重庆邮电大学硕士论文 摘要

摘要

随着3G发牌在际，TD．SCDMA系统在全国十大城市开始建设实验局。每个城

市的建站数量由几百到几千，规模不等。这样大规模的实验局建设，如果重新取点

选择站址的话，将会加大工程时间和花费。所以需要考虑在原有站址的基础上进行

改建或者扩建。由于原有通信系统在很长一段时间还不会被3(3完全取代，并且3G

发牌后将会存在三个标准系统共存的情况。那么在以后的大规模建网中必然会出现

异系统共存共站，随之将会产生异系统干扰。而该干扰将会给TD．SCDMA系统性

能带来变化。基于此本文分析了大量通信系统与TD．SCDMA系统共站情况下对

TD．SCDMA的干扰情况，为未来TD-SCDMA系统的网络规划与优化提供了重要的

参考依据。

本文首先从理论上分析了容量公式。主要区别FDD．CDMA系统容量公式与

TDD．CDMA系统容量公式，总结得到考虑时隙因子和智能天线增益因子的

TD．SCDMA系统的容量公式，并建议在网络规划和优化的容量分析时在该容量公式

中加入异系统干扰因子。

然后介绍了系统间干扰理论、干扰类型，在此基础上分析大量通信系统对

TD．SCDMA系统干扰类型以及干扰功率值，提出相应的隔离度要求。按照典型公式

计算出该隔离度要求下实际的水平和垂直距离。

在理论分析的基础上，介绍系统仿真的研究方法。搭建TD．sCDMA的仿真平

台并详细介绍了仿真中的主要模块，根据仿真结果分析在各种异系统基站干扰下，

TD-SCDMA系统容量的变化。由于共站情况下的各种系统中，PHS系统对

TD．SCDMA系统的干扰最严重，所以搭建PHS系统平台，仿真分析PHS手机用户

对TD．SCDMA系统上下行链路的影响。最后通过仿真数据的分析，得到在一些典

型值，作为以后建网中的参考。

最后建议如何在工程实施中定位异系统干扰。

关键词：容量，互干扰，隔离度，系统仿真

重庆邮电大学硕士论文 摘要

Abstract

Before the license of 3G is granted，the experimental nets are setting up．And the

numbers of nets are very huge．If we find the new sites．it晰Il spend a lot．So it will be

taken into account to u∞the s锄e site between TD·SCDMA system and other systems．

Therefore the interferenee between the different systems iS focused on．This interference

will change the performance of the TD-SCDMA system．111is paper studied the

interference of other systems to TD-SCDMA,and gets some results which have much

more significance for TD—SCDMA network planning and optimizing in future．

Firstly,this paper inlroduce$the capacity formula,and analyses the different

betweenthe FDD．CDMA and TDD．CDMA in the capacity formula．Get the TD·SCDMA

system’s formula with factors oftime slot and of smart antenna,then suggest adding the

factor of interference in the formula．Secondly,analyses the types of the interference

between the TD．SCDMA and other systems on basis of the theories of the mutual

interferences．As a result,the value of spatial distance that Can restrain the interferences

when the two systems ale co-existent is figured out．

On basis of fundamental analysis，research tool of system simulation is introduced．

And model the simulation of TD．SCDMA．Through this planet the data of different

situations file got．and use this result to study the change of capacity．11圮mutual

interference between PHS’S user equipments and TD-SCDMA system ale analyzed．

At last，how to locate this unknown interference is suggested when the project is

building．

Key words：Capacity,Mutual Interference，Isolation,Monte-Carlo Simulation

Ⅱ

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人

已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重鏖邮曳太堂或其他教育机构

的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已

在论文中作了明确的说明并表示谢意。

学位论文作者签名：j青春 签字日期：，鲥7年f月旧

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解 重废整直太堂 有关保留、使用学位论文的规

定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅

和借阅。本人授权 重庆鲣电太堂 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关

数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。

(保密的学位论文在解密后适用本授权书)

学位做储躲j卷寿 导师繇勒吁签字日期：2口刁年f月，，Et 签字日期：洳啊年i月1日

玎

重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论

I．1研究背景

第一章绪论

移动通信系统从双工技术角度来分析分为两种类型：时分双I(币me Division

Duplex，TnD)和频分双工(Frequ∞cy Division Duplex，FDD)|4]。FDD模式中利用不

同的频段来区分上下行，所以FDD需要对称频段，适用于对称业务，但是对频谱

利用率不高。TDD通过时隙来区分上下行，可以灵活地调整资源在上下行之『自J的分

配，特别适用于不对称业务，同时TDD也便于使用联合检测和智能天线等先进技

术[Sl，用来提高频谱效率，其中采用TDD模式的典型系统有个人便携电话系统

(Personal Handy．Phone System．PHS)和TD．SCDMAl341。

通信系统从20向3G过渡的今天，新技术不断得到应用，新的移动网络日益发

展，频谱资源日趋紧张，各种潜在的干扰源正以惊人的速度不断产生。在我国，中

国移动、中国联通、中国电信或中国网通三家移动运营商以不同的移动通信体制占

用900MHz及1．8-1．9GHz频谱。3G中3个标准所占的频段也很邻近。我国现在的

频率划分如图1．1所示。

图1．1我国频率划分

那么由于网络配置不当、盲目扩大网络覆盖范围等行为将会导致不同系统问产

生干扰。另外，还存在由于多径效应和大量无线通信系统共存共站，造成的无线射

频设备问的干扰。无线干扰信号的变化会给整个网络的性能带来波动。3G标准中

TD．SCDMA是中国首次提出的国际通信标准，是中国移动通信发展史上具有里程碑

性质的重要事件。而此前TD．SCDMA系统的研究工作主要集中于标准自身的完善

和业务能力的实现上，对其在实际运营过程中将面临的无线干扰的分析略显不足。

因此，在TD．SCDMA试验网建设如火如荼进行的时刻，对TD．SCDMA移动通信系

统受到其他系统的无线干扰进行全面完整的分析就显得尤为重要。

异系统对TD．SCDMA系统干扰分为两种：干扰系统基站对TD．SCDMA基站的

干扰；干扰系统用户对TD-SCDMA基站的干扰。前一种干扰通过理论比较容易得

到干扰值，后者需要模拟仿真来得到受到干扰的情况。3GPP国际通信标准化组织

充分考虑了20／30系统间相互干扰的影响，制定了规范的系统间干扰仿真方法、评

重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论

估准则13】。但是仿真假设和参数设置需要根据实际系统和设备进行相应改动，此外

没有任何考虑涉及PHS系统和3G系统的相互干扰问题。

在实际网络建设中，干扰问题给网络的优化带来很多的困难。其中异系统的干

扰问题比较难于查找与定位。而异系统的干扰也会带来TD．SCDMA系统的容量损

失。目前TD．SCDMA系统已经在10大城市进行实验网的建设。上千的站点选择将

是个很大的工程，运营商更希望能在原有站址的基础上进行网络的建设。所以，讨

论异系统干扰以及其对容量的损失有积极的作用。

1．2互干扰产生及对容量的影响

互干扰的产生是多种多样的，某些专用无线电系统占用没有明确划分的频率资

源、不同运营商网络配置不当、收发滤波器的性能、小区重叠、环境、电磁兼容(EMc)

等都是移动通信网络射频干扰产生的原因。系统间干扰类型主要有：加性噪声干扰、

邻道干扰、交调干扰、阻塞干扰和镜频干扰。加性干扰即干扰源在被干扰接收机工

作频段产生的噪声，使被干扰接收机的信噪比恶化；互调干扰是由传输信道中的非

线性电路和所需信号频率相同或相近的组合频率分量，通过接收机形成系统间干扰；

阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，产生非线性失真；邻

道干扰，即在接收机第一邻频存在的强干扰信号，引起的接收机性能恶化；由于镜

频干扰对TD．SCDMA系统的影响不大，所以本文不做具体分析。

不同系统之间的互干扰原理，与干扰和被干扰两个系统之间的特点以及射频指

标紧紧相关。但从最基本来看，不同频率系统间的共存干扰，是由于发射机和接收

机的非完美性造成的。发射机在发射有用信号时会产生带外辐射，带外辐射包括由

于调制引起的邻频辐射和带外杂散辐射。接收机在接收有用信号的同时，落入信道

内的干扰信号可能会引起接收机灵敏度的损失，落入接收带宽内的干扰信号可能会

引起带内阻塞；同时接收机也存在非线性，带外信号(发射机有用信号)会引起接

收机的带外阻塞。

为有效的提高两种系统在共存时的系统性能，需要同时改善发射机的发射特性

和接收机的接受特性，单方面改善发射机的发射特性要求或接收机的接收特性要求

均不能有效抑制干扰，增强系统容量。即这两个因素共同结果可以用邻道干扰比

ACIR(Adjacent Channel Interference Power Ratio)来衡量：

而1=丽1+去A (1．1)ACIR ACLR CS

1+

其中邻道泄漏比ACLR(Adjacent Channel Leakage Power Radio)指邻道(或者带

外)发射信号落入到被干扰接收机通带内的能力，定义为发射功率与相邻信道(或

重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论

者被干扰频带)上的测得功率之比。邻道选择性ACS(Adjacent Channel Selectivity)

