调干扰的公式。第 5 节描述了如何计算RXIM和TXIM干扰的概率。1 接收机互调分析模型两信号、三阶互调干扰功率由以下公式给出（前 CCIR 522-2报告，1990年，杜塞尔多夫）:Pno =2 冃- J P2-2 一心,1 （1）其中:P1和 P2：分别为在频率f1和f2上的干扰信号功率Pino:在频率f0（f0二2f1 -

4、f2）上的三阶互调产物功率K2,1：三阶互调系数，可以根据三阶互调测量结果计算得到或从设备参数获得F；1 和：2：分别为距工作频率f0频偏为目1和目2处的RF频率选择性参数。例如和V值可以通过计算失谐频率的信号衰减的公式得到:I |其中Brf是接收机的RF带宽值得注意的是，对一个工作在 VHF和低UHF频带的陆地移动模拟无线电接收机的一组 特定的三阶互调测量值，由公式（1）可以得到以下公式1974年，McMahon:其中曰是平均频率偏差（MHz），等于：二打 二 f222接收机互调干扰特性在图1中，Gs是有用信号（WS）的信号发生器。Gii和Gi2是构成了 RXIM产物的干扰信 号（IS）的信

5、号发生器。这些信号作用于接收机（RX）的输入端。图1接收机空谨的制計挣图当测量RX互调特性时，来自发生器 Gii和Gi2的两个IS有相同的幅度，来自发生器 Gs的 WS的幅度为Psr，它们都输入到RX的输入端。第一个IS频率失谐为目0,第二个IS的失谐近似 等于2目0。在RX输入端的两个IS幅度逐步增加，直到达到 P|（IM），WS的接收质量降低到不 能再降的一个特定值。接收质量很明显与保护比 A有关。因此，按照公式（1）：Pn=3P|(IM 卜2讯AfoP(2Afo 卜 宓该值与Rr的关系如下:Psr A - Pjno因此K2,1为:3接收机互调分析程序3.1 通用模型满足以下两个条件时，互

6、调产物会对接收机造成干扰:Fr -0.5 BIF 岂 f|MP 乞 Fr 0.5 BIF (7)并且：艮 一 Pino v A(8)其中：fIMP :审议中的IMP频率Fr:接收机的频率调谐Bif :中频级（IF stage）的通带值，或在没有中频级时的基带滤波器带宽Ps：有用信号的功率（dBm）Pino:重新计算的接收机输入端的等效IMP干扰功率（dBm）A：同信道保护比。Pino由公式（1）给出。考虑到公式（1），条件（8）可改写为：2冃卩2-艮R0(9)其中：& =-A+20书 +K2j(10)3.2 基于截距点的IMP计算方法3.2.1 若没有机会测量接收机的 K,i因数，确定IMP干

7、扰一个简便的办法是利用第i阶点的参 数，其中i = 2、3和5以及同阶的I M因数，将它们用作现代接收机输入级（预选器和混合器）的 微电路。相关规范提供了 IPi和I M参数。IP3是最为普遍的参数（国际电联频谱监测手册第 6.5段，2002年）-“三阶截距点”-理论层次，此层次的三阶IMP电平等于经重新计算的非线性组件（见图 2）输出端入 局信号的具体电平（例如2fi-2和2f2-i这两个生成IMP的相等信号）。IPi参数代表接收机输入级的线性程度，即其生成相应阶的 IMP的能力。IPi电平越高， 接收机的线性越好，即动态范围也越广泛，因此产生 IMP的入局信号电平就越高，接收机的 抗IMP

8、干扰能力也就越强。I M因数代表接收机易受相应阶IMP影响的程度。它们代表接收机输出端IMP电平与其输 入端（在输出端生成IMP的同等信号）入局信号电平的关系。图2表1展示了最著名厂商提供的接收机（预选器和混合器）输入级使用的微电路的参数平 均值和变量限值。可从相关设备的工程规范中得到这些参数的具体数值。表 1中的G参数代表预选器的放大系数，而dBc则确定了与发射的非调制载波功率相关的分贝数。表1接收机输入级的微电路参数G (dB)IP3 (dBm)IM 2 (dBc)IM 3 (dBc)IM 5 (dBc)12 i528支H24支430芳435 i5表2提供了可归入接收机IF通带类的IMP组

9、件的计算公式，提供的内容包括：fiMP : 两或三个入局信号生成的第二、第三和第五阶IMP频率Pe-in : 接收机输入端等效入局信号功率 -同等Pe-in电平接收机输出端的两或三个入局信号正在生成的IMP，与Pl、P2、P3这些电平不同的入局信号生成的 IMP相同。Pimp : 输入端的两或三个入局信号产生的第二、第三和第五阶 IMP电平，其中的Pl、P2、P3 -为处于相应的fl、f2、f3频率的入局信号功率。PIMP值表示 为 IPi 和 IMi。两或三个无用入局信号下的第二、第三和第五阶IMP干扰频率，fIMPfg出 (fg f h)2fg fhfk + f l -fm3fg -2fh

10、2fk -2f| + fm产物的阶和类 型2 (1; 1)3 (2; 1)3 (1; 1; 1)5 (3; 2)5 (2; 2; 1)Pe-in (dBm)(Pg + Ph)/2(2Pg + P h)/3(Pk + Pl + Pm)/3(3Pg + 2Ph)/5(2Pk + 2Pl +Pm)/5Pimp (dBm)2(Pe-in + Gi -IP23 (Pe-in+ G )2.IP33 (Pe-in + G )-2.IP3 + 65 (Pe-in + G )-4.IP55 (Pe-in + G )-4.IP5 + 9.5|M 2 + Pe-in|M 3 + P e-inIM 3 + Pe-in

