WCDMA与WiMAX系统共存干扰分析(2)

　　下面将对仿真中所涉及到的地理拓扑结构，传播模型等部分加以简要介绍。

　　3.1　地理拓扑结构

　　两个系统都采用多小区广阔覆盖区域的地理分布，每个系统有16个小区，小区半径为1 000 m，每个小区有3个扇区的方式，扇区半径为577 m。为了用有限的蜂窝结构覆盖全平面，消除边界效应，采用了Wrap-around技术。

　　3.2　传播模型

　　基站之间采用双折线视距传播模型。基站和移动台之间采用车载测试传播模型，移动台和移动台之间采用COST231模型。

　　3.3　功率控制

　　仿真过程中，WCDMA系统功率控制需要同时考虑系统内干扰和系统间干扰。上行链路在功率控制完成后，每个移动台要满足基站Eb/No的最小功率发射信号：下行链路中基站给每个链路发射相等的功率，这样保证接收信号最弱的移动台也可以接入。

　　每个WCDMA帧长为10 ms，包括15个时隙，每个时隙的持续时间为0.667 ms，WiMAX帧长为5 ms，因此WCDMA一帧的时长相当于WiMAX两帧。在150步的功率控制周期中，对应WCDMA系统150个时隙，来自WiMAX系统的干扰是随着UL/DL比例时变的，过程如图3所示。

图3　WCDMA和WiMAX帧结构时间轴上的对应关系

　　对移动台和基站而言，每一步功率控制的步长为1 dB，即信号功率每次增加或减少1 dB，对应于每个WCDMA时隙的WiMAX上/下行链路是独立的。WCDMA系统上/行链路功率控制过程如下。

　　（1）上行链路功率控制

　　上行链路的初始发送功率由路径损耗、热噪声电平和6 dB噪声门限抬升反推得到，即，P_TX=P_RX+PL=N₀+6+PL，其中P_RX表示接收功率，PL表示路径损耗，N₀表示热噪声功率。上行链路载干比计算公式为：

　　其中C表示载波功率，I表示干扰功率，β表示多址干扰抵消因子，I_own表示本扇区内其他链路干扰功率，I_other表示邻扇区干扰功率，在多系统情况下，I_other还包括系统间附近扇区的干扰功率，可以表示为：

　　（2）下行链路功率控制

　　下行链路初始发送功率在下行业务信道功率范围内随机选取，下行链路载干比计算公式为：

　　其中a表示多址干扰的正交因子。

　　在上/下行链路功率控制过程中。功率控制步长为1 dB。即如果当前载干比比目标载干比大，则信号功率降低1 dB；如果当前载干比比目标载干比小，则信号功率增加1 dB。

　　WiMAX系统没有功率控制过程。移动台和基站信号都以最大功率发射。

　　3.4　切换仿真过程

　　切换过程包括软切换和硬切换。软切换过程适用于WCDMA系统，硬切换过程适用于WiMAX系统。对于硬切换，则选择链路载干比最大的基站通信。对于软切换，切换窗为3 dB。并且一个移动台最多可能有两条工作链路。对于上行通信链路，采用选择分集方法。而对于下行通信链路，采用宏分集方法进行处理，即对两条链路载干比之和进行功率控制。这时。链路总载干比为：

　　其中，C1、C2是链路接收的有用信号功率，I1、I2表示链路干扰功率，N0是热噪声功率。

　　3.5　系统容量准则

　　干扰对于WCDMA系统上/下行链路的影响，主要用有系统间干扰和无系统间干扰的相对容量损失表示。干扰对WiMAX系统的上/下行链路的影响，主要用频谱效率衡量。

　　WCDMA单系统上行链路容量，根据底噪抬升6 dB时用户数确定。WCDMA单系统下行链路容量根据中断概率为5%时用户数确定。

　　对于WiMAX系统负荷是75%。在每次仿真之后，都可以得到WiMAX系统每个链路的信噪比。再根据表1中信噪比和频谱效率的对应关系。得到系统所有链路的频谱效率平均值。

　　表1中，QPSK CTC编码中6、4和2分别表示重复编码的次数。

表1　WiMAX物理层1%PER（误包率）时的频谱效率

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