（通信与信息系统专业论文）3g系统间的共存干扰研究.pdf

北京邮电人学硕二l 学位论文摘要 3 g 系统间的共存干扰研究 摘要 国际电联i t u r 第1 4 次会议为3 g 的f d d 和t d d 系统划分了 2 5 2 6 9 g h z 频段。2 0 0 7 年l o 月i t u 批准w i m a x 加入3 g 家族， 基于8 0 2 1 6 2 0 0 5 标准的w i m a x 系统可以使用的频段范围为： 2 4 9 5 2 6 9 g h z 。目前中国关于2 5 2 6 9 g h z 频段的具体划分尚无定 论，因此，可能会导致将来在部分地理区域，例如“热点 地区， 出现8 0 2 1 6 2 0 0 5 系统和其他3 g 系统邻频共存的情况。由于发射机 和接收机的非线性特性，这些不同系统之间将存在相互干扰，从而 可能造成系统容量损失以及系统性能下降。 本文基于确定性计算方法和m o n t ec a r l o 的静态仿真方法，对 3 g 系统间的互相干扰情况进行了仿真分析。主要利用确定性分析法 研究2 5 2 6 9 g h z 频段上基于8 0 2 16 2 0 0 5 标准的w i m a x 系统与 w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 系统基站之间的共存情况； 利用m o n t ec a r l o 仿真分析方法研究基于8 0 2 1 6 2 0 0 5 标准的 w l m a x 系统与t d s c d m a 系统间移动台和基站，移动台之间的干 扰。 文章首先介绍3 g 系统共存干扰研究这个课题的背景和意义， 阐述3 g 系统包括w c d m a 、c d m a 2 0 0 、t d c s d m a 以及w i m a x 标准的进展及关键技术，同时对干扰的产生，原理及干扰类型进行 简要介绍。其次，阐述3 g 系统间共存干扰研究的方法，仿真流程 和仿真系统设计。最后，对仿真结果进行分析总结，提出干扰解决 方法，给出进一步研究工作计划。 本研究项目为信息产业部电信研究院的研究课题。通过此项目 的研究可以为3 g 系统频谱划分提供有益的依据，同时也为信息产 业部电信研究院关于3 g 系统的共存发展研究提供技术储备。 关键词：3 g ，蒙特卡罗， 共存，干扰 北京邮电火学硕士学位论文a b s t r a c t i n v e s t i g a t i o no fc o e x i s t e n c e f o r3gm o b i l es y s t e m s a b s t r a c t i nt h e14 t hm e e t i n go fi t u r 2 5 2 6 9 g h zb a n dw a sd i v i d e df o r 3 gf d da n dt d ds y s t e m i n2 0 0 7o c t o b e ri t ua d d e dw i m _ a xt o3 g f a m i l y m a xb a s e do nt h e8 0 2 16 2 0 0 5s t a n d a r ds y s t e m sc a l lu s et h e f r e q u e n c y b a n d r a n g e o f ：2 4 9 5 2 6 9g h z a sc h i n a sc u r r e n t 2 5 2 6 9 g h zb a n do nt h es p e c i f i cd i v i s i o nc a nn o tb ed e t e r m i n e d i tm a y l c a dt ot h ec o e x i s t e n c es i t u a t i o no f8 0 2 16 2 0 0 5s y s t e ma n do t h e r3 g s y s t e m si nt h ef u t u r ei ns o m eg e o g r a p h i cr e g i o n s ，s u c ha st h e h o ts p o t a r e a s d u et ot h en o n l i n e a rc h a r a c t e r i s t i c so ft r a n s m i t t e ra n dr e c e i v e r , t h e r ew i l lb em u t u a li n t e r f e r e n c eb e t w e e nt h ed i f f e r e n ts y s t e m s t h e s e m a yl e a dt ol o s so fc a p a c i t ya n dd e c l i n eo fs y s t e mp e r f o r m a n c e i nt h i sp a p e r , t h em a i ni n t e r f e r e n c eb e t w e e n3g s y s t e mi sa n a l y z e d a n ds i m u l a t e db a s e do