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WCDMA和PHS系統(tǒng)共存干擾的研究

云知道

作者：郭隆慶; 李英丹; 屈鵬飛; 孫文江
2G網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)將在今后幾年內(nèi)共存，為使二者正常工作必須考慮不同技術(shù)體制的共存問題 。
本文從WCDMA和PHS的頻譜規(guī)劃和無線傳播模型出發(fā)，應(yīng)用基于Monte-Carlo分析方法的計算機(jī)仿真平臺，對WCDMA和PHS的干擾問題進(jìn)行了細(xì)致的計算機(jī)仿真，并給出了仿真結(jié)果，提出了相應(yīng)建議 。
要害詞：鄰信道功率干擾比Monte-CarloWCDMAPHS
1、引言
近年來，隨著我國移動通信市場的迅速發(fā)展，以GSM、PHS等為代表的2G系統(tǒng)已被大范圍部署并投入使用，3G系統(tǒng)也將入網(wǎng)應(yīng)用 。如何保障2G和3G兩個移動通信系統(tǒng)可靠工作，已經(jīng)成為關(guān)注的重點(diǎn) 。
依據(jù)我國對3G系統(tǒng)頻率使用的規(guī)劃方案，WCDMA系統(tǒng)和PHS系統(tǒng)在1920MHz四周鄰頻共存 。目前研究移動通信系統(tǒng)之間的共存干擾問題通常采用3種方法[1]：最小耦合法（MCL）、增強(qiáng)的最小耦合法（E-MCL）和蒙特卡洛法（Monte-Carlo） 。本研究采用Monte-Carlo算法，針對WCDMA系統(tǒng)與PHS系統(tǒng)在不同傳輸或接收狀態(tài)下的共存干擾、PHS系統(tǒng)的自干擾以及共存小區(qū)半徑變化對不同系統(tǒng)的影響進(jìn)行了細(xì)致的研究，并給出了仿真結(jié)果 。
2、WCDMA和PHS在固定小區(qū)半徑下共存干擾的仿真
2.1WCDMA上行鏈路和PHS上行鏈路間干擾仿真
WCDMA屬于FDDCDMA系統(tǒng)，它的上行鏈路頻段和PHS頻段相鄰 。當(dāng)兩系統(tǒng)在某小區(qū)呈共存分布時（如圖1所示），WCDMA的上行鏈路與PHS系統(tǒng)之間有可能存在共存干擾 。圖1中，粗線和細(xì)線分別表示W(wǎng)CDMA和PHS系統(tǒng)；設(shè)小區(qū)半徑為R，系統(tǒng)間偏移距離D為R/2 。
圖1; 兩系統(tǒng)共存布局
對于圖1的WCDMA上行鏈路和PHS上行鏈路的傳播路徑模型，設(shè)系統(tǒng)移動臺（MS）個數(shù)為m，基站（BS）個數(shù)為n 。根據(jù)隨機(jī)分布產(chǎn)生的坐標(biāo)信息，則移動臺和基站之間的距離矩陣Dmxn為
（1）
式（1）中，d表示第i個移動臺和第j個基站之間的距離 。由距離產(chǎn)生的路徑損耗為
（2）
則移動系統(tǒng)的所有鏈路的廣義路徑損失Pmxn可表示為：
（3）
式（3）中：表示廣義路徑損失 。lgF是固定偏差的對數(shù)正態(tài)衰落，它根據(jù)具體的仿真環(huán)境而定：GTx為發(fā)射機(jī)的天線增益；GRx為接收機(jī)的天線增益；LMc為最小耦合損失 。
依據(jù)參考文獻(xiàn)[2]，此模型下最小耦合損失為70dB，因此，最終的傳播損失可表示為
（4）
因?yàn)橐苿优_和基站之間的發(fā)射功率是通過功率控制決定的，仿真使用的功率控制模型基于SIR（信噪比）的功率控制和內(nèi)環(huán) 外環(huán)閉環(huán)功率控制方案，通過功率控制改變信號的發(fā)送功率，使計算得到的內(nèi)環(huán)SIR值保持在外環(huán)給定的目標(biāo)SIR上 。上行鏈路功率控制過程中，需要計算移動臺和基站之間的SIR，對于上行鏈路，其接收機(jī)端口的SIR計算公式為
（5）
式（5）中，S：基站接收的有用信號功率；Gp：處理增益；Iown：來自與本鏈路相關(guān)基站連接的除本移動臺外其他移動臺的干擾；Iother：來自與其他基站連接的移動臺的干擾；No：熱噪聲；β：干擾抑制因子 。當(dāng)不使用聯(lián)合檢測技術(shù)時，β=0 。

;功率控制后發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率是
（6）
式（6）中，Ptotal是基站接收到的總功率；SIRtarget：目標(biāo)SIR值 。
容量的變化是衡量系統(tǒng)性能的一個重要指標(biāo) 。因?yàn)閃CDMA系統(tǒng)是一個軟容量的系統(tǒng)，其容量隨具體條件的變化而發(fā)生變動 。仿真中依據(jù)3GPP規(guī)定，WCDMA系統(tǒng)的上行鏈路采用6dB噪聲提升準(zhǔn)則（對應(yīng)于75%負(fù)載），即接收機(jī)端接收到的所有功率和熱噪聲的比值為6dB時，接入的每小區(qū)/扇區(qū)平均滿足用戶數(shù)即為系統(tǒng)的容量 。設(shè)定單運(yùn)營商情況下的系統(tǒng)容量為Nsingle，多運(yùn)營商情況下的系統(tǒng)容量為Nmulti，容量損失定義為

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