PHS系統(tǒng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾分析-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯PHS系統(tǒng)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)的干擾分析-設(shè)計(jì)應(yīng)用3G的腳步日益臨近，而在3G頻段的分配中，TD-SC-DMA系統(tǒng)和PHS系統(tǒng)有頻段重合的問題，由于目前中國(guó)網(wǎng)通和中國(guó)電信都運(yùn)行著龐大的PHS網(wǎng)絡(luò)，因此在TD-SCDMA終端入網(wǎng)之前，加強(qiáng)對(duì)兩者的互干擾測(cè)試是十分必要的，以此來尋求解決3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)劃中存在的PHS對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)干擾問題的解決方案。本文從PHS系統(tǒng)下行對(duì)TD-SCDMA上行鏈路的干擾的角度來分析PHS干擾情況下TD-SCDMA系統(tǒng)容量變化。由于系統(tǒng)容量可以定義為在某一中斷概率下，系統(tǒng)所能容納的用戶數(shù)。本文通過固定TD-SCDMA系統(tǒng)某個(gè)時(shí)隙內(nèi)用戶數(shù)目，通過分析加入PHS系統(tǒng)干擾后TD-SCDMA系統(tǒng)的平均掉話率來表征系統(tǒng)容量。2兩個(gè)系統(tǒng)介紹以及產(chǎn)生干擾的分析

2．1兩個(gè)系統(tǒng)介紹PHS系統(tǒng)以TDMA/TDD制式工作，基站以5ms為一幀，分成8個(gè)時(shí)隙，前4個(gè)時(shí)隙發(fā)信號(hào)，后4個(gè)時(shí)隙收信號(hào)，一收一發(fā)構(gòu)成一個(gè)信道，使用同一個(gè)頻點(diǎn)，也就是時(shí)分雙工(TDD)的工作方式。一幀包含4個(gè)信道，在PHS制式中，信道是時(shí)間的概念，對(duì)應(yīng)一對(duì)TDD上下行時(shí)隙，與頻點(diǎn)無關(guān)。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PHS基站來說，一幀的4個(gè)信道工作在不同頻點(diǎn)，其中有一個(gè)信道用來作控制信道(CCH)，工作在26號(hào)頻點(diǎn)(對(duì)中國(guó)電信)，其他3個(gè)用于作為通信信道(TCH)。PHS系統(tǒng)信道的幀結(jié)構(gòu)如圖1所示。

kHz。根據(jù)信部無[2022]479號(hào)關(guān)于第三代公眾移動(dòng)通信系統(tǒng)頻率規(guī)劃問題的通知，TD-SCDMA為TDD系統(tǒng)，工作頻段為1880～1920MHz/2010～2025MHz/2300～2400MHz三段。載頻間隔1．6MHz，碼片速率1．28Mc/s，每5ms為一子幀，每個(gè)子幀又分為長(zhǎng)度為675μs的7個(gè)常規(guī)時(shí)隙和3個(gè)特殊時(shí)隙。TD-SCDMA系統(tǒng)信道的幀結(jié)構(gòu)見文獻(xiàn)[2]，所以TD-SCDMA系統(tǒng)在1880～1920MHz頻段將受到PHS系統(tǒng)的干擾。

2．2干擾背景分析在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中，對(duì)于異系統(tǒng)間互干擾的總體理解就是干擾源對(duì)被干擾接收機(jī)產(chǎn)生的干擾效應(yīng)。從圖2可知，干擾源的發(fā)射信號(hào)(阻塞信號(hào)、加性噪聲信號(hào))從天線口被放大發(fā)射出來后，經(jīng)過了空間損耗L，進(jìn)入被干擾接收機(jī)。如果空間隔離不夠的話，進(jìn)入被干擾接收機(jī)的干擾信號(hào)強(qiáng)度夠大，將會(huì)使接收機(jī)信噪比惡化或者飽和失真。因此干擾分析的原理就是首先計(jì)算接收機(jī)能容忍的干擾信號(hào)強(qiáng)度門限，然后和發(fā)射機(jī)發(fā)射的干擾信號(hào)強(qiáng)度(已知)比較，得到的空間隔離度ACIR要求，換算為空間距離。