nt h eu n c e r t a i n t yc a l c u l a t i o nm e t h o da n ds t a t i c m o n t ec a r l os i m u l a t i o nm e t h o d t h ec o e x i s t e n c eb e t w e e nt h eb a s e s t a t i o no fw i m a xs y s t e m sb a s e do nt h e8 0 2 16 2 0 0 5s t a n d a r da n d w c d m a c d m a 2 0 0 0a n dt d s c d m as y s t e mo nt h e2 5 2 6 9 g h z f r e q u e n c y i s a n a l y z e du s i n gu n c e r t a i n t ya n a l y s i sm e t h o d ；t h e c o e x i s t e n c er e s e a r c hb e t w e e nt h eb a s es t a t i o na n dm o b i l es t a t i o n ，a n d t h ec o e x i s t e n c eb e t w e e nt h em o b i l es t a t i o no fw i m a xs y s t e ma n d t d s c d m a s y s t e ma r eu s i n gm o n t ec a r l os i m u l a t i o na n a l y s i sm e t h o d f i r s t l y ，t h ep a p e ri n t r o d u c e dt h eb a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo ft h e p r o j e c t “i n v e s t i g a t i o no fc o e x i s t e n c ef o r3 gm o b i l es y s t e m s a sw e l l a st h ep r o g r e s sa n dt h ek e yt e c h n o l o g i e so ft h e3gs y s t e mi n c l u d i n g w c d m a ，c d m a 2 0 0 ，t d c s d m aa n dw i m a xs t a n d a r d s 、h i l et h e e m e r g e n c ea n dt y p e so fi n t e r f e r e n c ei n t r o d u c eb r i e f l y s e c o n d l y ，t h e p a p e rg a v et h em e t h o d s ，t h ef l o wo fs i m u l a t i o na n dt h es i m u l a t i o n d e s i g no ft h ec o e x i s t e n c ei n t e r f e r e n c er e s e a r c hb e t w e e n3 gs y s t e m s 北京0 邢电人学硕l ：学位论文 a b s t r a c t f i n a l l y ，t h ep a p e rf o c u s e do nt h ea n a l y s i so f s i m u l a t i o nr e s u l t s ，a n dt h e s o l u t i o no fi n t e r f e r e n c e ，t h e ng a v eaf u r t h e rs t u d yw o r kp l a n t h er e s e a r c hp r o je c ti so n eo fc o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r dr e s e a r c h i n s t i t u t e ，c a t r ，m i i sp r o j e c t s i tn o to n l yp r o v i d e sau s e f u lb a s i sf o r 3 gs y s t e m ss p e c t r u ma l l o c a t i o n ，b u ta l s op r o v i d e st e c h n i c a la n a l y s i s r e s e r v e sf o rc o e x i s t e n c eo f3 gs y s t e m s k e y w o r d s ：3 g , m o n t ec a r l o ，c o e x i s t e n c e ，i n t e r f e r e n c e 北京l u 人学侦i ：学位论文缩略语 缩略语 英文缩写英文全拼中文 