移動通信系統(tǒng)中的干擾控制研究.pdf

1、移動通信是整個(gè)通信領(lǐng)域中發(fā)展特別迅速的一部分。在現(xiàn)今通信用戶基數(shù)大,高移動性的要求下,移動通信在理論及工程實(shí)用上均有了長足的發(fā)展。而由于移動通信系統(tǒng)相較于有線通信在發(fā)射機(jī)制、信道傳輸、接收機(jī)制上的特殊性,使得通信過程中的干擾問題顯得尤為突出,因此干擾控制的研究成為一個(gè)重要方向,在保障系統(tǒng)正常運(yùn)行、提升用戶服務(wù)質(zhì)量(QoS)方面發(fā)揮著獨(dú)特的作用。本文討論了三種主要的干擾類型——雜散干擾、互調(diào)干擾和阻塞干擾,并結(jié)合物理層與數(shù)據(jù)鏈路層對規(guī)避干

2、擾的分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用法進(jìn)行了創(chuàng)新。全文的研究分為六部分。
　　第一部分研究移動通信系統(tǒng)的干擾理論,包括區(qū)別于有線信道的無線信道模型、干擾類別和干擾分析方法。這部分內(nèi)容是后文分析干擾的理論和方法論基礎(chǔ)。學(xué)術(shù)界對通信干擾的分類法有多種,本章簡介了有別于本文分類法中的部分干擾,并在干擾分析方法中逐漸引入本文即將展開的幾種干擾類型。
　　第二部分就移動通信中的一種重要干擾——雜散干擾進(jìn)行研究。在通信發(fā)射和接收端的濾波器阻帶因子非零的情形

3、下,信號會產(chǎn)生鄰頻泄漏。如果存在泄漏的頻段正好是其它系統(tǒng)的接收頻段,則會產(chǎn)生雜散干擾。如今通信頻率(特別是800～2500MHz段)資源已相當(dāng)緊缺,各制式的頻段間隔變得很小,這使得雜散干擾發(fā)生的概率非常高。本部分在闡述雜散干擾產(chǎn)生機(jī)理的基礎(chǔ)上,分析不同制式間雜散輻射的程度,仿真計(jì)算出實(shí)際應(yīng)用中的隔離度要求,并提出抑制雜散干擾的方案。減小雜散干擾成為提升系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要手段。
　　第三部分研究移動通信中的互調(diào)干擾。如果說非理想的濾

4、波導(dǎo)致雜散輻射的話,那么非理想的器件轉(zhuǎn)移引發(fā)了互調(diào)信號。非理想器件的轉(zhuǎn)移函數(shù)除一次項(xiàng)之外,還有二次及以上高次項(xiàng)若干,它們影響器件的線性特性。而使用中的頻點(diǎn)越多、頻段越密,則發(fā)生互調(diào)干擾的概率越大。本部分通過詳細(xì)分析、推導(dǎo)互調(diào)干擾的各成分,以此為基礎(chǔ)論證互調(diào)產(chǎn)物與器件的線性特性間的量化關(guān)系,并提出抑制互調(diào)干擾的方法。概括地說可以從硬件和軟件兩方面入手,即增大器件線性輸入域和波道規(guī)劃。
　　第四部分的研究對象是阻塞干擾。在輸入功率與通

5、信器件不匹配(通常是輸入功率過大)的情形下會發(fā)生阻塞干擾,這在高功率發(fā)射機(jī)普遍使用的今天并不少見。阻塞的表現(xiàn)形式為輸出信號幅值與預(yù)期相比有較大程度的壓縮,從而使信號失真;在壓縮程度超過系統(tǒng)容忍的特定限度時(shí),則發(fā)生阻塞干擾。本部分仍以器件的線性特性為基礎(chǔ),推導(dǎo)計(jì)算出阻塞壓縮率與器件轉(zhuǎn)移函數(shù)中非線性項(xiàng)的關(guān)系,并提出規(guī)避阻塞干擾的方法。阻塞與互調(diào)干擾成分相關(guān),也受其它造成額外功率輸入的噪聲或干擾的影響。
　　分別分析了三種干擾類型之后,

6、第五部分通過干擾合路仿真平臺將三種干擾整合到一起。能實(shí)現(xiàn)整合的原因有二:一是三種干擾的計(jì)算都需要實(shí)際系統(tǒng)的指標(biāo)作為入口參數(shù),這樣用戶只用將所需參數(shù)在平臺中設(shè)置即可進(jìn)行三種干擾的仿真運(yùn)算;二是大多數(shù)用戶關(guān)心仿真結(jié)論而不在意繁瑣的中間計(jì)算過程,這樣該平臺將所有的中間步驟打包封裝,僅提供輸入和輸出界面即可實(shí)現(xiàn)簡明的人機(jī)交互。本部分使用MATLAB軟件中的圖形用戶界面(GUI)程序來編寫仿真平臺,用戶通過窗口數(shù)據(jù)錄入和特殊參數(shù)選擇完成輸入,通過

7、功能按鍵來控制仿真代碼的運(yùn)行。
　　第六部分從數(shù)據(jù)鏈路層的角度,就一種常見的干擾控制方法——分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用法進(jìn)行研究。在蜂窩無線通信網(wǎng)中,分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用降低了相鄰小區(qū)(或扇區(qū))間的干擾,提升小區(qū)邊緣用戶的通信質(zhì)量。傳統(tǒng)的分?jǐn)?shù)頻率復(fù)用有時(shí)分和頻分兩種模式,本部分在此基礎(chǔ)上提出一種新的時(shí)頻分模式,它通過重設(shè)幀結(jié)構(gòu)使全復(fù)用和部分復(fù)用的調(diào)節(jié)更靈活。在調(diào)度的公平性上,時(shí)頻分模式優(yōu)于全復(fù)用,而更高的調(diào)節(jié)粒度使它比時(shí)分和頻分模式更接近理想的自適應(yīng)復(fù)