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UWB和TD-SCDMA系统的干扰分析研究
文章来源: 中国无线电管理 文章作者: 王建 李方伟 发布时间: 2006-08-08   字体: [ ]  
 

  [摘要]针对单个和多个超宽带UWB无线通信系统设备与TD-SCDMA系统手机的干扰问题,提出了新的组网建模和仿真研究方法。

  引言

  超宽带(UWB)的带宽是指信号带宽大于1.5 GHz 或者是信号带宽与中心频率之比大于25%。而室内UWB的无线通信可以使用的频率段从3.1 GHz 到10.6 GHz(超过7 GHz 的波带宽);每个无线信道的带宽超过500 MHz。而根据我国信息产业部无线电管理局对2000 MHz频段的地面无线电业务进行规划的频率分配建议,将1880 MHz~1920 MHz、2010 MHz~2025 MHz频段用于时分双工方式,即TDD无线接入通信方式的主要使用频段,而2300 MHz~2400 MHz作为TDD的补充工作频段[1]。TD-SCDMA是中国首次提出的国际通信标准,将会应用于未来移动通信建网。

  超宽带通信系统由于占用很宽的带宽,目前主要是应用面向短距离、高速率无线个人区域网(WPAN)和具有较低传输速率、极精确定位能力的无线传感器网络系统[2],未来UWB设备也将广泛应用于多种移动电子设备中,因此容易和其它通信系统之间产生相互干扰。研究超宽带通信系统和TD-SCDMA系统之间的干扰分析,特别研究了TD-SCDMA系统的下行链路,预计它将会对通信过程中的TD-SCDMA手机产生干扰影响,最后结合理论和仿真研究给出两系统干扰分析方案。

  研究内容

  2.1 UWB信号模型

  UWB通信系统采用超短脉冲(脉冲持续时间小于1ns)作为信息载体,通过有用信息控制超短脉冲相对于定时时刻的位置,即脉冲位置调制(PPM),实现信号调制。在多用户通信情况下,采用跳时扩频多址技术,用伪随机跳时码将超短脉冲的出现时刻随机化。一个跳时码周期TTH内的UWB信号表达式[3]为:


 
  其中ai表示调制码元序列,以等概率取值+1和-1;p(t)为窄脉冲波形;Ts为信息码元持续时间,由Ns帧组成,每1帧里包含1个脉冲;Tf是帧的持续时间;δ表示信息码元调制参数,表示脉冲位置调制(PPM)时,单位码元引起的脉冲时移;bi指第i个信息码元;biδ表示信息调制引起的时移;cjTc表示由跳时码引起的时移,cj是整数,取值范围是[0,Nh-1],Tc为每一个跳时码的持续时间,NhTc<Tf;在每一帧Tf中,脉冲在时间轴上的位置由信息码元调制参数δ和跳时码cj共同设定,设TTH=Nb×Ts,Nb是正整数。

  2.2 组网布局


 
  针对TD-SCDMA系统下行手机受干扰的研究,考虑处于小区边缘的TD-SCDMA系统用户受到的干扰,同时计算该用户接收信噪比看能否正常通信。因此,采用如下的布局方案,用户处于周边小区的覆盖边缘。外部有N层(本文采用2层)TD-SCDMA基站作为干扰源。考虑到一定范围内TD-SCDMA基站的覆盖密度一定,为了研究方便,我们采用了圆形布站的方法,模拟多层小区对于TD-SCDMA手机的干扰(见图1)。中心方块代表手机位置,实线圆圈代表覆盖手机的小区[M设为4个,其中1个是真正覆盖手机的有用基站,其它(M-1)个是干扰源],蓝色实线为外围干扰设备所在小区。可根据实际情况中手机所处位置来决定外围的基站个数。另一方面,UWB发射设备也如同图1所示布局,但是所有发射设备对于TD-SCDMA手机来说都是干扰源。

 
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