发布时间 : 星期一 文章第一章 无线覆盖区设计概论 - 图文更新完毕开始阅读
图1－6 三类地区的噪声系数的标准偏差σ
图1－7示出了车辆密度每小时为1000辆和100辆时的平均汽车流量噪声功率。可以看出它随频率增高而减小。比较图1－5和图1－7可以看出，主要的人为噪声是汽车流量所造成的，当车辆密度大于每小时1000辆时，其造成的噪声显著增大。
对于目前正在使用的G网和C网系统，其工作频段在800～960MHz范围之内。由图1－5，1－6和1－7可以看出其环境噪声所引起的噪声增量约在3～10dB范围内，这个数值也就是我们在上一节中所述的环境恶化量d。国际电联（ITU）无线电工作组对交通流量的影响也有大量的文献资料，在本教材中就不一一列举了。
图1－7 在带宽为10kHz时，平均汽车交通噪声功率随频率而变化的曲线
二、接收机的噪声系数
接收机的噪声系数（N）是指接收机输出端测得的噪声功率与把信号源内阻作为系统中唯一的噪声源而在输出端产生的热噪声功率之比。两者都在同样温度下测得，以dB表示。 在数字系统中，通常其接收机内部都有一个数――模转换设备，以此为分界，往上是线性的，往下是非线性的。因此，按定义，可以将接收机输入功率表示为：
Pin＝
e24R＝KTB·N·
CN （1－19）
式中，R为接收机输入阻抗（Ω） e为接收机输入电压（信号源电势）
N为接收机噪声系数
B为接收机（噪声）带宽
C/N为非线性设备输入端门限载噪比 若用功率电平（dBm）表示，则可写成
Pin＝-174＋10lgB＋N＋
CN （dBm） （1－20）
对 G网 Pin＝-121＋N＋
C网
Pin＝-113＋N＋
CNCNCN （dBm） （dBm） （dBm）
WCDMA网 Pin＝-108＋N＋
式（1－20）中 -174＋10lgB＋N（dBm）为接收机的临界灵敏度，它定义为接收机线性
部分的输出端信号功率和噪声功率相等时，接收机输入端所需的信号功率。
例如，当G网，C网和WCDMA网的接收机噪声系数为4dB时，其临界灵敏度分别为-117dBm，-109dBm和-104dBm。
三、载噪比与载干比
1）C/N～Eo/ No的关系
对于任何一个数字传输系统，其载波噪声比C/N，每比特能量与每赫兹噪声之比Eo/ No
以及传输速率Rb和带宽B之间的关系可推导如下： 射频端所接收的载波信号功率为每比特能量与传输比特率之乘积，即
Pr（瓦）＝Eb（焦耳/比特）·Rb（比特/秒）＝Eb·Rb （焦耳/秒） （1－21）
而输入端的噪声功率为其综合噪声谱密度No与接收机带宽B之乘积，即 PN（瓦）＝No（瓦/赫）·B（赫） ＝No·B（瓦） （1－22） 由此，接收机输入端的载波噪声功率比应为：
C/N＝
PrPN＝
EbNo *
Rb B （1－23）
2）G网载噪比与载干比
众所周知，采用了频率复用技术的蜂房小区是目前移动通信系统中最合理的组网方式，而频率的最小复用距离与系统的容量密切相关，在工程上，最小频率复用距离取决于系统调
制方式要求的载干比（C/I）值。
GSM系统可以接受的载干比值为12dB（无跳频时）或9dB（带跳频时），这个数据也是G网工程上进行同频复用计算的依据。 在多径衰落环境中传输数字话音，字错误率与比特错误率都是测量话音质量的重要参数。通常对于给定的C/N，字错误率与比特错误率概率相同或较低，则C/N电平是可以接受的。在G网工程中，当字错误率和比特错误率为10时，C/N＝15dB是比较合理的。但是，因为G网不仅是用于通话，而且可以作数据传输，在被称为2.5G的GPRS系统中，数据速率可以分成四级（CS1～CS4），从9.6kb/s直至171kb/s，仿真结果显示，他们对应的C/N要求为9.0dB～17.0dB（无跳频）和6.2dB～19.3dB（带跳频）。目前，限于某些技术的限制，实用上还只能限于CS1和CS2两级（即数据速率低于64kb/s），相应C/N要求≤12dB，因此，在工程设计中，G网的C/N应为15dB（对话音）或12dB（对数据）。
