具有雙層系統的分扇區CDMA小區上行鏈路容量

l 引 言
碼分多址(CDMA)系統比時(shí)分多址(TDMA)系統和頻分多址(FDMA)系統能提供更大容量，但是在某些場(chǎng)合下，如辦公樓、體育場(chǎng)，由于用戶(hù)密度太大，CDMA系統也無(wú)法同時(shí)為更多用戶(hù)提供服務(wù)。為了提高CDMA小區的容量，可以將小區劃分為多個(gè)扇區，并且通過(guò)優(yōu)化系統的參數提高容量。此外，引入雙層系統到小區中也是提高容量行之有效的辦法。因此，在分扇區的小區之中引入雙層系統，能夠通過(guò)提高雙層系統所在扇區的容量而提高整個(gè)系統的容量。由于CDMA系統是干擾受限系統，所以可以忽略噪聲對系統的影響，主要研究用戶(hù)問(wèn)干擾對容量的影響，因此，信干比(SIR)成為容量分析中的一個(gè)關(guān)鍵參數。
不同的用戶(hù)受到的干擾不同，通過(guò)確定用戶(hù)的干擾源可以計算得到信干比，在此基礎之上進(jìn)行蒙特卡洛仿真，并將仿真結果與普通的CDMA蜂窩模型進(jìn)行比較。

2 系統模型
圖1所示為系統的幾何模型，該模型采用圓形蜂窩替代六角形蜂窩以簡(jiǎn)化分析。宏蜂窩被分為三個(gè)扇區，即扇區I、II和III，宏蜂窩的基站也即中心位于原點(diǎn)處，扇區I和III之間的邊界與坐標橫軸成θ角度。對于微蜂窩，將其中心設置于坐標橫軸上，距離宏蜂窩d1，基站也置于坐標橫軸上，距離微蜂窩圓心為x。根據文獻，信號傳輸模型為：

其中，Pt和Pr分別為發(fā)射功率和接收功率；bp表示斷點(diǎn)，它與基站天線(xiàn)高度hb、移動(dòng)站天線(xiàn)高度hm及波長(cháng)λ有關(guān)；d為移動(dòng)站天線(xiàn)與基站天線(xiàn)間的距離。在斷點(diǎn)內，信號能量損耗與基站和移動(dòng)站之間距離的平方成反比，在斷點(diǎn)外，則與該距離的四次方成反比。
對于該系統模型，還有如下假定：
(1)宏蜂窩半徑為R=10 km，微蜂窩半徑為r=l km。
(2)宏蜂窩與微蜂窩中的用戶(hù)都為均勻分布。
(3)宏蜂窩基站天線(xiàn)高度為9 m，微蜂窩基站天線(xiàn)高度為60 m，移動(dòng)站天線(xiàn)高度為1．5 m，在900 MHz情況下波長(cháng)為O．33 m。由此可得宏蜂窩的斷點(diǎn)bp=3 393 m，微蜂窩斷點(diǎn)bp=509 m。
(4)在IS一95中，軟切換是CDMA系統中的一項關(guān)鍵技術(shù)，為了順利實(shí)現軟切換，必須根據用戶(hù)接收到的來(lái)自宏蜂窩與微蜂窩的導頻信號強度確定一個(gè)切換的界限――用戶(hù)位于該界限上時(shí)，接收到的來(lái)自?xún)蓚€(gè)蜂窩的導頻信號強度相同。

在圖1中，取微蜂窩與坐標橫軸兩交點(diǎn)A和B。在A(yíng)點(diǎn)，接收到來(lái)自宏蜂窩的導頻信號強度為：