是指在相邻信道信号存在的情况下，接收机在其指定信道频率上接收有用信号的能

力，定义为接收机滤波器在指定信道频率上的衰减与在相邻信道频率上的衰减的比

值。由此可见，提高邻频共存系统的系统性能，抑制共存干扰，需要从改善射频发

射机的发射性能和射频接收机的接收性能两个方面考虑，降低干扰系统的邻道泄漏

功率和提高接收机对邻道干扰的抑制能力。

在具有一定隔离带宽的条件下，可以利用两个系统间的ACIR值计算被干扰系

统受到的来自干扰系统发送功率的杂散干扰和邻道泄露干扰功率值，以此来研究被

干扰系统的容量变化，同时得到消除干扰所需要的隔离度值。例如[171中利用ACIR

讨论TD-SCDMA的TS0时隙对于PHS的干扰。

互干扰最直接的影响是系统的噪底的抬升，造成系统的容量损失。现在很多的

文章讨论了TD．SCDMA系统采用智能天线、动态信道分配等技术情况下的容量情

况【2，7。。如【20】讨论了TD．SCDMA系统关于智能天线下的上行容量分析问题，【33】

讨论了TD．SCDMA与PHS系统的干扰造成的容量损失，但是没有文章对于现存的

大量通信系统对TD．SCDMA系统的干扰、容量损失进行总体分析。

FDDCDMA系统的容量公式并不完全适用于1DD系统，所以，TD．SCDMA系

统的容量分析公式和【18】并不完全相同。需要考虑加入时隙因子和智能天线增益因

子。本文在这个基础上建议在实际网络建设的容量预算时加入异系统干扰因子，可

以更加准确的得到系统容量变化情况。

1．3工程中对于未知干扰判定的方法

在网络建设的初期，各个运营商的移动通信体制不同，不能完全准确得到

TD．SCDMA站点周围可能存在的其他通信系统。所以除了按理论得到的干扰情况

外，还会出现各种未知的干扰情况，这样的情况就需要运用工程手段对于扰情况进

行分析并且排查各种可能出现的干扰源。早期在青岛的网络建设中就因为干扰排查

给网络优化工作带来很多困难。本文将罗列工程中出现未知互干扰排查的方法。

·互调干扰信号的判定：可以从频率、频谱和指标计算三个方面进行分析；

●阻塞干扰主要有两种类型，线性阻塞和饱和阻塞。饱和阻塞的判定可以直

接通过频谱仪钡4试来进行；线性阻塞的判断只能通过分析计算来进行；

●加性噪声干扰可以直接由频谱图判断；

●邻道干扰只要由频谱测试图直接判断即可。

互干扰理论分析阶段可以初步掌握系统受干扰的程度，而确定系统网间隔离度

要求以及互干扰影响程度则需要具体通过互干扰测试来进行，针对现场不同的情况，

3

重庆邮电火学硕士论文 第一章绪论

互干扰测试可以分为简易测试和详细测试两种方法。

简易测试主要适用于现场条件简陋，基本掌握干扰情况即可的场合。详细测试

是通过大量的精确仪器设备，进行多次试验室测试和外场测试，最终确定准确的网

间隔离度范围，全面掌握系统阃的互干扰阀题。本文主要介绍简易测试的方法。

1．4本文工作

本文关于异系统对TD．SCDMA系统的干扰分析这个课题源于重庆市发改委资

助的《TD．SCDMA系统的若干关键技术问题研究》(编号：20041072)项目，并且

部分属于中兴通讯股份有限公司上海研发中心系统二部的{PHS和TD—SCDMA系

统干扰保护研究》项目中的重要组成部分。

首先，基础工作是全面了解业界确认的FDD／TDD容量分析的有关公式，参数

以及各种不同情况下容量公式的变化，深入学习TD．SCDMA容量分析有关的文献

资料，总结出TD．SCDMA容量公式与FDD系统有所不同的几点。

其次，全面了解和分析目前业界确认的FDD／FDD[1J，FDD／TDD系统间的干扰

保护研究中的相关系统参数、互干扰类型和互干扰分析问题的文献资料基础上，分

析并计算出现存的系统对TD．SCDMA系统的干扰情况，以及理论的隔离度要求。

最后，参与完成基于vC++环境下TD．SCDMA系统仿真平台的搭建，详细研究

相异系统间的干扰情况，并提出在工程实施阶段如何进行干扰定位。

1．5论文结构

本文共分六章，各章的内容安排如下：

第一章介绍了研究背景，TD．SCDMA系统容量和系统互干扰理论概述。

第二章介绍了FDD．CDMA系统的容量分析，区别了TDD—SCDMA系统容量

与之不同的地方。得到TD．SCDMA系统在考虑了时隙因子，智能天线和异系统干

扰情况下的容量公式。并建议在具体网优网规工作分析容量问题时候加入异系统干

扰因子来考虑实际网络容量变化。

第三章介绍了异系统干扰的分类，分析了现存的一些通信系统对TD—SCDMA

系统的干扰产生原因以及最大干扰值，并按照3GPP要求提出各个系统间的理论隔

离度。

第四章研究介绍了TD．SCDMA系统的仿真模型，仿真研究的方法。分析了

TD．SCDMA关键模块建立的方法。分析在5％掉话率的情况下的异系统干扰功率值，

以及撒入PHS手机用户后，TD．SCDMA系统的被干扰情况，得到关于PHS干扰隔

4

重庆邮电大学硕士论文 第一章绪论

离的建议。

第五章研究未知异系统的干扰定位。

第六章总结本文所做的工作及对今后的研究方向进行了展望。

重庆邮电大学硕+论文 第二章TD-SCDMA容量分析

2．1概述

第二章TD．SCDMA容量分析

对系统容量和覆盖给出正确的评估是网络规划和优化的重要步骤。从理论上给

出各种情况下的系统容量和负载的计算公式[21，对于网络的建设具有指导性的作用。

在无线通信系统中，容量有两个方面的含义：

·信道容量：单位带宽单位时间内以任意小的错误概论所能传达的最大信息

量，即香农信息论意义上的容量。其单位为比特每秒每赫兹(bit／Hz)。

●用户容量：满足QoS要求下单位面积单位带宽下所能容纳的最大用户数。

对于信道容量的分析，主要采用数学上的理论分析，例如，对单用户点对点信

道的研究，通过香农公式研究信噪比和容量之间的关系，对多用户信道的研究则需

要做很多的假设才能得到各自用户的信道容量。

对于用户容量的分析，分析方法很多。可以采用理论分析方法【4】，从用户干扰

入手，综合考虑系统小区内外干扰，以及多用户检测，话音激活因子等技术，得到

满足一定QoS要求下的用户数量；也可以采系统仿真的方法，利用计算机仿真移动

通信系统中影响容量的各种因素和行为得到系统所能容纳的用户数。

有很多文献讨论了FDD-CDMA系统的容量公式，给出了关于负载和容量的关

系。【6】讨论了FDD—CDMA系统容量的理论计算公式，并阐述了系统负载控制机制。

但是TDD-CDMA系统的容量公式在个别地方与FDD．ScDMA是不同的。

本章首先给出FDD-CDMA系统上下行链路容量理论分析模型，然后由此为基

础，推导出TDD．CDMA系统的容量公式，并且分析TD．SCDMA系统的理想容量

公式。

2．2 FDD．CDMA系统容量分析

系统容量的评估可以采取两种方法：一种是分析在一定中断率情况下的用户容

量，此时要考虑路径损耗、阴影慢衰落、快衰落的影响；另外一种则忽略快衰落的

影响，只是考虑大尺度的损耗，此时系统容量的定义为一个小区或者微小区中最大

的平均负荷链路数目。

由于FDD．CDMA系统上下行链路的容量并不相同，所以分别给出公式。

6

重庆邮电大学硕士论文 第二章TD．SCDMA容量分析

2．2．1上行链路容量分析

基站NodeB处收到的总功翠为

lt=II+12+13+PN t2．1)

‘=∑异 (2．2)

厶=∑∑弓 (2．3)

厶=∑∑弓 (2．4)

其中，‘表示NodeB处收到的本小区同微小区内所有用户的发射功率总和；，'

表示NodeB处收到的本小区内除目标微小区外其他所有微小区内所有用户发射功

率总和；厶表示NodeB处收到的其他小区内所有用户发射功率总和；P表示基站接

收到用户i的发射功率；S表示本小区内微小区的数目；C为系统内小区数目；晶表

示背景噪声。

则CDMA系统中第j个用户比特能量毛与噪声功率谱密度Ⅳ0之比为

(％)，=可F／去眩s，％。％ (2．6)

G。表示用户J的处理增益，不同业务时，处理增益不同。由(2．5)和(2．6)

式可得

(每)，卢=寺 亿，，

下面给出几个变量的定义：

●系统内非扇区与目标扇区的干扰比F

F：生生 (2．8)』l

●背景噪声提升因子BNR(Baekground Noise Raise)

BNR：土：必+1：r(2．9)B 目

为了方便式子的推导，用变量r表示BNR。

●用户i信干比C／I

重庆邮电大学硕士论文 第二章TD-SCDMA容量分析

c％沪(急)，卢=巧 弦㈣

为了方便式子推导，用变量巧表示用户j的(％)J通过上面变量的定义可得：

P：—Kj[(1+F—)II+Pu] (2．11)o

1一K。’ 。

假设系统为理想功率控制，则基站侧，所有用户的信干比相同，都等于目标信

干比，即：K，=K”。=K，则：‘：__型熙 (2．12)1

l—K—NK(1+F1

由(2．11)与(2．12)得：

，：l二茎 (2．13)，=一 ～Z．1J J

由此可知小区用户数目为：

N；—r+K-—rK-1 (2．14)rK(1+，l

由此可知背景噪声提升因子r，小区内外干扰比F，对每个小区用户数目有直接

影响。

前面的分析是建立在语音业务连续传输假设条件下进行的，由于语音传输本质

是非连续传输的。采用DTX技术后，基站接收的总功率变为：

‘=y(‘+厶+厶)+昂 (2．15)

l，为语音激活因子，取值为0-1的一个数值。而系统采用的MUD(Multiple User

Detection多用户检测技术)用来解决多址干扰，由于目前研究的MUD对小区内干

扰抑制比较有效果，所以式(2．15)变化为

，f=v(pl,+12+厶)+晶 (2．16)

口为同微小区多用户检测因子，当其取值为0的时候为理想MUD情况。

而CDMA系统中第j个用户比特能量尾与噪声功率谱密度Ⅳ0之比变化为

(％)，=考‘丽豸杀而 他㈣

所以得到容量公式为：

Ⅳ： 尘二12坐±望茎2 (2．18)vK(∥+，’)+Kv(r—1)(∥+一。)

理想状态下，当背景噪声增加因子r趋于无穷大的时候，N得到最大值

重庆邮电大学硕士论文 第二章113．SCDMA容量分析

‰f器2．2．2下行链路容量分析

(2．19)

对于FDD-CDMA系统下行链路的分析与上行的思路基本一致。

对于移动用户呱侧的接收总功率C为只=v(apP,+最+B)+昂

N

月=∑只t=l

S Ⅳ

昱=∑∑蜀

C Ⅳ

只=∑∑0i=、．J}h t=l

(2．20)

