Langaton Tietoliikenne
Kohina ja häiriö
Kohina
Lämpökohina
Yhden hertsin kaistalla Lämpökohinan määrä on:
= Kohinan voimakkuus watteina / 1 Hz kaistanleveys
k = Boltzmannin vakio
T= lämpötila Kelvineinä
Yleisesti kohina kaistanleveydelle

Keskinäismodulaatiokohina
Ylikuuluminen (Crosstalk)
Impulssi kohina
Lyhyitä voimakkaita energia piikkejä
Häiritsee enemmän digitaalista kuin analogista kommunikointia.
Ei voida ennustaa kuten muuta kohinaa
Signaalin bitin energia kohina suhde
= Energia bittä kohden(W =J/s)
R = siirtonopeus (bps)
S= Signaalin voimakkuus
Desibeleinä:
_{db}=S_{dBW}-10\log(R)-10\log(T)+228.6\, dBW)
Siirtovirheiden määrä (BER, bit error rate)
Shannonin kaavaa hyödyntäen voidaan laskea tarvittava

suhde jotta saadaan haluttu siirtotehokkuus käytetylle kaistalle (spectral efficiency) C/B
\Rightarrow\frac{S}{N}=2^{\frac{C}{B}}-1)
Laske tarvittava

suhde, jotta saavutetaan spektri tehokkuus 6 bps/Hz (V: ~10.21 dB)
Co-channel interference
co-channel reduction factor (yhteiskanavan vähennyskerroin)
Kukin tukiasema kattaa oman alueensa (säde R)
Kahden samaa taajuutta käyttävän solun välinen etäisyys D
vähennyskerroin voidaan määrittää halutulle signaalihäiriö-tasolle (

voidaan lisätä häiriöön, jos kohinaa on merkittävästi)

M = häiriölähteiden määrä (esim tukiasemien määrä)
I= häiriön määrä
=signaalin vahvuuden määrityksen etenemismallista riippuva potenssi (free space propagation = 2, kahdenpolun etenemisellä =4), määrittää etenemisvaimennuksen (-4 → 40dB/dec vaimennus) (etenemisvaimenemisen potenssi)
Adjacent-channel interference (viereisten kanavien häiriö)
Suotimen vaikutus
K = suotimen tehokkuus (slope) (esim. 6dB)
= signaalin reuna taajuuden etäisyys kantoaallon taajuudesta (eli kaistanleveys/2)
= Viereisen kanavan etäisyys kantoaallosta.
Kanava-erotus
Keskinäismodulaatio (ristimodulaatio, Intermodulation (IM)
Keskinäismodulaatiota esiintyy epälineaarisen signaalinkäsittelyn takia (vrt. keskinäismodulaatio kohina)
IM termejä tuottaa signaalin ajaminen:
IM termien välttäminen vaatii kaistanleveyden kasvattamista
Near-end-to-far-end ratio
near-far interference
Etäisyyden kasvattaminen päätelaitteiden välillä auttaa aina pienentämään signaalin häiriöitä
Mobiilikommunikoinnissa on kuitenkin yksi tapaus, missä etäisyydestä voi olla haittaa
Oletetaan että mobiilit liikkuvat tukiaseman alueella (lähempänä tai kauempana)
Kaksi mobiilia lähettää signaalin yhtä aikaa
Lähempää saapuva signaali on voimakkaampi kuin kauempaa saapuva ja voi peittää heikomman alleen ⇒ near-end-to-far-end ratio interference
Esimerkki:
Olkoot molempien mobiileiden lähetysteho sama,

haluttu signaali etäisyydellä

häiritsevä signaali etäisyydellä

. Käytetään 40 dB/dec etenemisvaimennusta
Suhteeksi saadaan

Eli kauempana lähtenyt signaali on 52 desibeliä lähempänä olevaa signaalia heikompi.
Vaikutuksenminimoimiseksi täytyy signaaleiden taajuusero olla riittävä.

, jossa
K=Suodin, L= on far-end-to-far-end-ratio
Intersymbol interference (ISI)
Lähetetty signaalin “kopiot” aiheuttavat häiriöitä vastaanotossa.
Johtuu vastaanottimen liikkeestä sekä monitiestä.
Hajaantuneet signaalit aiheuttavat häiriöitä toisilleen.
Yksi tai useampi kopio samasta signaalista saapuu hieman viivästyneenä vastaanottimella häiriten primääripulssin loppupään bittejä
Heijastuvan signaalin matka on pidempi kuin LoS signaalin
Signaalin vaihe voi muuttua heijastuessa
Maasta heijastuva signaalin vaihesiirtymä on

, jolloin LoS signaali ja heijastunut signaali kumoavat toisensa
Simulcast interference
Local scatterers (paikallinen heijaste)
Aiheuttavat lyhyt aikaista häipymistä
Vaatimukset paikalliselle heijasteelle
Esimerkiksi lähellä olevat talot
Taajuus suunnittelu
Taajuussuunnittelu on tarpeen häiriöiden minimoimiseksi
Kun häiriötasot tiedetään, voidaan taajuuksien uudelleenkäyttöä harkita
Taajuuksien uudelleenkäyttö
Tavoitteena palvella mahdollisimman monia käyttäjiä (kapasiteetti)
Taajuuksien uudelleenkäyttö aiheuttaa häiriöitä