wcdma與wimax系統(tǒng)共存干擾分析

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1、WCDMA與WiMAX系統(tǒng)共存干擾分析2010-09-1418:49:091、引言　　國際電聯(lián)ITU-R第8F工作組第14次會議為3G的FDD(頻分雙工模式)和TDD(時分雙工模式)系統(tǒng)劃分了2.5～2.69GHz頻段。美國FCC(聯(lián)邦通信委員會)在2004年允許固定微波業(yè)務(wù)使用2.495～2.69GHz頻段。這極大促進(jìn)了WiMAX系統(tǒng)在此頻段的設(shè)備研制和開發(fā)。不斷增長的業(yè)務(wù)需求和有限的頻譜資源，很有可能導(dǎo)致在部分地理區(qū)域，例如“熱點(diǎn)”地區(qū)，出現(xiàn)WCDMA和WiMAX系統(tǒng)鄰頻共存的情況。由于高頻器件的非線性特性，這些不同系統(tǒng)之間將存在相互干

2、擾，從而可能造成WCDMA系統(tǒng)容量的損失以及WiMAX系統(tǒng)性能下降?；谶@個原因。本文主要研究在2.5～2.69GHz頻段內(nèi)WiMAXTDD系統(tǒng)和WCDMA系統(tǒng)鄰頻情況下(見圖1)，WiMAX系統(tǒng)(IEEE802.16dTDD標(biāo)準(zhǔn))和IMT-2000中的WCDMA系統(tǒng)之間的共存。2、干擾產(chǎn)生及類型　　當(dāng)WiMAX和WCDMA系統(tǒng)單獨(dú)存在時，系統(tǒng)中的干擾為系統(tǒng)內(nèi)干擾，它包括本小區(qū)干擾、鄰小區(qū)干擾和熱噪聲。當(dāng)兩系統(tǒng)在同一區(qū)域共存時，系統(tǒng)中的干擾除系統(tǒng)內(nèi)干擾外，還包括系統(tǒng)間干擾。本文主要分析系統(tǒng)間干擾，它可以用ACIR表示?！　∑渲蠥CLR是指發(fā)

3、射功率與在鄰近信道經(jīng)過濾波器接收到的功率之比，ACS是指接收濾波器在指配信道的衰減與在鄰近信道上的衰減之比?！　閃CDMA系統(tǒng)上/下行和WiMAXTDD系統(tǒng)頻段的相鄰情況，因此會存在WiMAX基站和終端與WCDMA的基站和終端之間的干擾，具體可分為：WCDMA上行干擾WiMAXTDD上/下行;WCDMA下行干擾WiMAXTDD上/下行;WiMAXTDD上/下行干擾WCDMA上行;WiMAXTDD上/下行干擾WCDMA下行。3、系統(tǒng)仿真分析　　本文采用蒙特卡羅統(tǒng)計仿真方法，WCDMA和WiMAX系統(tǒng)分別進(jìn)行單系統(tǒng)仿真，然后再進(jìn)行兩個系統(tǒng)共存

4、的仿真，仿真流程如圖2所示。在圖2中，根據(jù)WCDMA輸入鏈路標(biāo)志，選擇上行或下行仿真。其中WCDMA功率控制過程中，要考慮WiMAX系統(tǒng)上行和下行鏈路分別對WCDMA載干比的影響。在完成WCDMA單系統(tǒng)仿真后，即考慮了WCDMA在受WiMAX系統(tǒng)干擾，保持WCDMA移動臺或基站受干擾時發(fā)射功率，繼續(xù)仿真對WiMAX下行和上行鏈路的影響，即考慮系統(tǒng)間干擾互反饋過程?！　∠旅鎸Ψ抡嬷兴婕暗降牡乩硗?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳播模型等部分加以簡要介紹。3.1　地理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)　　兩個系統(tǒng)都采用多小區(qū)廣闊覆蓋區(qū)域的地理分布，每個系統(tǒng)有16個小區(qū)，小區(qū)半徑為1000m

5、，每個小區(qū)有3個扇區(qū)的方式，扇區(qū)半徑為577m。為了用有限的蜂窩結(jié)構(gòu)覆蓋全平面，消除邊界效應(yīng)，采用了Wrap-around技術(shù)。3.2　傳播模型　　基站之間采用雙折線視距傳播模型?；竞鸵苿优_之間采用車載測試傳播模型，移動臺和移動臺之間采用COST231模型。3.3　功率控制　　仿真過程中，WCDMA系統(tǒng)功率控制需要同時考慮系統(tǒng)內(nèi)干擾和系統(tǒng)間干擾。上行鏈路在功率控制完成后，每個移動臺要滿足基站Eb/No的最小功率發(fā)射信號：下行鏈路中基站給每個鏈路發(fā)射相等的功率，這樣保證接收信號最弱的移動臺也可以接入。　　每個WCDMA幀長為10ms，包括1

6、5個時隙，每個時隙的持續(xù)時間為0.667ms，WiMAX幀長為5ms，因此WCDMA一幀的時長相當(dāng)于WiMAX兩幀。在150步的功率控制周期中，對應(yīng)WCDMA系統(tǒng)150個時隙，來自WiMAX系統(tǒng)的干擾是隨著UL/DL比例時變的，過程如圖3所示?！　σ苿优_和基站而言，每一步功率控制的步長為1dB，即信號功率每次增加或減少1dB，對應(yīng)于每個WCDMA時隙的WiMAX上/下行鏈路是獨(dú)立的。WCDMA系統(tǒng)上/行鏈路功率控制過程如下?！　?1)上行鏈路功率控制　　上行鏈路的初始發(fā)送功率由路徑損耗、熱噪聲電平和6dB噪聲門限抬升反推得到，即，PTX=

7、PRX+PL=N0+6+PL，其中PRX表示接收功率，PL表示路徑損耗，N0表示熱噪聲功率。上行鏈路載干比計算公式為：　　其中C表示載波功率，I表示干擾功率，β表示多址干擾抵消因子，Iown表示本扇區(qū)內(nèi)其他鏈路干擾功率，Iother表示鄰扇區(qū)干擾功率，在多系統(tǒng)情況下，Iother還包括系統(tǒng)間附近扇區(qū)的干擾功率，可以表示為：　　(2)下行鏈路功率控制　　下行鏈路初始發(fā)送功率在下行業(yè)務(wù)信道功率范圍內(nèi)隨機(jī)選取，下行鏈路載干比計算公式為：　　其中a表示多址干擾的正交因子。　　在上/下行鏈路功率控制過程中。功率控制步長為1dB。即如果當(dāng)前載干比比目標(biāo)

8、載干比大，則信號功率降低1dB;如果當(dāng)前載干比比目標(biāo)載干比小，則信號功率增加1dB?！　iMAX系統(tǒng)沒有功率控制過程。移動臺和基站信號都以最大功率發(fā)射。3.4　切換仿真過程