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WCDMA和PHS系统共存干扰的研究

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作者：郭隆庆; 李英丹; 屈鹏飞; 孙文江
2G网络和3G网络将在今后几年内共存，为使二者正常工作必须考虑不同技术体制的共存问题 。
本文从WCDMA和PHS的频谱规划和无线传播模型出发，应用基于Monte-Carlo分析方法的计算机仿真平台，对WCDMA和PHS的干扰问题进行了细致的计算机仿真，并给出了仿真结果，提出了相应建议 。
要害词：邻信道功率干扰比Monte-CarloWCDMAPHS
1、引言
近年来，随着我国移动通信市场的迅速发展，以GSM、PHS等为代表的2G系统已被大范围部署并投入使用，3G系统也将入网应用 。如何保障2G和3G两个移动通信系统可靠工作，已经成为关注的重点 。
依据我国对3G系统频率使用的规划方案，WCDMA系统和PHS系统在1920MHz四周邻频共存 。目前研究移动通信系统之间的共存干扰问题通常采用3种方法[1]：最小耦合法（MCL）、增强的最小耦合法（E-MCL）和蒙特卡洛法（Monte-Carlo） 。本研究采用Monte-Carlo算法，针对WCDMA系统与PHS系统在不同传输或接收状态下的共存干扰、PHS系统的自干扰以及共存小区半径变化对不同系统的影响进行了细致的研究，并给出了仿真结果 。
2、WCDMA和PHS在固定小区半径下共存干扰的仿真
2.1WCDMA上行链路和PHS上行链路间干扰仿真
WCDMA属于FDDCDMA系统，它的上行链路频段和PHS频段相邻 。当两系统在某小区呈共存分布时（如图1所示），WCDMA的上行链路与PHS系统之间有可能存在共存干扰 。图1中，粗线和细线分别表示WCDMA和PHS系统；设小区半径为R，系统间偏移距离D为R/2 。
图1; 两系统共存布局
对于图1的WCDMA上行链路和PHS上行链路的传播路径模型，设系统移动台（MS）个数为m，基站（BS）个数为n 。根据随机分布产生的坐标信息，则移动台和基站之间的距离矩阵Dmxn为
（1）
式（1）中，d表示第i个移动台和第j个基站之间的距离 。由距离产生的路径损耗为
（2）
则移动系统的所有链路的广义路径损失Pmxn可表示为：
（3）
式（3）中：表示广义路径损失 。lgF是固定偏差的对数正态衰落，它根据具体的仿真环境而定：GTx为发射机的天线增益；GRx为接收机的天线增益；LMc为最小耦合损失 。
依据参考文献[2]，此模型下最小耦合损失为70dB，因此，最终的传播损失可表示为
（4）
因为移动台和基站之间的发射功率是通过功率控制决定的，仿真使用的功率控制模型基于SIR（信噪比）的功率控制和内环 外环闭环功率控制方案，通过功率控制改变信号的发送功率，使计算得到的内环SIR值保持在外环给定的目标SIR上 。上行链路功率控制过程中，需要计算移动台和基站之间的SIR，对于上行链路，其接收机端口的SIR计算公式为
（5）
式（5）中，S：基站接收的有用信号功率；Gp：处理增益；Iown：来自与本链路相关基站连接的除本移动台外其他移动台的干扰；Iother：来自与其他基站连接的移动台的干扰；No：热噪声；β：干扰抑制因子 。当不使用联合检测技术时，β=0 。

;功率控制后发射机的发射功率是
（6）
式（6）中，Ptotal是基站接收到的总功率；SIRtarget：目标SIR值 。
容量的变化是衡量系统性能的一个重要指标 。因为WCDMA系统是一个软容量的系统，其容量随具体条件的变化而发生变动 。仿真中依据3GPP规定，WCDMA系统的上行链路采用6dB噪声提升准则（对应于75%负载），即接收机端接收到的所有功率和热噪声的比值为6dB时，接入的每小区/扇区平均满足用户数即为系统的容量 。设定单运营商情况下的系统容量为Nsingle，多运营商情况下的系统容量为Nmulti，容量损失定义为

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