(2．21)

(2．22)

(2．23)

其中，只表示本小区同微小区内发射功率总和；只表示本小区内除目标微小区

外其他所有微小区内发射功率总和；只表示其他小区内发射功率总和；S表示本小

区内微小区的数目；C为系统内小区数目；PⅣ表示背景噪声。

对于下行链路而言，正交可变长扩频OVSF码对小区干扰有抑制作用，和上行

链路相比较，除了考虑MUD和DTX技术外，再加入信道化码间正交因子口，则总

的接收功率变化为

只=V(筇墨+最+B)+昂

‰f器(2．24)

(2．25)

由于FDD-CDMA系统可同时容纳较多用户同时通信，因此用户分布可以近似

为在应用场景中的均匀分布，所以F可以近似为正态分布的均值，为一常数。但是

TD．sCDMA系统中，该值将有所不同。

2．3 TD．SCDMA系统容量分析

TDD．CDMA系统上下行链路负载分析方法与FDD．CDMA系统类似，其主要

差别主要在两点：其一，由于TDD-CDMA系统采用了TDMA方式，从而时隙成为

可控无线资源单元之一，即用户接入系统后将被按一定规则分配到不同时隙内，特

别是高业务数据速率可通过用几个时隙并行传输来实现。因此需要引入一个时隙因

子C的概念嘲以表现这一差别；其二，TD-SCDMA系统的特点是上下行信道在同一

9

重庆邮电大学硕+论文 第二章TD．SCDMA容量分析

频点上进行传输，因此在一定时间间隔内上下行信道的链路质量近似相等或具有很

强的相关性，这一特性被称为信道互易性。这个特点便于在系统中实现智能天线技

术。智能天线技术的引入使信号的增益发生变化，在发射端可以减小发射功率，从

而使系统干扰减低。并且使用户的干扰分布不再趋于均匀，而与用户的位置有关系。

由于现存通信系统要考虑共站或者共天面的情况，所以，本节在容量公式分析

之后建议加入异系统干扰因子，来体现异系统干扰对容量带来的损失。

2．3．1加入月寸隙因子的TD-SCDMA系统容量

对于TD．SCDMA系统，时隙成为可控无线资源单元之一，用户的业务由于系

统调度可以分配在不同时隙中并行传输。因此引入时隙因子S。。从系统物理帧结构

的角度来看，用户数据由连续传输变为在特定时隙内并行传输。则单位时间内用户

的数据传输率提高了，则相应的处理增益也发生了变化。而WCDMA系统，采用码

分多址方式，数据速率主要与扩频因子有关，所以该系统的处理增益由数据数率就

可以得到。

对于TD．SCDMA系统处理增益与扩频因子，编码方式，调制方式有关。在规

范3GPPTR25．928中可以看到原始的定义：

￡：墨—Rj—．109—2M (2．26)一=～ LZ．Zo J

l Nq w·Q-Ti

其中：R，表示信道编码器速率(取决于服务)；log：M为每个数据符号含的比特

位，具体值取决于系统调制的方式；W为用户带宽；Q为每个符号所含的chip数目；

r是chip所持续的时间(为0．78125 ps)。

∥!：望王 (．27)G 2 27．．=——_二二．L (．”

玛’l092M

在TD．SCDMA系统中考虑时隙内包含Midamble码、以及时隙与时隙之间的

GP，则可以得到处理增益变化后的值为：

GⅢ_里．里．x (2．28)L，。_-．一·X ～Z．ZD，

”Rj6400

具中x为tie，在一帧内占用的时隙数。若TD．SCDMA中的CSl2．2K业务，

取x为l的情况，则G。为10．62dB；WCDMA处理增益约为25dB。

由此看出相对于WCDMA系统，TD．SCDMA系统提供的增益要比WCDMA

少。所以TD．SCDMA系统采取上行同步和智能天线等技术来提高信干噪比，同时

采用JD(Joint Detection)联合检测技术来降低系统解码的要求。这是FDD—CDMA系

统与TDD．CDMA系统为实现IMT2000对3G系统需求定义而采取不同实现手段的

10

重庆邮电大学硕士论文 第二章TD-SCDMA容量分析

(％)，=詈·淼骨去 汜z。，

时隙因子巴=i7而04·x，式(2．29)整理为：

c％，，=(每]，∥q·％)=K cz．so，

为了简化计算，假定TD．SCDMA中的CSl2．2K业务用户在一帧内占用的时隙

数为l，即是取x为l的情况。则_=面70丽4．

理想功率控制下，局=K，则当r趋于无穷大的时候，N得到最大值：^‘。：螋 (2．31)“’一／L(fl+F1

Ⅳ。，：—O+cC—K,) (2．32)““墨(a猡+，)

2．3．2基于智能天线的TD．SCDMA系统容量

TD．SCDMA系统的另一特点是其上下行信道在同一频点上进行传输，因此在一

定时间间隔内上下行信道的链路质量近似相等或具有很强的相关性，这一特性被称

为信道互易性。信道互易性有助于很多无线通信新技术的实现，如智能天线的下行

波束赋型可采用与上行信号DoA(Directionof Arrival到达角)估计的权值集创191，从

而智能天线技术更容易实现。但智能天线的引入会到系统干扰分布在空间维度上产

生影响，该影响会直接体现到TD．SCDMA系统的容量公式上。

首先定义天线增益因子G∽)，表示i用户由于智能天线的作用而得到的增益值。则基站NodeB处收到的总功率为

II=ll+12+I，+PN (2．33)

Ⅳ

‘=∑P·G(只) (2．34)J=l

S Ⅳ

，2=∑∑巴(岛) (2．35)』一l，J*kz i-1

C Ⅳ

厶=∑∑弓(岛) (2．36)

J；1．j。sk2』tI

由于智能天线的引入，使用户的增益与用户相对于天线主瓣方向夹角有关，不

重庆邮电大学硕士论文 第二章TD-SCDMA容量分析

再单纯与用户数目有关，所以此处的F不能再近似看成一个常数，定义为：J5i 2争，

丘=争，那么：

(％)，=石W母鬻 眨，，，

足户 箕里暨!一 (2．38)9

v(∥+E+E)‘+最

对于智能天线技术而言，按理想的DoA和赋形增益，可以假设G(q)=Go，删弹根功柠和弹撩赋形增煮情况下．TD．SCDMA紊统的容量为1

2．3．3加入异系统干扰的TD-SCDMA系统容量

(2．39)

(2．40)

实际的工程中，由于TD．SCDMA必须考虑和其他系统共站的问题，所以异系

统的干扰因子是不可以忽略的。本文建议实际网络规划和优化对于容量分析时容量

公式中加上一个异系统干扰因子只，该因子的取值与干扰系统制式，TD．SCDMA

系统与该系统的隔离方式和隔离距离有关。

(％1--≯篇 旺一·，

本文在容量公式中加上一个异系统干扰因子只，那么背景噪声提升因子BNR

变化为：

BNR：—』L：， (2．42)R+另

所以公式变化如下：

12

(2．43)

可

可

一十

一．+

鱼一眦

旦．州卉卉=

=

一

嘣

儿

0

％

‰

重庆邮电大学硕士论文 第二章TD-SCDMA容量分析

‰2可雨溺G乒m“(r而-1)网 汜44)

由上面分析得到在工程建网中，如果要分析容量的问题，本文建议加入系统间

干扰因子毋使分析更贴近事实情况。关于只可能的取值以及它对系统容量的影响将

在后面的仿真中给出。

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

3．1异系统干扰定义

第三章异系统干扰分析

异系统干扰的产生是多种多样的，某些专用无线电系统占用没有明确划分的频

率资源、不同运营商网络配置不当、收发滤波器的性能、小区重叠、环境、电磁兼

容以及有意干扰，都是移动通信网络射频干扰产生的原因。系统间干扰类型主要有：

加性噪声干扰、邻道干扰、交调干扰、阻塞干扰。

不同系统之间的互干扰原理，与干扰和被干扰两个系统之间的特点以及射频指

标紧紧相关。但从最基本来看，不同频率系统间的共存干扰，是由于发射机和接收

机的非完美性造成的。发射机在发射有用信号时会产生带外辐射，带外辐射包括由

于调制引起的邻频辐射和带外杂散辐射。接收机在接收有用信号的同时，落入信道

内的干扰信号可能会引起接收机灵敏度的损失，落入接收带宽内的干扰信号可能会

引起带内阻塞；同时接收机也存在非线性，带外信号(发射机有用信号)会引起接

收机的带外阻塞。

下图是一个典型的干扰链路原理框图：

发射机 曩：；；蔬

图3．1干扰链路原理框图

从图3．1可知，干扰源的发射信号(阻塞信号、加性噪声信号)从天线口被放大

发射出来后，经过了空间损耗L，最后进入被干扰接收机。如果空间隔离不够的话，

进入被干扰接收机的干扰信号强度够大，将会使接收机信噪比恶化或者饱和失真。

因此干扰分析的原理就是首先计算接收机能容忍的干扰信号强度门限，然后和发射

机发射的干扰信号强度比较，得到最低的空间隔离度要求，最后换算为空间距离。

14

参

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

3．2异系统干扰的分类

系统间干扰类型主要有：加性噪声干扰、邻道干扰、交调干扰、阻塞干扰和镜

频干扰。由于镜频干扰对TD-SCDMA系统干扰影响不大，所以暂时不讨论。

●加性噪声干扰

干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声，使被干扰接收机的信噪比恶化，

称为干扰源对被干扰接收机的加性噪声干扰。

●互调干扰

互调干扰是由传输信道中的非线性电路产生的。由于非线性器件的作用，产生

许多谐波和组合频率分量，其中和所需信号频率％相同或相近的组合频率分量就可

以通过接收机形成系统间干扰。

●阻塞干扰

阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，强干扰会使接收

机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。只有有用信号，在信号过强时，也会

产生振幅压缩现象，严重时会阻塞。产生阻塞的主要原因是器件的非线性，特别是

引起互调、交调的多阶产物，同时接收机的动态范围受限也会引起阻塞干扰。

●邻道干扰

在接收机第一邻频存在的强干扰信号，由于滤波器残余、倒易混频和通道非线

性等原因，引起的接收机性能恶化，称为邻道干扰。通常用ACS指标来衡量接收机

抗邻道干扰的能力。

3．2．1加性噪声干扰

干扰源在被干扰接收机工作频段产生的噪声，包括干扰源的杂散、噪底、发射

互调产物等，使被干扰接收机的信噪比恶化，称为干扰源对被干扰接收机的加性噪

声干扰。

图3．2加性噪声干扰示意图

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

按照业界惯例，以灵敏度恶化ldB为干扰判断准则。通过公式3．1和3．2可以

计算允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度：

尘生

△S=10log(1+lO 10 1 (3．1)

