【正文】 為了進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)仿真，要考慮單個(gè)通信鏈路的許多方面，包 括信道模型、天線輻射模式，以及 Eb/N0（如 SIR）和可接受性能之間的關(guān)系。 如第 11 章所述，用來(lái)估計(jì)蜂窩系統(tǒng)中斷概率的解析方法，需要已知射頻傳播影響、用戶移動(dòng)性和話務(wù)量變化等隨機(jī)量的易于處理的模型，以求得 SIR(x)pSIR(x)p 5 的解析表達(dá)式。由于無(wú)線傳播影響，用戶移動(dòng)性以及話務(wù)量的變化，功率級(jí) S 和 I 都是隨機(jī)變量， SIR 也是一個(gè)隨機(jī)變量。然而，減少簇大小又增加了同頻干擾，這會(huì)降低鏈路質(zhì)量。但是第一層的同頻小區(qū)對(duì)總的干擾有較強(qiáng)的影響，因?yàn)樗鼈兏拷鼫y(cè)量干擾的小區(qū)。在一個(gè)給定層中，同頻小區(qū)的數(shù)量取決于層的階次和用來(lái)表示小區(qū)的幾何形狀（如一個(gè)基站覆蓋的面積）。兩個(gè)同頻小區(qū)中心之間的最小距離 ND （叫做復(fù)用距離）等于 RDN N3? （ ）式中 R 式小區(qū)的最大半徑（這個(gè)六邊形內(nèi)接在半徑為 R 的圓中）。同頻基站和移動(dòng)臺(tái)之間的射頻能量傳播，會(huì)引起同頻干擾。如圖 172 所示， N 個(gè)小區(qū)構(gòu)成一個(gè)簇（ cluster，又叫“區(qū)群”），覆蓋地理上的服務(wù)區(qū) ，以實(shí)現(xiàn)信道復(fù)用， N 是簇的大小。從基站到移動(dòng)臺(tái)這個(gè)發(fā)送方向使用的射頻信道稱為前向信道，而從移動(dòng)臺(tái)到 基站這個(gè)發(fā)送方向使用的 信道稱為反向信道。本章我們將討論在同頻干擾情況下，包括一個(gè)典型系統(tǒng)中的天線和傳播的影響。信道復(fù)用會(huì)導(dǎo)致公用同一信道的用戶之間產(chǎn)生同頻干擾，這是影響蜂窩系統(tǒng)容量和性能的主要制約因素之一。在設(shè)計(jì)差錯(cuò)控制碼、均衡器和其他用來(lái)消除信道所產(chǎn)生的瞬時(shí)影響的部件時(shí)，這種假設(shè)時(shí)合理的。蜂窩無(wú)線系統(tǒng)指的是，在地理上的服務(wù)區(qū)域內(nèi)，移動(dòng)用戶和基站的全體，而不是將一個(gè)用戶連接到一個(gè)基站的單個(gè)鏈路。因此，在分析蜂窩通信鏈路的性能時(shí)，常常需要進(jìn)行仿真。蜂窩系統(tǒng)可以采用頻分多址（ FDMA）、時(shí)分多址（ TDMA）、碼分多址（ CDMA）或者空分多址（ SDMA）中的任何一種技術(shù)。當(dāng)今大多數(shù)無(wú)線通信系統(tǒng)都是基于蜂窩無(wú)線電概念之上的。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 外 文 參 考 資 料 及 譯 文 譯文題目： SIMULATION OF A CELLULAR RADIO SYSTEM —— 蜂窩窩無(wú)線通信系統(tǒng)的仿真 說(shuō)明： 要求學(xué)生結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題參閱一篇以上的外文資料，并翻譯至少一萬(wàn)印刷符（或譯出 3 千漢字）以上的譯文。蜂窩通信系統(tǒng)允許大量移動(dòng)用戶無(wú)縫地、同時(shí)地利用有限的射頻（ radio frequency， RF）頻譜與固定基站中的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器通信。 無(wú)線通信鏈路具有惡劣的物理信道特征，比如由于傳播途徑中有再大的障礙物，會(huì)產(chǎn)生時(shí)變多徑和陰影。 跟無(wú)線鏈路一樣，對(duì)蜂窩無(wú)線系統(tǒng)的性能分析使用仿真建模時(shí)很有效的，這是由于在時(shí)間和空間上對(duì)大量的隨機(jī)事件進(jìn)行建模非常困難。為了設(shè)計(jì)特定大的系統(tǒng)級(jí)性能，比如某個(gè)用戶在整個(gè)系統(tǒng)中得到滿意服務(wù)的可能性，就得考慮在覆蓋區(qū)域內(nèi)同時(shí)使用系統(tǒng)的多個(gè)用 2 戶所帶來(lái)的復(fù)雜性。但是，在大量用戶分布在一個(gè)廣闊的地理范圍內(nèi)時(shí)，為了確定整個(gè)系統(tǒng)的性能，有必要引入大尺度效應(yīng)進(jìn)行分析，比如在大的距離范圍內(nèi)考慮單個(gè)用戶受到的干擾和信號(hào)電平的統(tǒng)計(jì)行為時(shí)，忽略瞬時(shí)信道特征。因此，在設(shè)計(jì)一個(gè)蜂窩系統(tǒng)時(shí)，或者在分析和設(shè)計(jì)消除同頻干擾負(fù)面影響的系統(tǒng)方法時(shí)，需要正確理解同屏干擾對(duì)容量和性能的影響。盡管本章考慮的例子比較簡(jiǎn)單，但提出的分析方法可以容易地進(jìn)行擴(kuò)展，以包括蜂窩系統(tǒng)的其他特征。前向信道和反向信道共同構(gòu)成了雙工蜂窩信道。 把服務(wù)區(qū)內(nèi)可用的無(wú)線頻譜都分配給每一個(gè)簇，使同一個(gè)簇內(nèi)的小區(qū)不共用相同的信道。例如，如果一個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)接收來(lái)自本地小區(qū)基站的信號(hào)和鄰近層的同頻小區(qū)基站產(chǎn)生的信號(hào)，就會(huì)產(chǎn)生同頻干擾。 