3 g3 r d g e n e r a t i o n 第三代移动通信 3 g p p3 r d g e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t 第三代合作伙伴计划 a c 己 a d j a c e n tc h a n n e li n t e r f e r e n c er a t i o 邻道干扰功率比 a c l r a d j a c e n tc h a n n e ll e a k a g er a t i o 邻道泄露比 a c s a d j a c e n tc h a n n e ls e l e c t i v i t y 邻道选择性灵敏度 a m c a d a p t i v em o d u l a t i o na n dc o d i n g 自适应调制编码 a m p sa d v a n c e dm o b i l ep h o n es y s t e m 高级移动电话系统 a t m a s y n c h r o n o u st r a n s f e rm o d e 异步传输模式 a r i b a s s o c i a t i o no fr a d i oi n d u s t r i e sa n db u s s i n e s s e s日本无线电产业协会 b sb a s es t a t i o n基站 c d m ac o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s码分多址 c s c i r c u i ts w i t c h电路交换 c h i n aw i r e l e s st e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d s中国无线通信标准研究 c w t s g r o u p 组 d l d o w n l i n k下行链路 e d g ee n h a n c e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n 增强数据速率技术 第5 6 页共6 l 页 北京邮电大学硕。i 二学位论文缩略语 e u r o p e a n t e l e c o m m u n i c a t i o n ss d a n d a r d s e t s i欧洲电信标准协会 i n s t i t u t e f d d f r e q u e n c yd i v i s i o nd u p l e x 频分双工 f d n i a f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 频分多址 g g s n g a t e w a yg p r ss u p p o r tn o d e 网关g p r s 节点 g p r sg e n e r a lp a c k e t 呲0s e r v i c e s通用无线分组业务 g s mg l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s全球移动通讯系统 h a r q h y b r i da u t or e p e a tr e q u e s t 混合自动重传请求 h c m t s h i g hc a p a c i t ym o b i l et e l e p h o n es y s t e m 高性能移动电话系统 h oh a n d0 v e r硬接换 l t e l o n gt e r me v o l u t i o n 长期演进 i m si pm u l t i m e d i as u b s y s t e mi p 多媒体子系统 i t ui n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n 国际电信联盟 m c lm i n i m u mc a r r i e rs e p a r a t i o n最小载波间隔 m i m o m u l t i p l ei n p u tm u l t i p l eo u t - p u t 多输入多输出 m s m o b i l es t a t i o n 移动台 n m t n o r d i cm o b i l et e l e p h o n e北欧移动电话 o f d m o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g 正交频分复用技术 o r t h o g o n a lf r e q u e n c y d i v i s i o n m u l t i p l e 0 f d m a正交频分多址 a c c e s s 第5 7 吹共6 l 吹 北京邮电人学顾1 j 学位论文 缩略语 o t d o r t h o g o n a lt r a n s m i td i v e r s i t y 正交发射分集 p d c p a r k i n gd i s t a n c