丛

I，=N+10log(10”一1) (3．2)

其中AS为灵敏度恶化值(这里取ldB)，Ir为允许到达接收机的加性噪声干扰

信号强度，N为接收机底噪。

3．2．2互调干扰

接收机的互调杂散响应衰减用于衡量在有两个干扰连续波存在的情况下、接收

机接收其指定信道输入调制RF信号的能力。这些干扰信号的频率与有用输入信号

的频率不同，可能是接收机非线性元件产生的两个干扰信号的n阶混频信号，最终

在有用信号的频带内产生第三个信号。

接收机的二阶和三阶截止点是表示特定射频电路或系统的两个非常重要的线性

指标。通过这两个指标能够预测接收机的互调特性，而互调特性描述了射频装置对

相邻信道或邻近信道的抗干扰性。对于传统的超外差二次变频接收机，仅存在三阶

互调干扰；对于采用直接下变频方案的接收机，二阶和三阶互调干扰都应考虑。鉴

于目前的通信系统基站基本采用的都是超外差接收机，因此这里只介绍三阶互调情

况下对传统接收机的干扰情况。

在与移动基站所推荐的最低性能标准有关的无线规范中，接收机的互调特性在

技术上被纳入两个主题：接收机的互调杂散响应衰减和接收机对杂散响应干扰采取

的保护。接收机的互调杂散响应衰减是在有两个干扰连续波存在的情况下接收机接

收其指定信道输入调制RF信号的能力。这些干扰信号的频率与有用输入信号的频

率不同，可能是接收机非线性元件产生的两个干扰信号的n阶混频信号，最终在有

用信号的频带内产生第三个信号。

三阶互调产生的干扰。作为接收机前端三阶混频的结果，频率为n和f2的两

个信道外的连续波引入一个三阶互调成分，频率等于(2fl+f2)，它将落入开启信道

的有用信号频带内。这一带内三阶互调(IM3)产物降低了输入到接收机解调器的载干

比(C／I)。按照斜率为3：l的直线，输入IM3产物的电平(IIM3，dBm)可以用下面的

等式计算，其中包括接收机的总输入IP3(IIP3，dam)和两个信道外CW信号的输入

功率(PI，dBm)。11M3=3‘只一2+lIP3 (3．3)

16

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

图3．3．(a)由两个信道外CW信号产生的IM3产物对带内信号造成干扰

(b)--阶截止点(IP)的定义。

3．2．3阻塞干扰

阻塞干扰是指当强的干扰信号与有用信号同时加入接收机时，强干扰会使接收

机链路的非线性器件饱和，产生非线性失真。只有有用信号，在信号过强时，也会

产生振幅压缩现象，严重时会阻塞。产生阻塞的主要原因是器件的非线性，特别是

引起互调、交调的多阶产物，同时接收机的动态范围受限也会引起阻塞干扰。

图3．4阻塞干扰示意图

分析阻塞干扰对系统工作的影响可以从系统协议出发，协议对接收机的抗阻塞

特点都有明确的规定。不同系统间主要是带外阻塞干扰，因此分析的同时需要关注

该系统基站的前端滤波器特性。

3GPP相关协议【22，231中规定了1D．SCDMA系统的阻塞性能：

17

重庆邮电大学硕+论文 第三章异系统干扰分析

表3．1 3GPP协议规定的TD'-SCDMA基站抗阻塞干扰指标

干扰信号中心频 干扰信号 有用信号 干扰信号最小 干扰信号类型

，蛊 电平 电平 偏移

1900—1920MHz, 舶dBm -104dBm 3．2MHz 一个码道的扩潜码

2010—2025 MHz 信号

1880—1900MH五 枷dBm -104dBm 3，2^tHz 一个码道的扩谱码

1990—2010 MHz, 信号

2025—2045 MHz

1920一1980 MHz 枷dBm -lO枷m 3．2MHz 一个码道的扩谱码

信号

I一18舯MHL ．15 dBm -104dBm 载波信号

1980—1990 MHz,

2045一12750MHz

3．2．2邻道干扰

在接收机第一邻频存在的强干扰信号，由于滤波器残余、倒易混频和通道非线

性等原因，引起的接收机性能恶化，称为邻道干扰。通常用ACS指标来衡量接收机

抗邻道干扰的能力。

91S 1920＼ 1925

罅渡嚣残余

Frequency

(MHz)

图3．5邻道干扰示意图

邻道干扰究其本质，依然是带外强信号引起有用信号带内的噪底抬升，可以看

作是一种特殊的加性噪声干扰，引起邻道干扰的具体原因如下：

一、由于模拟通道的非线性产生的噪声。当有用信号和邻道干扰信号经过模拟

18

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

通道时，由于通道的非线性而产生的交调产物。可以通过降低邻道干扰信号强度和

提高通道的线性度来降低该部分噪声功率。

二、邻道信号经过滤波器之后的残余噪声功率。经过滤波器之后，因为滤波器

的波形非理想矩形，所以邻道信号在有用信号带内会有一部分残余功率。要降低这

部分噪声，需要提高数字滤波器的矩形系数。

三、混频器的倒易混频。邻道信号进入混频器后，与本振的噪声混频所产生的

干扰信号，有可能落在有用信号带内，也有可能落在中频内，都会提高噪声功率引

起信噪比的恶化。倒易混频是利用混频器的正常混频作用完成的，而不是其他非线

性的产物，倒易混频的影响也可以看成是因干扰而增大了混频器的噪声系数，干扰

越强，本振噪声越大，倒易混频的影响就越大。因此在高性能接收机中，必须考虑

倒易混频，抑制措施除了降低邻道干扰信号的强度外，主要是提高本振的频谱纯度。

四、在ADC或数字处理部分产生的噪声。由于ADC的非线性和采样时的量化

噪声引起，可以通过提高ADC的SNR来降低该部分噪声功率。

五、由于ADC实际上也是一个混频器，所以也会产生本振倒易混频噪声。噪

声的产生机理和模拟通道混频器一样，要降低这部分噪声必须降低邻道干扰信号强

度和提高数字本振的频谱纯度。

3．3各个系统干扰TD．SCDMA系统的情况分析

由于现在TD．SCDMA暂时使用2010．2025MHZ频段，所以本节只对这个频段

受到的其他系统干扰进行分析。并且得到最大干扰情况下需要的空间隔离度。

空间隔离估算是干扰判断的重要阶段，通过系统间天线的距离、主瓣指向等计

算得到理论的空间隔离度，才能为干扰确定性计算做准备，从理论上确定系统受干

扰的程度。在移动通信系统中，空间隔离度即天线间的耦合损耗，是指一发射机发

射信号功率，与该信号到达另一接收机输入级的功率比，以dB表示。收发天线间

足够的隔离度，可以保证接收机的灵敏度。因为位于同一基站或附近基站等的发射

机产生的带外信号或者带内强信号，将使接收机噪底抬升或者阻塞。减小干扰最有

效的办法，主要是两基站天线应有足够的空间隔离度，滤除带内干扰和带外信道噪

声。

3．3．1 WCDMA对TD．SCEIMA

●带外杂散干扰：

根据3GPP协议，WCDMA基站在2010之025MHz带外指标：

19

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

表3．2 3GPP协议对WCDMA基站发射机带外杂散指标的规定BS clas。 Band Maximum Level Measurement Bandwidth Nore

WHeAreaBS 2010-2025MHz -86dBm 1 MHZ

协议已经考虑到两系统共存和共站的情况，因此WCDMA基站带外杂散对

TD．SCDMA基站上行的加性噪声干扰较弱，协议中规定TD．SCDMA的基站灵敏度

下降ldB所需要的外加噪声为．111．87dBlTl，1．28MHz，所以TD．SCDMA系统消除

WCDMA加性噪声干扰所需要的隔离度为25．87dB。

●阻塞干扰

按照3GPP协议要求，TD—SCDMA基站对带外阻塞的要求见表2．1。可知

TD．SCD√～M的基站在WCDMA频段的要求是．15 dBm，因为WCDMA基站发射功

率是43dBm，因此需要的空间隔离度为58dB。

●互调干扰和邻道干扰

表2．2 3GPP协议对TD。SDMA基站抗宽带互调干扰指标的规定

Interfering Signal mean power Offset Type of Interfering Signal

WideArea鸥 LocaI Alea BS

．48dBm ．38 d8m 3。2MHz CW signal

．48 dBm -38dBm 8．4MHz 1．28 Mcps TDD signal wfIh one

code

由于WCDMA现在使用的频段为1920-1980 Mnz(上行)和2110-2170 Mttz(下

行)，所以对使用2010-2025 MHz的TD-SCDMA系统不产生交调干扰。

同理由于两个系统频点间隔大于邻道干扰产生的范围，所以不存在邻道干扰。

从理论分析的结果看，系统间以WCDMA对TD．SCDMA的阻塞干扰为主。

3．3．2 PHS对TD．SCDMA的干扰

●带外杂散干扰

由PHS带外杂散和噪底直接落在TD．ScDMA频段造成的干扰。

按最新RCRSTD28 V4．0最新标准，PHS基站带外杂散辐射指标：

s251 nW／lMHz丝-36dBm／1MI-Iz=--35dBm／1．28MHz O．4)

现网中部分旧PHS型号设备执行的是RCR STD28 V3．0(或v2．0)标准，杂散

性能较差：

≤1．0 la W／300K～f14z丝-25dBm／lMHz (3．5)