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3）C网载噪比
码分多址系统是使用一组正交（或准正交）的伪随机噪声（PN）序列通过相关处理实现
多用户共享频率资源和同时入网接续的功能。 码分多址采用扩频技术，把原始信息的带宽变换成带宽宽得多的类噪声信号。因此，在码分多址系统中，式（1－23）中Rb将远低于信道带宽B。我们将扩频带来的信噪比改善程度称为扩频增益，
即GP＝
BRb （1－24）
对IS-95CDMA系统，通常其扩频带宽为1.2288MHz，如果信息速率为9.6kbit/s，则扩频增益为
GP＝10lg
1228.89.6＝21dB
I S 图1－8为码分系统频谱扩展的抗干扰机理。 在发端，有用信号经扩频处理后，频谱被展宽 如图1－8（a）所示；在收端，利用伪码的相关性 作解扩后，有用信号频谱被恢复成窄带谱，而无用 信号与本地伪码不相关，因此不能解扩，如图 1－8（b）所示。经过一个窄带滤波器后，在窄带 内其信噪比就大大提高了。
根据码分多址系统的特点，可以知道，在同一 小区内当任一用户在进行通话时，其它正在通话的 用户就是干扰，但这类干扰具有类噪声性质，它叠 加于热噪声之上，又远比热噪声电平高，它将决定 一个小区的容量。
C/I电平可根据话音质量的主观测试来确定， 无论过去的模拟系统和现在的数字系统都如此，
（a）
S I 因此在数字移动系统中，主要的通信方式仍然是话
图1－8 CDMA抗干扰原理
音。为了达到固定通信中长途电话的话音质量，
第一代FM模拟系统在30KHz信道带宽时，C/N或C/I等于18dB。而在噪声受限环境中的CDMA
（b）
系统，Eb/Io约为5dB时其话音质量和在C/I＝18dB时的模拟FM系统的话音质量相同。将Eb/Io（即Eb/No）＝5dB，Rb＝9.6kb/s和B＝1.2288MHz等数值代入（1－23），可求得CDMA的C/N即C/I值
CI＝
3.16128＝
140.5
（1－25）
对于CDMA系统，C/I也可在单个小区（或扇区）边界上估算。我们先忽略其邻道小区的干扰，假定有M个业务信道，则仅有一个是有用信道，其余的M-1信道均为干扰，当它们遵循同样的传输衰减规律时，可得
CI＝
1?R?n?n(M?1)RI＝
1M?1 （1－26）
即 M＝
C＋1 （1－27）
在CDMA系统中，所有小区使用相同的无线载频（即D＝2R）。可知其频率复用系数K＝
2(D/R)3＝
43＝1.33
则CDMA的无线电容量为
m＝
MK＝
M1.33
信道/小区 （1－29）
当多个覆盖区同时存在时，任一个小区还受到相邻小区的干扰，此时
CI＝
CIS?Ia＝
CC(M?1)?Ia＝
1(M?1)?IaC （1－30）
式中IS为自小区干扰，Ia为相邻小区干扰。 由式（1－2）可求得此时
M＝
I?IaC＋1
而 m＝
?I?Ia? 信道/小区 （1－31） ?1??1.33?C?1当Ia＝0时，每小区信道数达到最大，称为极点容量，为
mP＝
?I? 信道/小区 ?1??1.33?C?1 当然，在实际网络中，由于话音激活周期和功率控制性能的实现，还将进一步提高CDMA
系统的无线电容量。