干擾從理論上來講大致可以分為4類：加性噪聲干擾干擾源在被干擾接收機(jī)工作頻段產(chǎn)生的噪聲，包括干擾源的雜散、噪底、發(fā)射互調(diào)產(chǎn)物等，使被干擾接收機(jī)的信噪比惡化。交調(diào)干擾當(dāng)多個(gè)強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)時(shí)，在接收機(jī)前端非線性電路作用下產(chǎn)生交調(diào)產(chǎn)物，交調(diào)產(chǎn)物頻率落入接收機(jī)有用頻帶內(nèi)造成的干擾，稱為接收機(jī)交調(diào)干擾。交調(diào)干擾主要由三階交調(diào)引起。阻塞干擾接收微弱的有用信號(hào)時(shí)，帶外的強(qiáng)信號(hào)同時(shí)進(jìn)入接收機(jī)引起飽和失真所造成的干擾，稱為阻塞干擾。ACS鄰道干擾在接收機(jī)鄰頻存在的強(qiáng)干擾信號(hào)，由于濾波器殘余、倒易混頻和通道非線性等原因，引起的接收機(jī)性能惡化，稱為鄰道干擾?？紤]到兩個(gè)系統(tǒng)均為TDD系統(tǒng)，且TD-SCDMA有一段頻段與PHS系統(tǒng)的頻段重疊，實(shí)際情況中應(yīng)該會(huì)鄰頻共存。因此TD-SCDMA與PHS互干擾主要考慮PHS下行對(duì)TD-SCDMA上行的干擾和TD下行對(duì)PHS上行的干擾。本文主要分析PHS下行對(duì)TD-SCDMA上行的干擾。

2．3PHS下行對(duì)TD-SCDMA上行的干擾

2．3．1TD-SCDMA系統(tǒng)中上行鏈路情況

TD系統(tǒng)上行鏈路信噪比為：

其中β是聯(lián)合檢測(cè)因子，P是基站接收到的UE[i]的功率，Iown是本小區(qū)干擾，Iother是鄰小區(qū)干擾，N是熱噪聲，α為書小區(qū)聯(lián)合檢測(cè)因子。

2．3．2加入PHS系統(tǒng)干擾由于PHS系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾將會(huì)加大TD-SCDMA系統(tǒng)的背景噪聲，降低上行鏈路的sIR值，所以將PHS系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾結(jié)果作為一個(gè)干擾因子IPHS加在上行鏈路底噪中。即：(2)

2．3．3干擾因子IPHS分析情況l按照標(biāo)準(zhǔn)給出的數(shù)值要求進(jìn)行分析按RCRSTD28V4．0標(biāo)準(zhǔn)，PHS基站帶外雜散輻射標(biāo)準(zhǔn)：

