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WCDMA與HSDPA共站時(shí)系統(tǒng)的容量分析

云知道

【摘要】文章描述了當(dāng)HSDPA與WCDMA雙系統(tǒng)共存時(shí)，WCDMA的容量損失與HSDPA的吞吐量變化情況 。
文章進(jìn)行了靜態(tài)蒙特卡羅系統(tǒng)級(jí)仿真，給出了兩個(gè)系統(tǒng)的容量分析以及系統(tǒng)間干擾分析，得到了包括不同的HSDPA用戶數(shù)所對(duì)應(yīng)的HSDPA數(shù)據(jù)吞吐量以及WCDMA系統(tǒng)容量等一系列數(shù)據(jù) 。
【要害字】WCDMAHSDPA蒙特卡羅吞吐量 容量損失
1; 概述
高速下行分組接入HSDPA(HighSpeedDownlink Package Access) 是第三代移動(dòng)通信中非常重要的增強(qiáng)技術(shù)，非凡適用于多媒體、遠(yuǎn)程會(huì)議、Internet 等大量下載信息的業(yè)務(wù) 。HSDPA是在R5協(xié)議中為了滿足上／下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不對(duì)稱的需求而提出的，它可以在不改變已經(jīng)建設(shè)的WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的情況下，把下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率提高到10Mb/s 。該技術(shù)是WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)后期提高下行容量和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率的一種重要技術(shù) 。為了達(dá)到提高下行分組數(shù)據(jù)速率和減少時(shí)延的目的，HSDPA主要采用了自適應(yīng)的編碼和調(diào)制（AMC adaptive modulation and coding）、混合自動(dòng)重傳（HARQ Hybrid ARQ）和快速分組調(diào)度等技術(shù) 。其實(shí)，上述三種技術(shù)都屬于鏈路自適應(yīng)技術(shù)，也可以看成是WCDMA技術(shù)中可變擴(kuò)頻技術(shù)和功率控制技術(shù)的進(jìn)一步提升 。
由于在系統(tǒng)級(jí)仿真中我們側(cè)重于容量分析以及系統(tǒng)間干擾分析，我們采用的是靜態(tài)系統(tǒng)級(jí)仿真方法 。首先我們會(huì)分別對(duì)WCDMA和HSDPA的單系統(tǒng)進(jìn)行仿真，以獲得WCDMA獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)容量以及HSDPA系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)吞吐量 。然后我們運(yùn)行雙系統(tǒng)仿真，研究這兩個(gè)系統(tǒng)共存時(shí)的相互干擾情況以及共存時(shí)的系統(tǒng)容量和吞吐量 。單系統(tǒng)和雙系統(tǒng)仿真均在宏蜂窩環(huán)境下進(jìn)行 。建立的系統(tǒng)模型及其參數(shù)參照了3GPP規(guī)范中的TR25.950、25.848、25.996、25.942，及UMTS30.03等協(xié)議 。
2; 系統(tǒng)建模
靜態(tài)系統(tǒng)仿真既可以進(jìn)行單個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的仿真，也可以進(jìn)行多個(gè)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的仿真 。主要采用MonteCarlo統(tǒng)計(jì)方法，系統(tǒng)生成隨機(jī)分布于一定地理區(qū)域的用戶，然后保持這些用戶位置固定不變，進(jìn)行切換和功率控制 。下面我們從小區(qū)拓?fù)?、信道模型、切換、功率控制等五個(gè)方面來(lái)說明系統(tǒng)建模方法 。
2.1小區(qū)拓?fù)?br /> 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇楹攴涓C，每個(gè)小區(qū)采用3扇區(qū)，采用48扇區(qū)/16個(gè)小區(qū)結(jié)構(gòu)，扇區(qū)半徑為577米，小區(qū)半徑為1000米，如圖1所示 。相鄰扇區(qū)干擾情況，只考慮相鄰第一層基站所有的扇區(qū)和第二層基站的主方向相對(duì)扇區(qū)的干擾，其它扇區(qū)的干擾忽略不計(jì) 。這也是根據(jù)實(shí)際情況所做的模擬 。
圖1; 采用Wrap技術(shù)的宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
2.2信道建模
路徑損耗的計(jì)算方面，我們選用車載傳播模型 。車載傳播模型主要應(yīng)用于一個(gè)天線高于平均屋頂高度，而另外一個(gè)天線低于平均屋頂高度的情況 。其傳播模型計(jì)算公式為：
L=40×(1－4×10-3×hb)lg(d)－18lg(hb)＋21lg(fc)＋80＋LogF(1)
【W(wǎng)CDMA與HSDPA共站時(shí)系統(tǒng)的容量分析】 其中d是間隔距離(km)，fc是載波頻率(MHz)，hb是基站天線高度(m)，以平均屋頂高度為基準(zhǔn)，LogF是標(biāo)準(zhǔn)偏差為10dB的對(duì)數(shù)正態(tài)分布 。該模型適用于城市或郊區(qū)鏈路間隔距離從幾百米到數(shù)公里的情況 。
用戶和基站之間的傳播損耗除了路徑損耗外，還包括陰影衰落和快衰落 。由于快衰變化很快，對(duì)系統(tǒng)的平均性能影響不大，所以靜態(tài)仿真一般不考慮快衰落對(duì)系統(tǒng)的影響 。而陰影衰落通常使用正態(tài)分布的隨機(jī)變量來(lái)進(jìn)行模擬，而且每個(gè)用戶與每個(gè)扇區(qū)之間的陰影衰落相互獨(dú)立 。本文的陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差選取8dB 。
2.3切換
WCDMA的切換為軟切換，而HSDPA的切換為硬切換 。本次仿真中，HSDPA的切換有以下特點(diǎn)：
(1)每次抓拍每個(gè)扇區(qū)最多只有一個(gè)用戶 。因?yàn)殪o態(tài)仿真無(wú)法包含時(shí)間概念 。

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