WCDMA與WiMAX系統共存干擾分析(2)

　　下面將對仿真中所涉及到的地理拓撲結構，傳播模型等部分加以簡要介紹。

　　3.1　地理拓撲結構

　　兩個系統都采用多小區廣闊覆蓋區域的地理分布，每個系統有16個小區，小區半徑為1 000 m，每個小區有3個扇區的方式，扇區半徑為577 m。為了用有限的蜂窩結構覆蓋全平面，消除邊界效應，采用了Wrap-around技術。

　　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系統功率控制需要同時考慮系統內干擾和系統間干擾。上行鏈路在功率控制完成后，每個移動臺要滿足基站Eb/No的最小功率發射信號：下行鏈路中基站給每個鏈路發射相等的功率，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10 ms，包括15個時隙，每個時隙的持續時間為0.667 ms，WiMAX幀長為5 ms，因此WCDMA一幀的時長相當于WiMAX兩幀。在150步的功率控制周期中，對應WCDMA系統150個時隙，來自WiMAX系統的干擾是隨著UL/DL比例時變的，過程如圖3所示。

圖3　WCDMA和WiMAX幀結構時間軸上的對應關系

　　對移動臺和基站而言，每一步功率控制的步長為1 dB，即信號功率每次增加或減少1 dB，對應于每個WCDMA時隙的WiMAX上/下行鏈路是獨立的。WCDMA系統上/行鏈路功率控制過程如下。

　?。?）上行鏈路功率控制

　　上行鏈路的初始發送功率由路徑損耗、熱噪聲電平和6 dB噪聲門限抬升反推得到，即，P_TX=P_RX+PL=N₀+6+PL，其中P_RX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，I_own表示本扇區內其他鏈路干擾功率，I_other表示鄰扇區干擾功率，在多系統情況下，I_other還包括系統間附近扇區的干擾功率，可以表示為：

　?。?）下行鏈路功率控制

　　下行鏈路初始發送功率在下行業務信道功率范圍內隨機選取，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1 dB。即如果當前載干比比目標載干比大，則信號功率降低1 dB；如果當前載干比比目標載干比小，則信號功率增加1 dB。

　　WiMAX系統沒有功率控制過程。移動臺和基站信號都以最大功率發射。

　　3.4　切換仿真過程

　　切換過程包括軟切換和硬切換。軟切換過程適用于WCDMA系統，硬切換過程適用于WiMAX系統。對于硬切換，則選擇鏈路載干比最大的基站通信。對于軟切換，切換窗為3 dB。并且一個移動臺最多可能有兩條工作鏈路。對于上行通信鏈路，采用選擇分集方法。而對于下行通信鏈路，采用宏分集方法進行處理，即對兩條鏈路載干比之和進行功率控制。這時。鏈路總載干比為：

　　其中，C1、C2是鏈路接收的有用信號功率，I1、I2表示鏈路干擾功率，N0是熱噪聲功率。

　　3.5　系統容量準則

　　干擾對于WCDMA系統上/下行鏈路的影響，主要用有系統間干擾和無系統間干擾的相對容量損失表示。干擾對WiMAX系統的上/下行鏈路的影響，主要用頻譜效率衡量。

　　WCDMA單系統上行鏈路容量，根據底噪抬升6 dB時用戶數確定。WCDMA單系統下行鏈路容量根據中斷概率為5%時用戶數確定。

　　對于WiMAX系統負荷是75%。在每次仿真之后，都可以得到WiMAX系統每個鏈路的信噪比。再根據表1中信噪比和頻譜效率的對應關系。得到系統所有鏈路的頻譜效率平均值。

　　表1中，QPSK CTC編碼中6、4和2分別表示重復編碼的次數。

表1　WiMAX物理層1%PER（誤包率）時的頻譜效率

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