由于PHS系統(tǒng)占用的頻帶為1900～1920MHz，假設(shè)1900．15MHz中心頻率被PHS系統(tǒng)占用。TD-SCDMA系統(tǒng)占用了l880～1900MHz頻段。在這個(gè)范圍得到兩種情況：種為差情況，既要考慮雜散干擾又要考慮鄰頻干擾；第二種由于鄰道泄漏值小于雜散干擾值，所以忽略。取1898．55MHz(PHS的3倍頻干擾在一個(gè)TD帶寬內(nèi)，3倍頻以外的干擾就當(dāng)作雜散干擾進(jìn)行處理)為分隔點(diǎn)。1898．55～1900MHz之間，為TD系統(tǒng)受到干擾的差情況為一28．6dBm。這個(gè)頻段既要考慮雜散干擾又要考慮鄰頻干擾。因?yàn)轭l段內(nèi)的雜散功率是1．28*251nW/MHz，即321．28nW(為一35dBm)，而差的鄰道泄漏，即中心頻率在1900．15MHz的載頻產(chǎn)生的泄漏計(jì)算后得到的功率為800nW+250nW即1050nW(為一29．8dBm)。鄰道泄漏值大于雜散干擾值，所以在這個(gè)頻段必須考慮鄰道泄漏這種情況。1880～1898．55MHz只考慮雜散干擾一35dBm。對(duì)于1880～1898．55MHz之間的頻段，如考慮鄰道泄漏，計(jì)算鄰道功率為250nW，其值小于雜散干擾值321．28nW。因此無需考慮鄰道泄漏，只考慮雜散干擾。TD其他頻段產(chǎn)生的干擾和1880～1898．55MHz的情況一樣，為一35dBm。情況2按照PHS系統(tǒng)實(shí)際產(chǎn)生的干擾進(jìn)行計(jì)算JPHS(dB)一Pcs+Gig+GCS-Lnormal-ACIR-Li其中Pcs為CS發(fā)射功率，ACIR為空間隔離度，Li為PHS基站到TD基站的路損，Gij為用戶UE的智能天線賦形在該P(yáng)HS基站方向上的增益，Gcs為CS天線增益，Lnormal包括智能天線饋線損耗和PHS饋線損耗。按照數(shù)值計(jì)算出來，情況2產(chǎn)生的干擾遠(yuǎn)大于情況1，所以本文采用情況2的干擾因子取值來進(jìn)行仿真。3仿真結(jié)果與分析

3．1仿真說明在平臺(tái)中一共撒入TD基站兩層19個(gè)，采用同頻組網(wǎng)方式，TD基站為全向智能天線。每個(gè)時(shí)隙考慮滿用戶情況，即8個(gè)用戶同時(shí)接入。TD小區(qū)半徑為400m；PHS系統(tǒng)撒入九層共271個(gè)PHS基站，小區(qū)半徑取100m，并且為lC7t的情況。假設(shè)上行SIR門限值為8dB，如果UE的SIR大于該值，則該用戶掉話。路損模型只考慮宏小區(qū)模型，采用：

L=128．1+37．6log10(R)

3．2仿真結(jié)果與分析根據(jù)上述仿真假設(shè)和參數(shù)設(shè)置，在自己搭建的平臺(tái)上得到仿真結(jié)果如圖3，圖4所示。

由該掉話率的曲線圖可分析得出：TD系統(tǒng)掉話率為5．5％時(shí)，ACIR值為91dB；掉話率為5％時(shí)，ACIR值接近100dB。因此，在TD小區(qū)半徑固定為400m，PHS小區(qū)半徑為100m的情況下，當(dāng)能容忍的掉話率固定在5％的時(shí)候，兩個(gè)系統(tǒng)的ACIR值變化范圍在90～105dB范圍內(nèi)，基本可以滿足每個(gè)時(shí)隙接入用戶數(shù)為8個(gè)，即小區(qū)容量。隨著ACIR值的減小，要滿足可容忍的掉話率的情況下就會(huì)降低系統(tǒng)的容量，使每個(gè)時(shí)隙接入的用戶數(shù)目相應(yīng)減少。這個(gè)結(jié)果是比較苛刻條件下的結(jié)論：(1)仿真中所有TD-SCDMA系統(tǒng)和PHS系統(tǒng)的天線高度都一樣，而實(shí)際中各天線的高度是不同的，所以不會(huì)出現(xiàn)主瓣對(duì)打情況，那么干擾因子會(huì)降低。由于TDSCDMA天線的空間位置高于PHS基站天線，可將PHS天線更換為對(duì)上副瓣抑制較大的類型；(2)仿真是基于采用同頻組網(wǎng)情況下進(jìn)行的，實(shí)際基本不會(huì)采用這樣的條件；(3)本仿真天線沒有考慮PHS濾波器作用，實(shí)際操作可通過PHS基站發(fā)射天線加帶通濾波器來減小PHS雜散。(4)理論分析TD-SCDMA的工作頻段是在1880～1900MHz，而實(shí)際中TD-SCDMA優(yōu)先使用2010～2025MHz頻段，在該頻段上TD-