天地共网WiMAX系统性能分析

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：

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。