天地共网WiMAX系统分析

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覆盖区距离固定时的系统性能分析

图3给出了H-BS与T-BS覆盖区内CNR值的累积分布函数(CDF)。按照前述条件，H-BS，T-BS均位于各自覆盖区的中心点，覆盖区边缘相距13km。通过图3中两条曲线我们看到：H-BS覆盖区内90%的区域CNR值都要好于T-BS覆盖区。由于采用了一些非视距(NLOS)通信技术，T-BS覆盖区边缘CNR均大于17dB，但基于平流层的H-BS，因为与用户站多为视距(LOS)通信，因此可得到更好的CNR值(均大于24dB)。

图3：H-BS，T-BS覆盖区CNR累积分布函数图。

CINR值测量结果见图4、图5。从图4中可看到CINRH等值线为均匀圆形，而CINRT等值线为不均匀圆形分布。因为T-BS与测试站间的链路受测试站天线旁瓣干扰影响较大。从图5中我们看到，在左侧覆盖区内，CINRT等值线向中心点收缩，这就是H-BS信号对测试站干扰造成的结果。由于H-BS信号进入了测试站天线主瓣区域内，在不考虑阴影效应影响条件下，这种干扰还是比较大的。而在T-BS覆盖区的右侧，CINRT等值线没有变化，因为此区间内H-BS信号仅影响测试站天线旁瓣，干扰相对就小很多。

通过对图4、图5的对比，得出结论是：在同样发射功率前提下，位于平流层的H-BS不易受T-BS的干扰，而反之位于地面的T-BS易受H-BS干扰。

图4：H-BS覆盖区受T-BS干扰时的CINRH等值线分布。

图5：T-BS覆盖区受H-BS干扰时CINRT等值线分布。

覆盖区边缘距离变化时的系统性能分析

为满足业务需求，网络结构会不断变化，基站调整、新站入网等因素都会影响到H-BS与T-BS覆盖区边缘距离的变化。在这种情况下，如何保证系统性能是天地共网WiMAX系统能否实现宽带接入无缝覆盖的关键。图6对这一情况做出了说明。我们设定最初H-BS与T-BS覆盖区边缘距离为40km，然后将T-BS覆盖区移向H-BS覆盖区，逐渐减少覆盖区边缘距离。当这一数值为负值时，说明两覆盖区出现了重叠。实验配置3个测试站，它们始终处于T-BS覆盖区左侧与右侧边缘及H-BS覆盖区左侧边缘。我们将对各覆盖区边缘的CNR，CINR，INR等值进行测量比较。

图6：覆盖区边缘性能比较。

当覆盖区边缘(EOC)间距大于0时，CINRH变化很小。但当T-BS覆盖区与H-BS覆盖区出现重叠后，CINRH快速衰落到0dB以下，这是因为处于H-BS EOC的测试站在此时与T-BS的距离远小于到H-BS的距离，而T-BS信号产生的干扰迅速增强。当T-BS覆盖区完全包含在H-BS覆盖区内后，H-BS EOC位置的CINRH值又会快速恢复到原来水平。对于T-BS来说，在EOC间距逐渐减少的过程中，其左侧EOC的CINRT值总是低于右侧EOC的CINRT值，直至EOC间距等于-7km，既T-BS正好处于H-BS的左侧EOC上。这是因为H-BS的信号进入到了位于T-BS左侧EOC的测试站的天线主瓣区，从而引起了较大干扰，造成了CINR值的下降。

在图8中，我们给出了INR的变化情况，当T-BS覆盖区完全处于H-BS覆盖区之外时，H-BS EOC处的INRH值始终低于INRthresho。当EOC间距减少时，T-BS左侧EOC处的INRT值增大，而右侧EOC处的INRT值则低于INRthreshold。

图8：H-BS 与T-BS EOC减少时INR值的变化情况。