ec o n t r o l 停车距离控制系统 p h y p h y s i c a ll a y e r 物理层 p h sp e r s on a lh a n d y - p h o n es y s t e m 个人手持电话系统 p sp a c k e ts w i t c h 分组交换 p s t np u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k 公共交换电话网络 q o sq u a l i t yo fs e r v i c e 服务质量 s g s n s e r v i n gg p r ss u p p o r tn o d e服务g p r s 支持节点 s i s o s i n g l ei n p u ts i n g l eo u t p u t 单进单出 s ss u b s c r i b e rs t a t i o n用户站 s t s s p a c et i m es p r e a d 空时扩展分集 t a c s t o t a l a c c e s s c o m m u n i c a t i o n s s y s t e m 全入网通信系统技术 t d dt i m ed i v i s i o nd u p l e x 时分双工 t d mt i m ed i v i s i o nm u l t i p l e xa n dm u l t i p l e x e r 时分复用 t d m at i m ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s 时分多址 t i m ed i v i s i o n - s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o n t d s c d m a时分同步码分多址接入 m u l t i p l ea c c e s s u l u p l i n k 上行链路 u m t su n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m 通用移动通信系统 第5 8 页共6 1 页 北京邮t 乜人学硕j ：学位论文 缩略语 u t r a nu n i v e r s a lt e r r e s t r i a lr a d i oa c c e s s全球陆上无线接入 w o r l d w i d ei n t o o p e r a b i l i t y f o rm i c r o w a v e w n 似微波接取全球互通服 a c c e s s w c d m aw i d e b a n dc o d e - d i y i s i o nm u l t i p l ea c c e s s宽带码分多址 第5 9 贝共6 i ：噍( 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或 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了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：越丝鱼日期： 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅 和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印 或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授权书。 非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：毒哮0 日期：型! ：三：12 导师繇三至兰盥!f t 期： 导师签名： _ 。v 期： 川| 1 北京邮t 乜人学硕i ：学位论文第一章绪论 1 1 课题研究的背景 第一章绪论 1 1 1 移动通信系统的发展历程 从1 8 9 6 年m a r e o n i 开启了移动通信的先河开始，到2 0 世纪4 0 年代，各国 纷纷将移动通信技术用于军事上，在两次世界大战中发挥了重要的作用。移动通 信受到了人们的重视，大量的对移动通信的研究也纷纷展开，出现了很多专用移 动通信系统。这段时间是移动通信的起步阶段。从上世纪的4 0 年代到7 0 年代， 移动通信技术被大量民用。1 9 4 6 年，美国在圣路易斯建立了第一商用移动电话 系统，同一年底就在全美发展到2 5 个城市。在欧洲，德国、法国等国家随后也 陆续发展了公用移动电话系统。这一时期的特点是由专用移动通信系统向公用移 动通信系统的过渡。2 0 世纪7 0 年代末，随着大规模集成电路、微处理器技术的 飞速发展，移动终端小型化进程已经达到可以方便携带的程度；此外人们已经找 到了有限频率资源的广域覆盖的解决办法。移动通信进入了蓬勃发展的阶段。蜂 窝式移动通信成为了这一阶段的特点。现在，蜂窝式移动通信正处于第二代( 2 g ) 向第三代( 3 g ) 过渡的时期。 第一代( 1 g ) 以模拟式蜂窝网为主要特征，是上世纪7 0 年代末开始商用化的。 