天地共网WiMAX系统分析

式中GH与GU分别表示H-BS天线及测试站天线0度角增益。nH和nU分别表示两种天线的主瓣功率滚降因子。Sf表示天线第一副瓣最大增益，单位为dB，H-BS天线由于主瓣很宽，因此副瓣影响乎略不计。

为改善H-BS覆盖区边缘性能，本实验中H-BS选用10dB滚降的方向性天线。天线焦线指向H-BS地面投影中心点，覆盖区域为标准圆形，接收电平低于中心点10dB的一圈定义为覆盖区域边缘。即=(参见图2)

图2：B点的干扰来自H-BS，A点的干扰来自T-BS。

H-BS下行链路损耗按自由空间损耗模型计算：

H-BS的高度与T-BS相比大很多，因此，不考虑H-BS信号的衍射及阴影效应。

基于地面部署的WiMAX系统，其典型的基站覆盖半径是7km，基站初始发射功率一般为40dBm。考虑到WiMAX系统可用频段为2-11GHz，(目前国际通行为3.5GHz)，而人们常用的Hata-Okumura 无线传播模型更适用于2GHz以下的频段，因此，本文采用郊区路损模型来计算WiMAX系统空间损耗PLT。计算公式如下：

PLT由3部分组成：正常空间损耗PLM，接收天线高度修正因子，频率修正因子。其中PLM由AT&T模型给出。IEEE802.16标准中，根据天线高度及工作频段，使用，两个因子对PLM进行修正。另外根据SUI模型的定义，采用T-BS地面WiMAX系统的空间损耗又分为A，B，C三类。本文使用C类模型(平原/低植被覆盖区域)作为T-BS的损耗模型。

其他系统参数的定义见表1：

表1

系统容量估算

分A，B两种情况(见图2)来讨论系统容量。

A：测试点与H-BS通信时受到T-BS的干扰

此时系统性能主要受下行链路CNR，CINR，INR影响。而这三个比值分别由下列公式计算得出：

式中，PH和PT分别表示H-BS，T-BS的初始发射功率，NF是白噪声电平，AT是T-BS基站天线增益。测试站天线指向H-BS，此时，θ=0，φ符合COS函数关系，PLH与PLT表示线性空间损耗值。

我们一般用INR来评估系统间的干扰。按照ITU标准所要求，系统干扰电平分贝值应小于总噪声电平分贝值的10%，就是说INRthreshold=-10dB，即INR门限值为-10dB。如果超过了这一门限值，就意味着两基站不能在同一覆盖区使用同一频段。

B：测试站与T-BS通信，此时H-BS对其造成干扰

测试站与T-BS通信时，H-BS对其会产生干扰(详见图2)

此时CNR，CINR，INR用下列三个公式得出：