协议中规定TD．SCDMA的基站灵敏度下降ldB所需要的外加噪声为

20

重庆邮电大学硕七论文 第三章异系统干扰分析

-111．87dBm／1．28MHz，所以TD-SCDMA系统消除PHS加性噪声干扰所需要的隔离

度为77dB；

●阻塞干扰

按发射功率划分，PHS网络中使用以下几种规格的基站：

对于10mW基站，基站的平均功率为10mW(10dBm)峰值功率为80roW

(19dBm)；对于200roW基站，基站的平均功率为200mW(23dBm)峰值功率为

1．6W(32dBm)；对于500mW基站，基站的平均功率为500roW(27dBm)峰值功

率为4W(36dBm)。目前网络中应用最多和最普遍的是500 mW PHS基站。

TD—SCDMA在1900．1920频段的抗PHS异系统的阻塞性能指标为．15dBm。因

此规避阻塞干扰所需要的隔离度为5ldB。

根据常用的产品特性，TD基站前端射频滤波器对PHS频段(1900-1920)的抑

制大于50dB，因此阻塞干扰的实际影响很小。

●互调干扰和邻道干扰

从理论分析的结果看，由于PHS现在使用的频段为1900．1920 MHz，所以对使

用2010-2025 MHz的TD．SCDMA系统不产生互调干扰。

同理，由于两个系统频点间隔，所以不存在邻道干扰。

从理论分析的结果看，系统间以PHS基站对TD的加性噪声干扰为主。

3．3．2 CDMA800对TD．SCDMA的干扰

●带外杂散干扰：

表3．4 CDMA800M基站杂散指标

而协议中规定I'D．SCDMA的基站灵敏度下降ldB所需要的外加噪声为

．111．87dBm／1．28MHz，所以TD．SCDMA系统消除CDMA800加性噪声干扰所需要

的隔离度为75．87dB；

●阻塞干扰

根据CDMA基站最大发射功率80W(49dBm)，查表3．1可得规避对TD基站

阻塞干扰所需要的隔离度为64dB；

●互调干扰和邻道干扰

与前分析相同，由于两个系统频点间隔，所以系统间不产生交调和邻道干扰。

从理论分析的结果看，系统间以CDMA800M对TD-SCDMA以加性噪声干扰

为主。

2l

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

3．3。3 GSM对TD．SCDMA的干扰

●带外杂散干扰：

GSM系统带外杂散指标

现网中大部分GSM基站都符合R99协议的新指标规定，规避加性噪声干扰所

需要的隔离距离很小。但是测试中也发现有少部分的老版本GSM基站存在，带外

指标非常恶劣，将会严重影响WCDMA基站正常工作，对此类基站需要通过加滤波

器或者更换设备来解决干扰问题。对于符合R99协议的GSM基站，规避对

TD．SCDMA基站加性噪声干扰需要的隔离度为27dB。

●阻塞干扰：

根据GSM基站最大发射功率80w(49dBm)，查表3．1可得规避对TD．SCDMA

基站阻塞干扰所需要的隔离度为33dB。

●互调干扰和邻道干扰

从理论分析的结果看，由于两个系统频点间隔，所以系统间不产生交调和邻道

干扰。

从理论分析的结果看，系统间以GSM，DCS对TD．SCDMA的阻塞干扰为主。

3．4各个系统干扰总结

由此，得到工作在2010-2025 MI-Iz的TD．SCDMA与各个系统共站址情况下，如

果不考虑任何隔离的措施时候，TD．SCDMA将受到的干扰值和干扰类型如下

表3．5 TD．SCDMA受到干扰总结

干扰系统 干扰原因 最大干扰功率(dBm／1．28MHz) 建议隔离度

(dB)

WCDMA 阻塞 ．15 58

PHS 杂散 ．35(新版) 77

-24(旧版) 88

CDMA800 杂散 ．35 76

GSM 阻塞 16 33

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

理论分析结果考虑最恶劣情况，但是智能天线、基站同步等问题均没有考虑进

去，所以实际情况中的干扰情况会比理论分析低一些。

3．5隔离距离的计算

通过上节对理论隔离度的确定，知道了各个系统对TD-SCDMA系统的干扰情

况。本节利用理论隔离度对干扰做确定性分析，从而确定系统受干扰的程度，以及

给出工程施工时关于实际距离的建议。

关于隔离距离的换算，国内外在各自实验和计算基础上有不同看法，是得出不

同运营商的基站间隔离度的重要参考。同时，应注意每一研究或试验的确定条件，

不同的天线类型及其增益，不同的空间位置都将需要不同的隔离度或不同的隔离距

离。应用时必须考虑其中的区别。如给出的是不直接适用于蜂窝移动天线的其它天

线公式或图表曲线(如点源天线、半波天线等)，应转换成符合实际的天线。

一种具有高通用性和公认的特定情况下的蜂窝移动天线隔离度计算公式，通过

分析不同运营商基站间隔离度状况，解决隔离度计算分歧，达到统一认识的判定标

准。下面介绍国内业界比较统一的一种计算方法：

3．5．1水平隔离计算

图3．6水平隔离示意图

水平隔离度计算公式：

DH(dB)=22+20109lo(S／2)-(Ot+G，) (3．6)

式中，S为两天线的水平距离，q、G，分别为水平方向上发射天线到接收天线

直线传播路径上的收发天线的增益，Z为波长。

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

3．5．2垂直隔离计算

图3．6垂直隔离示意图

垂直隔离度计算：

D。(dB)=28+40log(S脱) (3．7)

其中s为天线垂直间距，Z为中心频率对应的波长。因为垂直方向上天线不可

能正对且俯仰的角度比较小，所以垂直方向空间隔离度的计算公式没有将天线增益

计算在内。

3．5．3倾斜隔离计算

图3．7垂直隔离示意图

计算式为：

D。(dB)2∞，-DH)x(a／90)+DH (3．8)

其中，口为天线之间的垂直夹角。

可以看出：倾斜架设时天线隔离度小于垂直隔离度，但大于水平隔离度。一般

认为无线系统间一般应有50--60dB的隔离度，才能确保系统间无干扰。40dB的隔

离度是最小的指标，并有较严格的应用前提。

重庆邮电大学硕士论文 第三章异系统干扰分析

3．5．4 TD．SCDMA与各个系统空间隔离

这里没有考虑智能天线增益问题，如果考虑智能天线，首先要注意定向天线主

瓣对打的情况是绝对不能出现的。例如，我们考虑wCDMA与TD．SCDMA的天线

主瓣方向对打，假设WCDMA的智能天线增益为18dBi，TD．SCDMA为17dBi。这

个时候需要的理论水平隔离距离为：62=22+20109．。(s肌卜(17+18)。

其中，如果考虑TD．SCDMA的中心频点为2010．8MHz，则五为0．149米，则需

要的水平间隔距离为839米，这个水平隔离数值在工程同站点的实施上是不可行的。

其次，如果TD．SCDMA系统的扇区天线背对其他系统的扇区天线的主瓣方向，则

天线增益的计算与天线的增益前后比有关，而这个值对于不同的天线厂家有不同的

取值。所以在这里天线增益暂时不考虑。

按前节公式计算得到各系统与TD—SCDMA系统的实际隔离如下：

表3．6 TD．SCDMA与其他系统的实际距离

隔离情况 PHS CDMA800 GSM WCDMA

水平隔离距离 83．93 74．80 0．529 14．92

(米)

垂直隔离距离 2．50 2．5 0．199 1．05

(米)

通过计算我们可以发现，系统的垂直间隔距离要求小于水平间隔要求。由于

TD．SCDMA系统射频部分比较大，所以很多情况都要靠水平隔离来实现系统间的隔

离度。

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

4．1静态仿真方法介绍

第四章仿真分析

移动通信系统的仿真包括链路级的仿真和系统级的仿真。链路级的仿真主要是

采用时间流和数据流驱动的方式来检验不同无线传输技术方案的性能：系统级的仿

真分为动态和静态抓拍仿真两大类，主要是检验系统的某些特性带来的系统效率变

化，如容量、频谱利用率等。

本文采用Monte．Carlo静态仿真方法lz飘，即用快照或者说抓拍(Snapshot)技

术采集蜂窝系统的用户数据。该方法在仿真时不考虑时间的因素，例如移动台的移

动速度，移动台的呼叫到达率，移动台与基站通信的保持时间等在静态仿真时都被

忽略，这样可以使仿真的流程大大简化。静态仿真的一般做法是在一定的移动台密

度下，让移动台在小区内随机分布，然后根据相应的无线管理算法进行仿真，这就

是一次快照过程；随后让移动台的位置在小区内再随机分布一次，并执行和上次相

同的仿真算法；当移动台位置在小区内的随机分布足够多次后，最后得到系统中某

些性能的分析结果，即一次仿真包括多次的抓拍结果。

静态仿真【26】不仿真用户的移动性，另外在连续的仿真步骤之间也没有关联性。

典型的静态仿真方法如下：(1)在仿真网络环境中随机放置移动用户，放置的移动用

户数量取决于需要仿真的系统负载。(2)根据移动台接收到的信号电平(或者其他

标准)为每个移动用户选择所服务的基站。(3)执行必要的无线资源管理(RRM)

