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第 43 卷 第 3 期 电 子 科 技 大 学 学 报 Vol.43 No.3
2014年5月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China May 2014
WiMAX上行功率控制中分集合并研究
黎海涛
1
,吕海坤
1
,袁海英
1
,周艳慧
2
(1. 北京工业大学电子信息与控制工程学院 北京 朝阳区 100124;2. 国家广播电影电视总局 北京 西城区 100866)
【摘要】WiMAX上行链路采用功率控制提高系统容量和链路质量,在基于信号干扰噪声比(SINR)平衡准则的功率控制中,
同道干扰和基站端天线合并算法对用于功率控制的SINR有重要影响。首先构建了WiMAX同道干扰模型,根据该模型推导出
功率控制中SINR的中断概率;然后,针对基站端天线合并算法对SINR中断概率的影响,提出硬/软限幅合并算法。仿真结果
表明,提出的合并算法能够有效抑制同道干扰,降低功率控制中SINR的中断概率,改善WiMAX上行功率控制性能。
关 键 词 同道干扰; 分集合并; 功率控制; 信号干扰噪声比; WiMAX
中图分类号 TP92 文献标志码 A doi:10.3969/j.issn.1001-0548.2014.03.009
Research on Diversity Combining for WiMAX Uplink Power Control
LI Hai-tao
1
, LÜ Hai-kun
1
, YUAN Hai-ying
1
, and ZHOU Yan-hui
2
(1. College of Electronic Information and Control Engineering, Beijing University of Technology Chaoyang Beijing 100124;
2. The State Administration of Radio Film and Television Xicheng Beijing 100866)
Abstract Power control is efficiently utilized to improve WiMAX system capacity. For the signal
interference and noise ratio (SINR) balance criterion based power control technique, the co-channel interference
and the diversity combination of base station antenna have important effect on the SINR. In this paper, co-channel
interference (CCI) model for WiMAX networks is presented, the outage probability of SINR with respect to power
control is derived based on the CCI model and finally, hard/soft limiting combining algorithms are proposed to
reduce interference. Simulation results show that the proposed combining algorithms can suppress the co-channel
interference and reduce the outage probability of SINR, so that the power control performance of WiMAX uplink
can be improved.
Key words co-channel interference; diversity combining; power control; SINR;
WiMAX
收稿日期:2013 06 08; 修回日期:2014 01 08
基金项目:国家自然科学基金(61001049);北京市自然科学基金(4112012)
作者简介:黎海涛(1972 ),男,博士,副教授,主要从事无线通信、信号处理方面的研究.
WiMAX上行链路采用功率控制动态调整各子
载波的发射功率,从而在保证一定通信质量的前提
下降低发射功率。WiMAX上行功率控制包括闭环功
率控制和开环功率控制。闭环功率控制指基站根据
终端上行信号的测量值,通过空口消息发送给终端
进行功率调整;开环功率控制是在基站不参与对终
端发射功率控制情况下,终端根据估算的信道损耗
逐步调整发射功率。
WiMAX上行功率控制策略包括基于接收信号
强度指示(RSSI)的功率平衡准则和信号干扰噪声比
(SINR)的功率平衡准则。在组网场景中,由于存在
严重同道干扰,降低了基站接收信号质量。故一般
采用基于SINR平衡的功率控制准则,使得基站与各
终端间上行链路的接收SINR值相同。
在多小区WiMAX功率控制的研究中,大多采用
理想同道干扰模型,这不符合网络中同道干扰统计
分布的实际情况。针对无线网络的同道干扰,文献
[1]给出了一种基于高斯统计的同道干扰模型,但利
用该模型分析同道干扰时,会使干扰信号出现不同
程度的延迟,降低系统的误码率性能。文献[2-5]建
立的同道干扰模型,只适用于统计意义上的各向同
性或者完全独立的极端干扰分布情况。
同时,为了抑制干扰、降低信道衰落影响,
WiMAX基站端采用了天线接收分集技术,这可以提
高功率控制中SINR,降 低 SINR的中断概率。但在实
际的同道干扰环境下,一般的天线分集合并算法,
如等增益合并(EGC)、选择合并(SC)、最大比合并
(MRC)等,其合并增益并不明显
[6-9]
。因此,为了改
善同道干扰环境下功率控制的性能,本文首先建立
准确的WiMAX网络同道干扰模型,在该模型下推导