其中具有代表性的是北美的a m p s ( a d v a n c e dm o b i l ep h o n es y s t e m ，高级移动 电话系统) 、欧洲的t a c s ( t o t a la c c e s sc o m m u n i c a t i o n ss y s t e m ，全入网通信 系统) ，另外还有北欧n m t ( n o r d i cm o b i l et e l e p h o n e ，北欧移动电话) 和日本 h c m t s ( h i g hc a p a c i t ym o b i l et e l e p h o n es y s t e m ，高性能移动电话系统) 。主要 的特点是采用频分多址f d m a ( f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，频分多址) 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用 方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。这时的移动通信系统 只能在某些国家的一些大城市实现有限的覆盖，很难实现真j 下意义上的随时随地 的通信，另外这些系统的数据传输速率相对较低，主要完成语言模拟信号的传输。 由于使用f d m a ，因此在传输过程中采用电路交换技术完整地使用一个连接( 传 输线路) ，因此模拟移动通信系统的频谱利用率较低。 第二代( 2 g ) 以数字化为主要特征，于上世纪9 0 年代初丌始商用的，其中最 第l 贝共6 l 页 北京邮电大学硕上学位论文第一章绪论 具代表性的是欧洲的时分多址( t d m a ) g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s ，全球移动通信系统) 、北美的码分多址( c d m a ) i s 9 5 ，另外 还有日本的p d c ( p a r k i n gd i s t a n c ec o n t r o l ，停车距离控制系统) 系统等。主要 的特点是采用t d m a 、c d m a 方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂 窝网络结构和频率( 相位) 规划实现载频( 相位) 再用方式，达到扩大覆盖服务范围 和满足用户数量增长的需求。第二代数字通信系统与第一代模拟通信系统相比， 具有更高的频谱利用率，有利于提高系统容量；能够提供多种业务服务，除了可 以传送语音外，还可传送数据业务，如传真和分组的数据业务等等，提高了通信 系统的通用性；由于在数字通信网络中无论语音、图像或是数据，其信息形式都 是“二进制数字 ，所以比2 g 抗噪声，抗干扰和抗多径衰落的能力强；传输采 用电路交换和分组交换；支持漫游功能；在c d m a 系统中引入话音激活和软切 换的技术；移动通信系统已经发展成为跨洲、跨国覆盖的广域网，服务质量非常 高，系统结构也越来越复杂。 随着互联网业务的不断发展，人们对移动通信传输多媒体等高速率数据业务 传输能力的要求越来越高。第三代移动通信技术( 3 g ) 就在这样的背景下发展起来 了。具有9 6 k b p s 1 5 0 k b p s 传输能力的通用分组业务g p r s 和3 8 4 k b p s 传输能力 的增强数据速率技术e d g e ( e i l l l a n t e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n ，增强数据数 率技术) 开始出现，并成为向第三代移动通信系统过渡的中间技术。 i t u 对第三代陆地移动通信系统的基本要求是：l 、业务数据速率：室内达 到2 m b p s ；手持机最高支持3 8 4 k b p s ；高速移动速度要求f d d ( f r e q u e n c yd i v i s i o n d u p l e x ，频分双工) 方式，1 4 4 k b p s 业务，移动速度达到5 0 0 k m h ；t d d ( t i m e d i v i s i o nd u p l e x ，时分双工) 方式，1 4 4 k b p s 业务，移动速度达到1 2 0 k m h e2 、 业务质量：数据业务的误码率不超过1 0 。3 或1 0 咱( 根据具体业务要求) ，并可提供 高速数据、低速图象、电视图象等数据传输业务。3 、兼容性：具有全球范围设 计的高度兼容性，i m t - 2 0 0 0 ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l et e l e p h o n e2 0 0 0 ，第三代移动通 信系统) 业务应与固定网络业务，无线接口具有高度的兼容性。4 、全球无缝覆 盖：移动终端可以连接地面网和卫星网，使用方便。5 、移动终端：体积小、重 量轻、具有全球漫游功能。 3 g 以多媒体业务为主要特征，在本世纪初刚刚投入商业化运营。