算法，例如资源分配，功率控制，负载控制，资源重分配等。并且保证在该无线资

源管理算法的情况下，网络中的移动台和基站能够稳定工作。(4)收集统计资料，

比如：载波干扰比(CIR)、误码率(BER)、块误码率(BLER)、系统吞吐量等。

(5)重复步骤1-4(一般为几千次)以得到足够的统计平均结果。

4．2仿真简要说明

本文仿真平台的主要思想是：按照一定的方式分布基站小区，在这些小区中按

照一定的方式撒入用户，假定这些用户不移动，对这些用户进行上行功率控制，或

者对基站进行下行功率控制，最后统计用户的掉话率。

仿真步骤如下：

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

第一步是分布基站。本仿真采用的方法是按照规则六边形的蜂窝状小区来分布

基站，基站为扇区化的。

第二步进行快照循环。每进行一次快照就重新撒一次用户，并进行功率控制。

对于某一次快照，撒入的用户分布可能具有一定的特殊性，所以需要利用大量快照

的统计平均来模拟实际情况。

在一次快照中，首先是撒入用户，然后是功率控制过程。撒入用户的方法是：

撒入一个用户，在广播信道中计算该用户到周围各基站的实际路损，根据广播信道

的路损来判断该用户物理归属小区。另外根据一定的规则来判断是否接受该用户，

如果不满足就需要重新撒入，如果满足就算撤入了一个用户。重复上面的过程直到

撒入足够的用户个数。

4．3设计关键模块说明

4．3．1撒基站模块

基站的形状为正六边形蜂窝状，全向基站如图所示，扇区化基站如同所示：

图4．1基站示意图

该图一个为全向基站，一个为扇区化基站。图中带箭头的直线表示扇区的中心

线。注意扇区化基站的天线不能出现图4．2的情况，否则会出现扇区天线对打的情

况。

图4．2天线对打情况

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

本仿真对于邻区干扰考虑周围两层小区的干扰，如图4．3

4．3．2路径损耗模型

图4．3两层小区干扰

路损损耗模型与UE到基站的距离有关，与环境也有关系。不同路径有不同的

损耗模型，包括COS他3l、Hata等经典模型和一些实际的特殊模型，并且模型函数

的输入参数包括不同的地物环境，比如密集城区、一般城区和郊区等等。由于上下

行使用的载频相同，所以上下行的模型路损也相同。这里暂时只考虑宏小区模型。

本仿真采用(26】中给出的模型：L=128．1+37．610910(R)。该模型仅适于非视距传播

的情况。其中L的值为传播损耗，R是BS到LIE的距离。

4．3．3阴影衰落模块

阴影损耗是一个对数正态分布的随机变化值，均值为0，方差为6到10dB，叠

加在路径损耗之上。仿真中，采用高斯正态分布的随机数产生函数来模拟阴影衰落。

在阴影损耗的计算中，考虑从一个移动台到多个不同基站间传播损耗的关系，

通常，将阴影衰落分量表示为两个量之和：一个在移动台的近场，它对所有的基站

都一样；一个在移动台的远场，仅和所接收的基站有关，而和其它基站无关。这样，

某个移动台对第i个基站(i=O，1，2⋯⋯)的阴影衰落可表示为：

谚=4f+6点 (4．1)

其中，a2+b2=1 a≤1。该式中：

E(谚)=E(孝)=E(磊)=0 (4．2)

陆@)=Var(()=哳@)=酽 (4．3)

其中，E(毒孝，)=o对所有的f≠，。两个基站i和j的阴影衰落归一化协方差

(相关系数)为：

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

E(谚珐)／艿2=a2=1-b2(4．4)

通常可以假设移动台近场和远场的传播变化具有相同的标准方差，即

a2=b2=112。则移动台n与基站i间的阴影Shadow'．可用下式计算：

Shado嘭2 4a×≤浼凸而w矗。。+4x一口xShadows (4．5)

口为相关系数，该系数与移动台所处的无线环境有关，在本仿真模型中，设阴

影衰落相关系数为：口=a2=b2=112。Shadow表示单独由于基站i位置产生的阴,

影衰落部分；Shadow。o一表示由于所有基站位置产生的公共阴影衰落部分。

4．3．4 wrap—round模块

由于我们对每一个小区都要考虑其周围的两层小区的干扰情况，为此我们采用

下面的算法(wrap．round算法)进行处理。此算法使所有的小区有相同的环境，让

仿真更符合实际环境。下面结合本仿真介绍该算法。

本仿真的邻小区都考虑两层结构，即19个小区中的任何一个都有相同的干扰环

境(被它周围18个小区包围并对其产生干扰)，为了减少计算量，将中心的19个小

区进行平移复制，来模拟19个小区组成的簇的更外围干扰，从而组成了7个簇的模

型。参考图4．4Wrap round示意图，黄颜色的簇表示待研究的19个小区组成的簇，

它周围6个同样拓扑结构的簇便是它的复制和平移，用来充当对黄色区域中的边缘

小区的干扰小区，另外黄色区域中的每一个小区周围，组成了一个不同排列的簇。

以中心簇中的9号小区为例，现在要以9号小区为中心小区，计算它周围的两

层小区对9号小区中的用户MS(x,y)的干扰，MS(x，y)周围的小区编号仍然为l—19，

但是对于每一个给定编号的小区，MS(x,y)周围都有7个同样编号的小区，需要选择

与MS(x,y)距离最短的小区做为其周围的干扰小区。即在下面的情况中选取距离最

短者。

乱(x，y)与慨b)的距离；

b．(x，y)与(a+3R，b+S43R／2)的距离；

c．(x，”与(a-3R，b-8,／3R／2)的距离；

d．(x，y)与@+4．5R，b-7xf3R／2)的距离；

e。(x，y)与似一4．5R，b+7x[3R／2)的距离；

￡(x，y)与∞+7．5R，6+43R／2)的距离；

g．(x，y)与(a-7．5R，b-43R／2)的距离。

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

图4．4 Wrap round示意图

4．3．5智能天线模块

智能天线采用大唐公司所提供的定向智能天线模型”】。仿真系统的时候采用两

种覆盖，广播信道的扇区覆盖和业务信道的智能天线覆盖。用户接入的时候根据扇

区广播信道接入，转入业务信道处理的时候采用智能天线进行处理。定向智能天线

建模方法：

1)广播天线增益

每个扇区所覆盖的区域为120度，两扇区覆盖区之间有明显的角度分界线，如

下图所示：

图4．5定向扇区的广播天线增益图

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

2)扇区业务信道的智能天线增益：

先将士90度划分成若干个角度范围，(．90，．70)，(．70，．55)，(．55，-40)，

(-40，一25)，(．25，25)，(25，40)，(40，55)，(55，70)，(70，90)

每个角度范围使用一组赋形增益数据，对称的分组增益相同，比如(-40，-25)和

(25，40)使用同一组，只不过数据对称。这样只需提供5组数据即可，并且这几

组赋形分别对准0度、30度、45度、60度、75度。

当用户处于某方向口(相对于X轴)时，根据p与扇区中心线的夹角矿判断属

于哪个分组，然后根据与该分组原始增益对准方向(分别为0，30，45，60，75)

的角度差进行平移，得到对用户赋形增益以及此用户赋形在其他用户方向上的增益。

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4．3．5信噪比模块

l；∥、t；l¨二雪嚣I／； ；＼厂盍、艇 }i

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图4．6 0、士30、士45、士60度原始赋形图

下行信噪比计算：p

S1R,“=：．—--------------．．-：：-----—-．———．-．-一一V缸k+k)+日+另 (4．6)

其中P是UE接收到的有用信号功率， V是业务激活因子(语音为0．6，数据

为1)，口是下行链路的正交因子，，。是本小区干扰，L。是邻小区干扰，昂是

重庆邮电大学硕士论文 第阴章仿真分析

热噪声，只为异系统干扰功率值。

UE的有用信号接收功率P(dB)=基站分配给该用户的8天线发射功率+基站对

该用户的业务信道天线增益(包括单天线增益和赋形增益)一业务信道的实际损耗

(包括模型损耗、阴影衰落、馈缆损耗、人体损耗等)。

上行信噪比的计算：

Pr

瓯2F瓦了ii鬲 ‘4·7’

其中∥是联合检测作用因子，P是基站接收到信号UE的功率，J一是本小区干扰，k是邻小区干扰，目是热噪声，毋为异系统干扰功率值。

基站接收到信号UE的功率P=UE的发射功率+基站对该用户的业务信道天线

增益(包括单天线增益和赋形增益)一业务信道的实际损耗(包括模型损耗、阴影

衰落、馈缆损耗、人体损耗等)。

4．3．5功率控制模块

本平台采用基于载干比的理想功率控制，即在发射功率不超过最大允许值的前

提下，依据实际CIR值和目标CIR值比较的结果对发射功率进行调整，功控步长不

受限制且功控时延为零。采用理想功控来进行系统仿真，可以在误差允许的范围内，

简化仿真流程，提高仿真程序运行的速度，体现系统的容量的本质。

●上行功控过程

基本操作模式是每次功控循环根据上一次的发射功率计算出SIR，并根据此SIR

确定下一次的发射功率。

‰一。=面SIR“r"。￥"。p一一，。(4·8)

‰。=‰if‰。。<‰(4．9)

‰m=‰if‰m。>PM= (4．10)

其中‰一，。为下一次的发射功率，‰一。为上次功控循环确定的发射功率，SIR，=一。为根据上次功控的发射功率计算得到的SIR值，‰是上行最小发射功率，‰为上行最大允许发射功率，S￡足r。。为目标信噪比·

上行功控流程如下：

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

图4．7上行功控流程图

●下行功控过程

功率控制过程：计算每个下行业务信道所需的下行发射功率，然后将所有的

发射功率相加，如果叠加的功率超过了最大基站下行发射功率，则对所有下行用

户的发射功率进行相同的射频衰减RF attenuation，使基站发射总功率降到最

大发射功率水平，从而保证了总发射功率不过载。

4．3．5 PHS干扰模块

仿真中采用1C7T的PHS基站，每个PHS基站最多容纳7个用户。其中PHS

系统本身做了许多简化。仿真计算PHS干扰的时候，把某个空口时隙的PHS信

号减某个ACIR值的衰减作为PHS对TD．SCDMA系统的干扰功率。

这样在容量公式中的异系统干扰因子变为：

只=Cs的发射功率一Ac皿一路损(包括模型损耗和阴影衰落损耗)+TD用

户智能天线增益赋形图在PHS基站方向上的增益+Cs天线增益一下D馈线损耗一

PHS馈线损耗。

其中，ACIR是邻道干扰比，可以表示共存系统的干扰。计算公式为：

重庆邮电大学硕士论文 第阳章仿真分析

l l l小J·一ACIR ACLR ACS (4．11)