11、 + 6|M 5 + P e-inIM 5 + Pe-in +9.5表2中的IMP频率flMP和各脚注指数IMP电平Pe-in是按以下方法确定的。 对于两个入局信号：g和h指数都在以下条件下接受1和2两值当中的一个:对于三个入局信号：k、I和mg指数都在以下条件下接受1、2和3这三个值当中的一个:k+ I + m = 6为不同IMP组件进行的IPM电平Pe-in计算，应采用与计算这些组件的频率flMP相同的指数 分布。表2还显示了在不同入局信号电平情况下的组件数量 fIMP和可能存在的不同阶的不同IMP电平Pe-in的数量。从Pe-in公式可以断定，在入局信号电平不同的情况下，同阶输出端的不同

12、 IMP组件也具有可用此方法进行计算的各种电平。将表2的Pimp值等量化，便可看出IPi和I M电平之间的关系:IP2 = Pe-in + 2G M2IP3 = Pe-in + 0.5 (3G TM3)IP5 = Pe-in + 0.25 (5G IM 5)经重新计算的接收机输入端Pino的等效IMP电平是相等的:Pino = Pimp G为弱化无用入局干扰信号，通常在预选器之前的接收机输入端安装双工或通带滤波 器。滤波器参数（在其梯形特性下）包括：通带 BrF1、衰减频带BrF2的边缘以及通带外入局 信号吋）的衰减（在& 0.5 Brf2时，衰减被认为是恒定和相等Lf dB的）。此时滤波器的

13、插入损耗（dB）为:其中Pj-in :接收机输入端入局信号的 功率。3.2.2IMP干扰的计算程序包括以下步骤步骤1: 输入滤波器K Aj）确定作用于接收机输入端的入局信号衰减，j = 1; 2; 3。步骤2: 计算作用于预选器Pj输入端的入局信号电平。步骤3: 确定混合器Pimp输出端的IMP电平。步骤4: 对重新计算的接收机Pn。输入端等效IMP电平的估算。步骤5: 信号的计算-接收机R输入端的干扰比。步骤6: 信号的比较-对干扰比R和保护比A进行比较，以确定接收机与具体电磁环境中的其它无线电-电子系统的兼容条件。3.2.3计算实例我们假设有必要计算接收机中类似fl + f2 -f3的IM

14、P干扰并对其有害影响作出估计。条目：IP3 = 24 dBm; G = 15 dB; Pi-in = 0 dBm; P2-in = 0 dBm; P3-in = -5 dBm;Ps = 14 dBm; A = 9 dB; Lf = 30 dB。设接收机输入端入局信号的频偏| Afj | = |Fr -fj |为：| Af1| 0.5 Brf2 and |Af3| 0.5 Brf2 ,即一个入局信号位于接收机输入滤波器的通带中，另外两个入局信号 -在通带之外此时：K(Af1)= 0; B(Af2)= K( Af3) = 30 dBPj = Pj-in - K(Afj); P1 = 50 dBm;

15、 P2 = F0 dBm; P3 = F5 dBm我们借助表2的等式计算Pe-in和Pimp :Pe-in = ( 0 -40 -45)/3 = -5 dBmPimp = 3 (F5 + 15) -2.24 + 6 = -32 dBmPino = Pimp -G = -32 -15 = -47 dBmR = Ps -Pino = -14 -(-47) = 33 dBmR A并因此根据等式(8)提供兼容性。4发射机互调产物的功率在发射机中产生并随后到达接收机的互调产物的功率 Pi可表示为：P = P2 - 12 - 10 - K(2),1 - L10 (11)其中：P2 : 受影响发射机(频率为

16、f”输入终端的干扰发射机功率(频率为f2)，其中产生互调产物(dBW)2, Jo： 分别由频率为f1的受影响发射机的输出和天线电路、 频率为f2的干扰发射机以及频率为fo的互调产品造成的衰减(dB)K(2),1: 发射机的互调转换损耗(dB)，有别于等式(1)中的K2,1L10： 频率为f1的发射机和接收机之间路径中的互调产物衰减(dB)。TXIM引发干扰的时机是：Ps-R：A (12)其中A是共信道保护比。5干扰概率5.1 RXIM 干扰概率ITU-R P.370、ITU-R P.1057和ITU-R P.1146建议书指出，由于衰减的原因，有用和干扰 信号电平为对数正态分布的随机变量。因此

17、，以 dBW表示的条件(9)左侧代表独立正态随机 量，并构成一个正态随机量。随机量 R二2P1 - P2 - Ps的平均值R和色散cR分别等于：R =2P1m P2m _PsmITU-R P.370、ITU-R P.1057 和 ITU-R P.1146建议书所含数据确定) 5.2 TXIM干扰概率考虑到等式(11)，条件(12)假设的形式为：F2 - Ps - Li。 To其中:To12 ：10 k（2）,i - A5.3 互调产物概率在接收机本身以及因发射机互调（分别为条件 （9）和（13）产生的互调产物将在接收期间出现的概率：等于：fe-t2/2 dte 2 - 4）xx = R。- R /“_r :关于确定互调产物在接收机中出现的概率（条件 （9）;x 二 To -T / cT :关于确定发射机中出现的互调产物引发干扰的概率（条件 （13）。在根据一特定干扰概率值：确定受互调干扰区域时，首先通过等式（14）确定x值。既然已 知Psm值，便可以确定P1m和P2m （或 P2m和Lm）的允许值，以及受干扰区域所依赖的干扰发 射机和接收机之间的相应必要地理间隔。