其中最具 代表性的有北美c d m a 2 0 0 0 ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s ，码分多址2 0 0 0 ) 、 欧洲与同本的w c d m a ( w i d e b a n dc o d e d i y i s i o nm u l t i p l e a c c e s s ，宽带码分多址) 及我国提出的t d s a d m a ( t i m ed i v i s i o n s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l e a c c e s s ，时分同步码分多址接入) 三大系统，另外稍后发展起来的w i m a x ( w o r l d w i d ei n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea c c e s s ，微波存取全球互通) 也于2 0 0 7 第2 页共6 l 页 北京邮电人学硕：f ：学位论文第一章绪论 年l o 月1 9 日成为了3 g 标准之一，吸引了很多人的注裂。 1 1 2 第三代移动通信系统标准 第三代移动通信系统3 g 也被称为i m t - 2 0 0 0 ，致力于在解决了第一第二代移 动通信的缺陷和弊端的基础上，实现个人终端用户能够在全球范围内的任何时 间、任何地点、与任何人、用任意方式高质量地实现任何信息的移动通信与传输。 从2 0 0 7 年1 0 月1 9 日，在国际电信联盟u ( i n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n 8 u n i o n ) 在日内瓦举行的无线通信全体会议上w i m a x 正式被批准成为继 w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 之后的第四个全球3 g 标准起，w i m a x 、 w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 成为目前3 g 技术体系中的4 个主要标准 【l 】 o 1 w c d m a w c d m a ( w i d e b a n dc d m a ) 标准由3 g p p ( 3 r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i p p r o j e c t ，第三代合作伙伴计划) 组织制定，它的主要特点是无线接入网采用 w c d m a 技术，核心网分为电路域和分组域，分别支持话音业务和数据业务， 并提出了开放业务接x ( o s a ) 的概念。w c d m a 的技术优势主要有以下几点：( 1 ) 业务灵活。w c d m a 允许每个5 m h z 载波处理从8 k b w s 到2 m b i t s 的混合业务。 另外在同一信道上既可进行电路交换业务也可以进行分组交换业务，利用在单一 终端上进行多个电路和分组交换连接，实现真正的多媒体业务。可以支持不同质 量要求的业务( 例如话音和分组数据) 并保证高质量和完美的覆盖。( 2 ) 频谱效率 高。w c d m a 能够高效利用无线电频谱。由于它采用单小区复用，因此不需要 频率规划。利用分层小区结构、自适应天线阵列和相干解调( 双向) 等技术，网络 容量可以得到大幅提高。( 3 ) 容量和覆盖范围大。w c d m a 射频收发信机能够处 理的话音用户是典型窄带收发信机的8 倍。每个射频载波可处理8 0 个同时话音 呼叫或者5 0 个同时的i n t e r n e t 数据用户。w c d m a 的容量差不多是窄带c d m a 的两倍。更大的带宽能在上下行链路中使用相干解调和快速功率控制允许更低 的接收机门限。( 4 ) 每个连接可提供多种业务。w c d m a 符合真正的 u m t s i m t - 2 0 0 0 要求。分组和电路交换业务可在不同的带宽内自由地混合，并 可同时向同一用户提供。每个w c d m a 终端能够同时接入多达6 个不同业务， 这些业务可以是话音或传真、电子邮件和视频等数据业务的组合。( 5 ) 无缝的 g s m u m t s ( u n i v e r s a lm o b i l et e l e c o m m u n i c a t i o n s y s t e m ，通用移动通信系统) 接入。双模终端将在g s m 网络和u m t s i m t 2 0 0 0 网络之间提供无缝的切换和 漫游，在两个接入系统之i 、b j 有尽可能大的业务映像。( 6 ) 终端的经济性和简单性。 w c d m a 手机所要求的信号处理大约是复合t d c d m a 技术的1 1 0 。更简单、 北京邮f 1 1 人学硕j 二学位论文第一章绪论 更经济的终端易于进行大量生产，从而也就带来了更高的规模经济、更多的竞争， 网络运营公司和用户也将获得更大的选择余地。 2 c d m a 2 0 0 0 c d m a 2 0 0 0 是国际电信联盟( i t u ) 规定的第三代移动通信无线传输技术之 一，是从窄频c d m a o n e 数字标准衍生出来的，可以从原有的c d m a o n e 结构直 接升级到3 g ，建设成本低廉。