邻道泄漏比ACLR是指邻道(或者带外)发射信号落入到被干扰接收机通带

内的能力，定义为发射功率与相邻信道(或者被干扰频带)上的测得功率之比。

邻道选择性ACS是指在相邻信道信号存在的情况下，接收机在其指定信道频率上

接收有用信号的能力，定义为接收机滤波器在指定信道频率上的衰减与在相邻信

道频率上的衰减的比值。

4．4仿真结果分析

4．4．1仿真条件说明

仿真平台基于]Macro蜂窝模型㈣，蜂窝的半径可变，取为577m或者1000m，

整个系统采取同频组网方式。Macro系统由19个宏蜂窝组成，每个蜂窝有三个小

区组成，则系统共有57个小区。基站最大总发射功率为34dBm，最小单码发射功

率为．100dBm；移动终端【311最大发射功率为24dBm，最小发射功率为．100dBm，

基站天线增益参见大唐的智能天线文本，移动终端天线增益为0dBi；基站热噪声

为．108．9dBm，移动终端热噪声为．108．9dBm，阴影衰落均方差为10dB，基站和移

动终端最小耦合损耗为70dB。仿真基于TD．SCDMA系统的12．2Kbps纯语音业

务进行。基站高度为30米，手机为1．5米。上行目标SIR为8 dB，下行设为8．5dB。

根据3GPP标准，设置静态抓拍次数为800，每次抓拍的功率控制次数为150次。

4．4．2无异系统干扰的TD．SCDMA容量

本仿真用用户掉话率来表征系统容量这个参数。用户掉话的定义为：理想功

控后某用户的跚不符合觚。ga-0．5dB，就释放用户并且判定为掉话。则掉话率越高该情况下系统容量越小。

图4．9和图4．10分别为考虑了智能天线增益的TD．SCDMA系统上下行掉话

率。

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

图4．8上行掉话率

图4．9下行掉话率

分析仿真结果如下：

1)单位情况下(即每小区每肘隙)小区半径为577m时，上行的用户掉话率

与下行用户掉话率差别不是很明显，且均符合建网要求；而半径为1000m的情况

下，随半径增长其掉话率明显增加，系统容量急速下降。

2)上下行掉话率对比，可知TD-SCMA系统是一个上行受限的系统。

4．4．3加入异系统干扰因子值后的容量

由前面表3．6可知，如果TD-SCDMA系统与其他系统共站的情况下，垂直隔离

距离要求比较小，但是有很多站点并不能实现垂直隔离，而水平隔离的要求也不能

完全实现。仿真讨论如果有异系统干扰的情况下，系统容量的损失情况。分别找到

单位情况下用户数为4、5、6、7、8且掉话率为5％小区半径固定为577m时，

TD-SCDMA系统受到的异系统干扰值。

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

图4．10异系统干扰下的掉话率

图中，绿线为每个时隙接入用户为4，系统掉话率接近5％时，掉话率随单位用

户数变化的情况。蓝线为每个时隙接入用户为5，系统掉话率接近5％时，掉话率随

单位用户数变化的情况。红线、黑线、橙线分别为每个时隙接入用户为6、7、8时，

系统掉话率接近5％时，掉话率随单位用户数变化的情况。

可以发现，由于是单频点组网，随着单位用户数目的增加，外加干扰对于网络

的影响是逐渐变大的。橙线是系统最大容量的情况下所得到的仿真值，建议在网络

规划对系统容量进行分析时，采用该最大值作为异系统的干扰值，即为

只=-73dBm。

4．4．4 PHS系统对TD．SCDMA系统的干扰

在平台中一共撒入PHS基站九层共271个，小区半径取100米，并且为IC7t

的情况。撒PHS基站后如图4．11所示。

4．11 TD—SCDMA与PHS基站分布图

重庆邮电大学硕士论文 第四章仿真分析

1、PHS终端干扰TD-SCDMA基站时，可知

图4．12 PHS终端干扰TD．SCDMA基站

1)随着ACIR的增大，PHS终端对TD．SCDMA基站的干扰减小，TD-SCDMA

系统的上行容量损失也随之减小。

2)TD-SCDMA系统的上行容量损失随着TD．SCDMA单位用户数目的增加而增

大。

2、当PHS终端干扰1D．SCDMA终端时

图4．13 PHS终端干扰TD．SCDMA终端

1)随着ACIR的增大，PHS终端对TD．SCDMA终端的干扰减小，TD-SCDMA

系统的下行容量损失也随之减小。

2)TD-SCDMA系统的下行容量损失随着TD-SCDMA单位用户数目的增加而增

大。

3)PHS终端对于TD-SCDMA系统上行的干扰大于下行，使其容量损失比较大。

重庆邮电大学硕士论文 第五章工程中未知系统干扰判定

第五章工程中未知异系统干扰判定

5．1互干扰判定

前面已经给出了各个通信系统对TD．SCDMA系统的理论干扰值，但是在实际

网络建设的初期，各个运营商的移动通信体制不同，不能完全准确得到TD．SCDMA

站点周围可能存在的其他通信系统。所以除了按理论得到的干扰情况外，还会出现

各种未知的干扰情况，这样的情况就需要运用工程手段对干扰情况进行分析并且排

查各种可能出现的干扰源。

干扰的种类多样，其发生的机理都是由于发射机和接收机的非理想性造成的。

各种干扰由于其发生原理不同，产生的结果也不尽相同，比如交调干扰和阻塞干扰

发生的现象就有明显的区别，所以我们可以通过干扰发生的现象来判断其类型，并

通过定位测试来确定干扰源的位置。正确的完成干扰的判断定位，才能使后续的干

扰分析、测试和解决方案工作顺利有效的进行。干扰是在接收机端产生的，因此干

扰的判断测试也应该在接收机端进行。由于某些类型的干扰信号(加性噪声干扰和

交调产物等)到达接收机时强度低于底噪，此时在测试仪器的显示屏上干扰信号将

被仪器底噪淹没，但是又足以对接收机形成干扰，因此必须将接收机第一级LNA

的输出口连接测试仪器，才能测试到经过放大后的干扰信号(其强度等于测试幅度

—INA增益)。测试图见图5．1：

图5．1干扰判断测试示意图

干扰判断应遵循的流程；

重庆邮电大学硕士论文 第五章工程中未知系统干扰判定

罨垣附囊i簧系／ ’L==

估计干扰潭到被干扰系统的空阃距离．

干扰判断

测试

空间隔离度

估算

判断可能的干扰源和干扰类型．

确定干扰谭和干扰类型

系统菩扇区间空州隔离

度

区图5．2干扰判断流程示意

首先应进行信息收集，掌握干扰现象、被干扰系统特点指标和附近可能的干扰

源信息；然后按图5．2连接设备，进行干扰判断测试，根据测试的干扰信号频谱图

和一定的分析计算确定干扰源类型，最后估计系统天线间空间距离来估算系统间隔

离度，进入干扰确定性计算阶段。

5．1．1互调干扰判定

根据互调干扰信号的特点，判定可以从三个方面进行：频率分析、频谱分析和

指标计算分析。本节主要从频率入手进行分析。

通过交调干扰的多阶频率组合计算，可以知道交调产物的频点集合，再与测试

到的干扰信号频点对比，可以判断是否交调干扰。

交调信号多阶频率组合计算表如下；

表5．1交调产物频率计算表

干扰源 二阶交 三阶交 四阶交 五阶交 六阶交 七阶交

信号频 调产物 调产物 调产物 调产物 调产物 调产物

蛊 频率 频率 频率 频率 频率 频率

F1 F1+F2 2Fl+F2 2F1+2F2 2F1+3F2 2Fl+4F2 3FI+4F2

F2 F2+Fl 2F2+Fl 2F2+2F1 2F2+3F1 2F2+4F1 3F2+4Fl

重庆邮电大学硕十论文 第五章工程中未知系统干扰判定

Fl+2F2 F1+3F2 3Fl+2F2 4F1+2F2 4Fl+3F2

F2+2Fl F2+3Fl 3F2+2Fl 4F2+2F1 4F2+3Fl

3F1+F2 4F1+F2 5F1+F2 5Fl+2F2

3F2+F1 4F2+Fl 5F2+F1 5F2+2F1

Fl+4F2 Fl+5F2 2Fl+5F2

F2+4Fl F2+SFl 2F2+5F1

3Fl+3F2 1F1+6F2

3F2+3F1 1F2+6F1

6F1+1F2

6F2+1F1

通过可能的干扰源信号频率，由表5．1可以计算得到多阶交调产物的频率，如

果交调产物的频率落在有用信号频带内，则可能会产生交调干扰。通常产生交调干

扰的为二阶和三阶交调产物，其他高阶产物因为信号幅度较小，对系统的干扰不如

二、三阶产物的影响大，但需要注意的是，在地铁或者隧道等地方的多系统合路覆

盖的情况下，因信号源种类多，发射功率大，因此多阶交调产物的干扰比较严重，

需要重点关注。

5．1．2阻塞干扰判定

阻塞干扰主要有两种类型，线性阻塞和饱和阻塞。

饱和阻塞是由于进入接收机的干扰信号幅度过强，使链路中的有源器件饱和进

入非线性区所引起的。

这种干扰的判定可以直接通过频谱仪测试来判断，通过测试得到的带外干扰信

号幅度，和被干扰接收机的阻塞指标比较，可以直接判断是否受到阻塞干扰。饱和

阻塞基本可以通过频谱测试图、接收机链路中各器件的增益和输入ldB压缩点来计

算判断。饱和阻塞产生的非线性失真将对系统产生较大的影响，严重时系统有崩溃

的可能。

线性阻塞的发生机理与交调干扰类似，带外强信号进入接收机后，与其他信号

重庆邮电大学硕士论文 第五章工程中求知系统干扰判定

一起作用于接收机链路上，产生的非线性产物如果幅度足够大，将对接收机信噪比

严重恶化。

线性阻塞的判断只能通过分析计算来进行，首先通过频谱仪测试到的干扰信号

折算到接收机输入端，幅度应该小于系统协议规定的指标，然后根据接收机灵敏度

和线性指标计算能容忍的线性阻塞信号大小，与测试得到的干扰信号进行对比，判

断是否存在线性阻塞。

假设频谱仪测试得到的干扰信号大小为A，接收机灵敏度为s，接收机解调信

噪比为E，增益为G，计算如下：

接收机噪底N=(S．E)，由灵敏度恶化公式：

．I．．．,．．—-N—

AS=10l090+10”) (5．1)

竺

Ir=N+10log(10”一1) (5．2)

其中△S为灵敏度恶化值，Ir为允许到达接收机的加性噪声干扰信号强度，N

为接收机底噪。

根据灵敏度恶化ldB准则，Ir=N．5．87=(S．E-5．87)dB，而线性阻塞引起总的

非线性产物占50％，第一级放大器产生的非线性产物占其中的25％，因此，第一级

放大器产生的非线性产物大小为：IMD=(S-E-5．87．3-6)=(S-E．14．87)。

再根据交调产物计算方程如下：

AP=‰一IMD

11P3=圪+M：'12oIP3=IIP3+Gain

(5．3)

