如何減少SCDMA係統和3G係統的電磁幹擾
發布時間:2013-03-25 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】本文首先分析了SCDMA和3G的幹擾產生及類型,分別從理論分析和蒙特卡羅靜態仿真兩方麵對幹擾大小進行分析。 最後,結合理論分析及仿真結果給出係統共存時的幹擾程度及減少幹擾所需的規避方法,為多係統幹擾共存提供了重要依據。
SCDMA係統,俗稱“大靈通”,脫胎於我國具有自主知識產權的3G技術TD-SCDMA。它融合了智能天線、同步碼分多址、軟件無線電及全質量話音壓縮編碼等先進技術,在技術層麵上全麵超過了小靈通係統,具有輻射小、保密性好、通話質量高和不易掉線等優點,目前在我國市場特別是“村村通”工程中正穩步趨勢。隨著3G係統的引入,國內無線通信領域將出現SCDMA和3Gxitonglinpingongcundejumian。youyufashejihejieshoujidefeilixiangxing,linpingongcundewuxiantongxinxitongjianhuibicichanshengganrao,ruguomeiyoucaiquyouxiaodeguibifangfa,zhexieganraokenengzaochengyifanghuoshuangfangdelianluzhiliangxiajiangherongliangsunshi。yincifenxiSCDMA和3G係統之間的EMC(EMC:Electromagnetic Compatibility)是極具現實意義的,國際電聯(ITU:International Telecommunications Union)和中國通信標準化協會(CCSA:China Communications Standards Association)也已就以上課題立項進行相關分析。本文主要通過對SCDMA和鄰頻共存的IMT2000(FDD)係統間幹擾的分析,闡述了無線通信係統間EMC分析的基本理論分析方法和靜態幹擾仿真思想。
幹擾類型
SCDMA的工作頻段為1 785~1 805 MHz, WCDMA和CDMA2000的候補頻段在1 755~1 785 MHz和1 850~1 880 MHz,而TD-SCDMA和SCDMA由於在頻段上有75 MHz的間隔,故可暫不分析二者間幹擾。如圖1所示為各係統所處頻段位置關係,可能存在SCDMA上下行和IMT2000(FDD)上行間的相互幹擾。
分析方法
理論分析
衡heng量liang兩liang係xi統tong能neng否fou共gong存cun的de一yi個ge重zhong要yao指zhi標biao是shi被bei幹gan擾rao係xi統tong能neng夠gou正zheng常chang運yun營ying所suo需xu的de額e外wai保bao護hu度du,理li論lun上shang可ke以yi對dui其qi進jin行xing估gu算suan。首shou先xian,根gen據ju幹gan擾rao源yuan發fa射she機ji的de相xiang鄰lin頻pin道dao泄xie漏lou比bi(ACLR,Adjacent Channel Leakage Ratio)和被幹擾係統接收機的鄰道選購性(ACS,Adjacent Channel Selectivity)求兩係統間的鄰道幹擾比(ACIR,Adjacent Channel Interference Ratio),再由被幹擾係統容量分析準則求出受害接收機所能容納的最大外來幹擾,通過公式(1)求出所需額外保護度△L的近似值。
△L=PTx+GTx+Gbf-Pathloss+GRx-ACIR-Imax (1)
式中,PTx為幹擾源發射功率;GTx為幹擾源天線增益;Gbf為發送或接收分集增益;Pathloss為幹擾鏈路路徑損耗;GRx為接收機天線增益;Imax為受害接收機能容忍的最大外來幹擾強度。
以SCDMA基站對WCDMA基站幹擾為例,分析方法如下:假設兩係統鄰頻共處,無額外保護頻帶,則WCDMA和SCDMA係統最小載波中心頻率間隔為2.75 MHz,根據輻射模板計算,此時SCDMA基站對WCDMA基站的ACIR約為44 dB。
引入基站天線間最小耦合損耗(MCL,Minimum Coupling Loss)
MCL=Pathloss-GTx-GRx後可得
△L=PTx-ACIR-MCL-Imax (2)
基站靈敏度損失在不考慮本係統幹擾時,可以等效為底噪抬升,具體關係如下:
Sd=(Iext+No)/No=0.8 dB (3)
WCDMA上行的No為-103 dB,可推出Iext為-110 dB,則最大幹擾電平約為-110 dB。取SCDMA基站最大發射功率33 dBm,MCL=50 dB,代入公式(2)可得額外保護度△L為49 dB。
以上理論分析選取幹擾最嚴重的鏈路,由於實際網絡中SCDMA采用頻率複用組網,而理論分析時考慮的是頻差最小的頻點,相應的基站間路徑損耗又為最小耦合損耗MCL,故所得幹擾值較實際係統偏大,但此方法簡單高效,有一定參考價值。
Monte-Carlo仿真方法
本文采用靜態Monte Carlo仿真方法,依據所分析係統特點,拓撲結構,仿真場景,傳播模型等建模。仿真中通過對兩個係統進行有限多次快照(snapshot)所suo采cai集ji到dao的de數shu據ju進jin行xing統tong計ji分fen析xi,得de出chu相xiang應ying的de係xi統tong間jian幹gan擾rao大da小xiao。無wu線xian通tong信xin係xi統tong間jian幹gan擾rao共gong存cun仿fang真zhen的de流liu程cheng可ke簡jian單dan分fen解jie為wei幹gan擾rao源yuan係xi統tong和he被bei幹gan擾rao係xi統tong單dan係xi統tong容rong量liang仿fang真zhen,固gu有you保bao護hu度du計ji算suan,雙shuang係xi統tong幹gan擾rao計ji算suan,統tong計ji結jie果guo輸shu出chu(被幹擾係統接收到幹擾電平值、被幹擾概率、所需額外保護度和相對容量損失關係等指標值)。
仿真采用六邊形宏蜂窩模型,小區半徑為1 000 m,采用wrap around拓撲結構消除有限覆蓋的邊界效應,共61個基站,統計數據在中心19個ge基ji站zhan中zhong收shou集ji。在zai每mei次ci快kuai照zhao下xia,用yong戶hu位wei置zhi均jun服fu從cong均jun勻yun分fen布bu,這zhe樣yang就jiu可ke以yi利li用yong有you限xian多duo次ci快kuai照zhao來lai模mo擬ni實shi際ji網wang絡luo中zhong用yong戶hu各ge種zhong位wei置zhi的de可ke能neng性xing,使shi仿fang真zhen結jie果guo更geng加jia合he理li可ke信xin。
SCDMA係統的仿真參數見表1。仿真中SCDMA係統使用臨近1 785 MHz的連續12個頻點,采用4*3頻率複用方式組網,並使用自適應智能天線,同步碼分多址和慢速功率控製等技術,大大提升了係統容量。IMT2000(FDD)係統采用理想閉環功率控製,非正交技術,軟切換技術等,具體仿真參數見表2和表3。

表1:SCDMA係統仿真參數

表2:WCDMA係統仿真參數

表3:CDMA2000係統仿真參數
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