按照使用的带宽来区分，c d m a 2 0 0 0 可以分为l x 系统和3 x 系统。其中1 ) 【系统使用1 2 5 m h z 的带宽，提供的数据业务速率最高只 能达到3 0 7 k b i t s 。在l x 系统以后，国际上比较公认的发展方向是l x e v - d o 和 l x e v - d v 系统。其中l x e v - d o 系统重点提高了数据业务的性能，将用户的最大 数据业务传送速率提高到2 4 m b i t s 。而l x e v - d v 系统在将数据业务最大速率提 高到3 i m b i t s 的同时，又进一步提高了语音业务的容量。尽管c d m a 2 0 0 0 的支 持者不如w c d m a 多，不过c d m a 2 0 0 0 技术的研发却是目前各标准中进度最快 的，许多3 g 手机已经率先面世。c d m a 2 0 0 0 的技术特点是，具有多种信道带宽。 前向链路支持多载波( m c ) 和直扩( d s ) 两种方式；反向链路仅支持直扩方式。当 采用多载波方式时，能支持多种射频带宽，即射频带宽可为n x l 2 5 m h z ( n = i 、3 、 5 、9 或1 2 ) 。目前技术仅支持前两种，即1 2 5 m h z ( c d m a 2 0 0 0 1 x ) 和 3 7 5 m h z ( c d m a 2 0 0 0 3 x ) 。其他的技术特点还包括：可以更加有效地使用无线资 源；可实现c d m a o n e 向c d m a 2 0 0 0 系统平滑过渡；核心网协议可使用i s 4 1 、 g s m m a p 以及口骨干网标准；前向发送分集；快速前向功率控制；使用t u r b o 码；辅助导频信道；灵活帧长；反向链路相干解调。 3 t d s c d m a t d - s c d m a ( t i m ed i v i s i o n - s y n c h r o n o u sc o d ed i v i s i o nm u l t i p l ea e e e s s ) 是 i t u 正式发布的第三代移动通信空间接口技术标准之一。它得到了c w t s 及 3 g p p 的全面支持，是中国电信行业近百年来第一个完整的通信技术标准，是集 c d m a 、t d m a 、f d m a 技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗 干扰能力强的移动通信技术，采用了智能天线、联合检测、接力切换、同步 c d m a 、 软件无线电、低码片速率、多时隙、可变扩频系数、自适应功率调整等技术， t d s c d m a 的技术特点主要表现在：( 1 ) 频谱灵活性和支持蜂窝网的能力高。 t d s c d m a 仅需要1 6 m h z 的最小带宽。若带宽为5 m h z 则支持3 个载波，在 一个地区可组成蜂窝网，支持移动业务，并可通过自动信用卡道分配( d c a ) 技术 提供不对称数据业务。( 2 ) 高频谱利用率。t d s c d m a 为对称话音业务和不对称 数据业务提供的频谱利用率高。也就是说，在使用相同频带宽度时，t d s a d m a 可支持多一倍的用户。( 3 ) 设备成本低。在天线基站方面，t d s a d m a 的设备成 第4 页共6 l 页 北京邮电大学硕i ：学位论文第奄绪论 本低，主要因为( a ) 由多天线阵、相干收发信机和d s p 算法组成的智能天线具有 降低多址干扰、提高容量和接收灵敏度以及降低发射功率和天线基站成本等优 点；( b ) 各终端上行链路信号在基站解调器完全同步，即上行同步，它的优点是 c d m a 码道正交，降低码道间干扰，提高c d m a 容量，可以简化基站硬件，降 低基站成本：( c ) 通过d s p 软件实现无线电功能，即软件无线电技术，可实现智 能天线和多用户检测等基带数字信号处理，使系统可灵活地使用新技术，并可降 低产品开发周期和成本。( 4 ) 系统兼容。由于t d s a d m a 同时满足i u b 、a 、g b 、 f u 、i u r 多种接口的要求，所以t d s a d m a 的基站子系统既可作为2 g 和 2 5 g g s m 基站的扩容，又可作为3 g 网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需 求和未来的发展【2 】，【3 】。 4 w i m a x w i m a x ，即i e e e 8 0 2 1 6 x ，全称叫做微波存取全球互通技术( w o r l d w i d e i n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea e e e s s ) 。和传统的t d s c d m a 、w c d m a 和 c d m a 2 0 0 0 几个3 g 标准相比，w i m a x 的最大传输半径达到了5 0 公里上下， 接近前者的两倍。而在传输速度上，w i m a x 也让其他3 g 标准望尘莫及。