(5．4)

(5．5)

P删。巳+Gain (5．6)

得到‰=(IMD+2xOIP3)／3，将计算的Pout与测试得到的阻塞信号A进行比较，若Pout>A，则不存在线性阻塞；若Pout<A，则存在线性阻塞，对接收机有

多大影响可以按前面步骤反向直接计算。

5．1．3加性干扰判定

加性噪声干扰可以直接由频谱图判断，因为此类干扰信号是直接叠加在有用频

带内，因此受干扰的频带噪底会有一定幅度的抬升，而且抬起后依然保持频带宽，

有一定波动的噪声信号特点。

41

重庆邮电大学硕士论文 第五章工程中未知系统干扰判定

5．1．4邻道干扰判定

邻道干扰究其定义，干扰信号处于有用信号的相邻信道，因此我们只要由频谱

测试图直接判断即可。

需要注意的是，干扰信号可能与有用信号带宽不同，此时的原则是：只要干扰

信号处于有用信号的相邻信道内，即认为存在邻道干扰。一般的情况窄带干扰信号

比宽带干扰信号对接收机的影响要小，主要原因是倒易混频、非线性产物和滤波器

泄漏都比较小。

5．2互干扰简易测试

互干扰理论分析阶段可以初步掌握系统受干扰的程度，而确定系统网间隔离度

要求以及互干扰影响程度则需要通过互干扰测试来进行，针对现场不同的情况，互

干扰测试可以分为简易测试和详细测试两种方法。

简易测试主要适用于现场条件简陋，基本掌握干扰情况即可的场合。

详细测试是通过大量的精确仪器设备，进行多次试验室测试和外场测试，最终

确定准确的网间隔离度范围，全面掌握系统间的互干扰问题。本小节主要介绍简易

测试的方法。

5．2．1干扰源定位测试

在定位干扰源前，我们首先要排除有没有可能是基站和基站天馈线故障。在排

除基站和基站天馈线的故障后，再进行干扰查找和测量。

凡是能对无线电频率进行分析的仪器都能测试干扰。最常用的仪表是频谱分析

仪，我们可以使用频谱分析仪确定干扰信号的频率、带宽、强度，通过比较已知通

讯制式和广播制式以及电视汽车等已知信号的频率和带宽，来估计干扰的来源，通

过定向天线来查找干扰源的方向和位置。

频谱分析仪是一套高性能的宽带信号接收机，它可以显示接收信号的频谱。不

同型号的频谱仪具有不同的接收频段和灵敏度，一般选择包括我们需要分析的频段

以及接收灵敏度高一点的仪表，为了精确地测试干扰信号，一般需要频谱仪最低测

试电平达到．130dBm。这种灵敏度对分析小区射频特性来说，非常理想。有些频谱

仪还内置了干扰调制分析，更容易查找出异常的干扰信号，具体的测试方法是设置

好仪表后(由于干扰信号强度可能是杂乱起伏的，我们可以使用频谱分析仪最大值

重庆郎电大学硕士论文 第五章工程中来知系统干扰判定

保持功能，确定最大干扰强度；由于非同频信号也可能造成干扰，测量时测试频带

可尽量宽一点。)，接上定向天线，可以初步确定覆盖的扇区的干扰源频率，在初步

确定干扰源后，可通过调整天线方向，找到信号强度最大的方向，就可以确定干扰

源的方位，确定方位后，可以向该方向移动定向天线，找到信号强度最大的地方，

就可以具体确定干扰源的位置。这里要说明一下天线的选择，在定位干扰源位置的

测试，天线最好选择定向天线，天线的方向性越强，增益越高越好。考虑到有些仪

表的动态范围不够，这样干扰信号会淹没在仪器底噪之下，不易测量。我们可以把

频谱仪参考电平设的较低外，还可以加上一个低噪放，以便于观察干扰信号。我们准备

了频谱仪、定向天线、低噪放外，还要带上连接用的电缆组件，转接头(根据天线、

电缆接头、仪表接头关系选择)。

定陡天线

图5．3干扰源定位测试图

测量上行干扰时一般选在基站天线所在地进行，最好使用基站的接收天线，将

频谱分析仪赢接连接到接收天线端口。如果不能中断业务，也应在尽量靠近基站上

行接收天线附近，使用定向天线进行接收。下行干扰测量可以在本基站覆盖区域内

进行。可以使用定向或不定向天线。对于不能中断业务的基站的干扰测量，可能需

要长时间的等待。在业务静默间隙测量干扰。对于同频干扰，由于干扰信号与正常

信号频谱完全相同，很难商接从频谱上判断同频干扰的存在。因此要想测试同频干

扰，一般是中断本小区被于扰的频点，可以是中断基站，使在本基站覆盖区域的终

端不再与本基站通讯并关断本基站发射。也可以是把工作频点切换到其它频点，若

频谱上仍然在该频点有信号，就能确定同频干扰的存在，并进一步定位出同频干扰

基站。

5．2．2基站杂散辐射测试

测试干扰源基站的带外杂散指标，其目的主要是考察落在被干扰系统工作频段

的杂散情况，以便分析系统受到干扰的程度。

测试的步骤：

重庆邮电大学硕士论文 第五章工程中未知系统干扰判定

耦r]—]耋忙也母j圉 冈

5．2．3底噪对比测试

该测试的目的主要是通过后台观察被干扰基站的底噪，主要是通过考察干扰源

系统忙、闲时被干扰基站工作频段内的底噪变化情况，分析基站受到干扰的程度。

测试步骤：

l、保证被干扰基站工作在一个频点，打开后台的底噪统计功能；

2、在干扰源系统忙时和闲时各统计底噪一个小时并记录保存为文件；

3、修改被干扰基站工作频点(测试多个上行频点)，重复第2步。

重庆邮电大学硕士论文 第六章结束语

6．1结论

第六章结束语

TD-SCDMA系统与PHS系统的水平隔离距离为83．93米；与WCDMA系统的

隔离度为14．92米；与GSM系统的水平隔离度为O．529米；与CDMA800的隔离度

为74．8米。这个值是在没有考虑各个系统间的智能天线增益情况下得到的。

当TD·SCDMA蜂窝半径为577米，每时隙的用户数考虑最大情况，异系统的

干扰值为一73dBm的情况下，系统掉话率为门限值。当TD．SCDMA系统受到PHS

手机干扰的时候，建议ACIR值取25dB。

6．2研究展望

各种通信系统的共存带来了异系统间互干扰的问题，特别是相邻频段制式的混

合组网，对系统的干扰共存的研究提出了更高的要求。本文正是基于这样的背景下

进行的异系统互干扰研究。

‘限于时间和篇幅，首先通过计算方法对TD—SCDMA系统和其他系统基站对基

站间干扰的最坏情况进行研究，得到需要的理论隔离度，并且划成水平和垂直的实

际距离。互干扰的理论分析是根据3GPP相关协议要求，综合考虑到各种可能的互

干扰因素，在理论上给出各种系统对TD-SCDMA系统的干扰极限值。分析结果表

明：，这种干扰不能消除，只能尽量减小。后期我们还迸一步需要在TD．SCDMA试

验网干扰试验现场进行测试，将现场试验的结果与仿真结果进行比较分析，得出干

扰解决的建议。其次互干扰仿真研究属于静态仿真范畴，并且在仿真时合理假设了

一些条件，目前来看还是有一定的参考意义，后期还会进一步研究如何将静态仿真

转向动态仿真。

重庆邮电大学硕士论文 致谢

致谢

首先衷心感谢我敬爱的导师李方伟教授。在三年的研究生生涯里，他不仅在学

术上给予我的无数教诲、鼓励与悉心指导，而且特别重视培养我们的学习态度。不

但教导我培养正确的研究与学习方式，并时常告诫我知识来不得半点虚假。在本论

文的写作过程中，从开题到最后修改定稿，都包含了他的心血。李老师的待人处事

的态度将一直值得我们不断去学习，他的言传身教也必会使我受益终生。我再次向

尊敬的导师李方伟教授表示最诚挚的感谢和最真诚的敬意。

感谢中兴通讯股份有限公司给予我的宝贵实习机会。在近一年的实习期间，我

不仅加深了理论知识学习，更得到机会参与大型的工程项目，将理论应用于实践。

在此期间，我的毕业论文得以顺利开题，并借鉴了中兴通讯股份有限公司的部分资

料，在此特别感谢对我论文写作给予极大帮助和关心的中兴通讯上海研究中心系统

仿真部网规技术科和网规网优科的全体同事以及青岛外场共同工作的所有同事。

我还要特别感谢我的家人，是他们的关心和支持让我能够克服一个个人生的低

谷，始终乐观地面对研究生阶段的学习和生活。

感谢实验室2004级、2005级以及2006级的全体研究生。三年来同在一个实验

室朝夕相处，在学术上大家相互探讨，共同进步，在生活上大家互相关心，营造了

一个团结进取的环境。

最后，感谢百忙中抽空审阅并参与答辩的各位专家、教授!

重庆邮电大学硕士论文 参考文献

参考文献

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学．2004年第7期．33-39

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重庆邮电大学硕士论文 附录

附录

攻读硕士学位期间参加的科研项目：

0)2005年．2006年，参与重庆市发改委资助的(TD．SCDMA系统的若干关键技

术问题研究》项目(编号：20041072)；

(2)2006年，参与中兴通讯股份有限公司上海研发中心在上海外场RRM攻关项

目；

(3)2006年，参与中兴通讯股份有限公司上海研发中心系统二部PHS和

TD．SCDMA系统干扰保护研究》项目；

(4)2006年，独立完成中兴通讯股份有限公司上海研发中心网规网优科的异系统

工程隔离度工具软件的编写；

(5)2006-2007年，参与青岛TD．SCDMA大规模预商用实验局中干扰排除和跨系

统切换工作。

攻读硕士学位期间发表的主要论文：

(1)于春春李方伟，《PHs系统对TD．SCDMA系统的干扰分析》，现代电子技术，

2007年11期；