因此，我們馬上可以從圖 172 看出，小簇（小復(fù)用距離 ND ）會(huì)引起同頻小區(qū)間的大干擾。對(duì)于典型的六邊形，最近的同頻小區(qū)在第一層，有六個(gè)同頻小區(qū)，第二層有 12 個(gè)，第三層有 18 個(gè)，以此 類推。 人們認(rèn)識(shí)到同頻干擾時(shí)制約無(wú)線通信系統(tǒng)的容量和鏈路質(zhì)量的主要因素之一。 蜂窩系統(tǒng)中的干擾電平在任何時(shí)候都是隨機(jī)的，必須通過(guò)對(duì)蜂窩之間的射頻傳播環(huán)境和移動(dòng)用戶的位置進(jìn)行建模才能仿真。因此，同頻干擾對(duì)系統(tǒng)性能產(chǎn)生影響的 嚴(yán)重程度，通常用系統(tǒng)的中斷概率來(lái)進(jìn)行分析。然而，由于這些影響和接受信號(hào)電平間的復(fù)雜關(guān)系，很難對(duì)這些影響采用解析模型。 。本章我們給出了蜂窩通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)單仿真示例，著重考慮通信系統(tǒng)的一些系統(tǒng)方面的問(wèn)題，包括多用戶性能、話務(wù)量工程和信道復(fù)用。要注意鏈路中斷概率和系統(tǒng)中斷概率之間的區(qū)別，前者是根據(jù)可接受的聲音性能所需的特定誤比特率（ BER）或者Eb/N0 閾值，確定是否為中斷，而后者考慮的是一個(gè)典型用 戶可接受的移動(dòng)性能所需的 SIR 閾值。 同頻干擾的影響可以用通信鏈路的信干比（ SIR）來(lái)估計(jì)，這里信干比定義為有用信號(hào)的功率 S 與總干擾信號(hào)的功率 I 之比。例如，在不增加分配給系統(tǒng)的無(wú)線頻譜帶寬的前提下，得到高容量（大量的用戶）的一種措施是，通過(guò)減小蜂窩系統(tǒng)簇的大小 N，來(lái)縮 短信道復(fù)用距離。但是第一層的同頻小區(qū)對(duì)總的干擾時(shí)從所有層的全部同頻小區(qū)發(fā)送出的同頻干擾信號(hào)的總和。如前所述，在我們感興趣的那個(gè)特定小區(qū)周圍，同頻小區(qū)組成一個(gè)個(gè)的層。如果小區(qū)建模為如圖 172 所示的六邊形。因?yàn)榇卦诜?wù)區(qū)內(nèi)復(fù)制，復(fù)用信道將導(dǎo)致同頻小區(qū)的層狀結(jié)構(gòu)（ tier）。 高容量的蜂窩系統(tǒng)在小區(qū)間進(jìn)行頻率復(fù)用，同頻小區(qū)（共用相同頻率的小區(qū)）之間要離開足夠的距離以減輕同頻干擾。把可用的頻譜也分成很多信道，每個(gè)小區(qū)分配一組信道，每個(gè)小區(qū)中的基站都配備了可以同移動(dòng)用戶進(jìn)行通信的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器。其他與傳播信道條件關(guān)系更密切的方面，如路徑損耗、陰影衰落（或叫陰影）、天線輻射模式等對(duì)系統(tǒng)性能的影響也很重要，因?yàn)檫@些影響也歲特定 用戶的位置而改變。 通過(guò)讓移動(dòng)臺(tái)在不同的服務(wù)區(qū)內(nèi)共享或者復(fù)用通信信道，蜂窩系統(tǒng)能達(dá)到較高的容量（比如，為大量的用戶服務(wù)）。 鏈路性能是一個(gè)小尺度現(xiàn)象，它處理的是小的局部區(qū)域內(nèi)或者短的時(shí)間間隔內(nèi)信道的順時(shí) 變化，這種情況下可假設(shè)平均接收功率不變。前面提到的變量?jī)H僅是任一時(shí)刻決定系統(tǒng)中的某個(gè)用戶瞬態(tài)性能的許多關(guān)鍵物理參數(shù)中的一小部分。很難用簡(jiǎn)單的解析模型來(lái)描述復(fù)雜的信道條件，雖然有集中模型確實(shí)易于解析求解并與信道實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)比較相符，不過(guò)，即使建立了 完美的信道解析模型，再把差錯(cuò)控制編碼、均衡器、分集及網(wǎng)絡(luò)模型等因素都考慮再鏈路中之后，要得出鏈路性能的解析在絕大多數(shù)情況下任然是很困難的甚至是不可能的。同樣的，通信信號(hào)也可以從 PSTN 傳送到基站，再?gòu)倪@里發(fā)送個(gè)移動(dòng)臺(tái)。 1 SIMULATION OF A CELLULAR RADIO SYSTEM ——— taken from《 Prentice Hall Principles Of Communication Systems Simulation With Wireless Aplications》 page672676 1 . Introduction A wide variety of wireless munication systems have been developed to provide access to the munications infrastructure for mobile or fixed users in a myriad of operating environments. Most of today’s wireless systems are based on the cellular radio concept. Cellular munication systems allow a large number of mobile users to seamlessly and simu