在l o 公里范围内，w i m a x 网络的带宽可以达到7 0 m b p s ，甚至超过了a d s l 等有线 网络的技术，而主流的无线g p r s ( g e n e r a lp a c k e tr a d i os e r v i c e s ，通用无线分组 业务) 最高传输速度是1 15 k b p s ，3 g 标准中的t d s a d m a 和w c d m a 则均为 2 m b p s 。随着技术的升级，w i m a x 从2 0 0 5 年开始更分化出了8 0 2 1 6 d 和8 0 2 1 6 e 两个版本。8 0 2 1 6 d 为固定无线网络，能够作为w i f i 的升级直接与现有固定有线 网络结合；8 0 2 1 6 e 支持用户移动，与目前通信系统并列。 1 2 课题研究的内容和意义 目前，各3 g 系统间共存干扰研究成为业界比较热门的课题，通过研究各系 统间共存所需要的条件，才能找到合理有效的解决途径，为3 g 网络建设做好准 备。 2 5 0 0 2 6 9 0 m h z 频段为3 g 的扩展频段，基于8 0 2 1 6 2 0 0 5 标准的w i m a x 系统可以使用的频段范围为：2 4 9 5 2 6 9 g h z 。考虑到目前中国关于 2 5 0 0 2 6 9 0 m h z 频段的具体划分尚无定论，因此，可能会导致将来在部分地理区 域，例如“热点”地区，出现8 0 2 1 6 2 0 0 5 系统和其他i m t - 2 0 0 0 系统邻频共存 的情况。由于发射机和接收机的非线性特性，这些不同系统之问将存在相互干扰， 造成系统容量损失。本课题主要分析邻频共存的8 0 2 1 6 2 0 0 5 与其他i m t - 2 0 0 0 系统问可能存在的干扰情况，并给出各种干扰情形下所需的额外保护度及一些常 北京邮i u 人学顾l ：学位论文 第一章绪论 用的规避措施。 2 5 0 0 2 6 9 0 m h z 频段作为i m t - 2 0 0 0 系统扩展频段，可用于开展l m t - 2 0 0 0 f d d 和t d d 系统业务，对于邻频共存的8 0 2 1 6 2 0 0 5t d d 与i m t - 2 0 0 0 系统， 可能存在的干扰情况包括： 8 0 2 16 2 0 0 5t d db s i m t - 2 0 0 0b s 8 0 2 16 2 0 0 5t d ds s i m t 0 2 0 0 0b s 8 0 2 16 2 0 0 5t d db s i m t - 2 0 0 0u e 8 0 2 16 2 0 0 5t d ds s i m t - 2 0 0 0u e 本课题主要利用确定性分析法研究此频段上8 0 2 1 6 2 0 0 5t d d 系统与 w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 和t d s c d m a 系统基站之间的共存情况和利用蒙特卡罗 仿真分析方法研究8 0 2 1 6 2 0 0 5t d d 系统与t d s c d m a 系统间移动台和基站， 移动台之间的干扰。 1 3 课题主要的工作和成果 本人主要工作包括： 1 、基础性的工作 主要收集研究了3 g 各系统包括w c d m a ，c d m a 2 0 0 0 、t d s c d m a 和 w i m a x 的标准化进展和各自关键技术以及干扰的产生原理。介绍共存干扰研究 的方法。重点研究了t d s c d m a 和8 0 2 1 6 2 0 0 5 两系统共存时的互干扰产生的 原理和类型，以及对互干扰的分析方法。有两种方法进行研究：一种是确定性的 计算方法，另一种是静态系统仿真的方法。 2 、确定性计算方法对互干扰的研究 通过确定性分析，对3 g 系统基站问共存干扰进行研究。给出w i m a x 和 w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、t d s c d m a 共址和共站是所需的额外隔离度。 研究结果表明3 g 系统共存时，两系统基站之间会产生较大干扰，干扰情况 随基站间空间距离的增加而减小。需要在基站增加滤波器才能保证两系统共存。 3 静态系统仿真对互干扰的研究 首先以3 g p pt r 2 5 9 4 2 协议规定的无线网络性能参数为仿真依据，完成 t d s c d m a 系统和8 0 2 1 6 2 0 0 5 静态仿真平台的搭建。进行一些单系统的覆盖和 容量的课题研究。然后利用该平台，分析仿真和移动台相关的两系统共存干扰情 况。通过对两系统共存时的m o n t ec a r l o 静态仿真，可以得到邻道干扰比、小区 半径与系统容量损耗的对应关系，从而可以通过对干扰系统发射机 a c l r ( a d j a c e n tc h a n n e ll e a k a g er a t i o ，邻道泄露比) 和被二f 扰系统接收机 第6 页共6 l 页 北京邮电大学硕一：学位论文第幸绪论 a c s ( a d j a c e n tc h a n n e ls e l e c t i v i t y ，邻道选择性灵敏度) 的限制、增加频率保护间 隔来降低两系统共存时的干扰。 系统仿真的结果表明t d s c