3、干扰分析
3.1 参数取定
WiAMX无线接入系统设备的射频参数取值如下：
①中心站发射功率范围：13-28 dBm。
②中心站发射机频谱模板：（见表1）
③客户端最大发射功率：20dBm。
④客户端同频干扰灵敏度：（见表2）
⑤邻道干扰抑制：（见表3）
表1 中心站发射机频谱模板
表2 客户端同频干扰灵敏度（BER=10-6）
表3 邻道干扰抑制
3.2 干扰分析
考虑到客户端位置的不确定性，在这里，我们只考虑中心站对客户端的干扰。下面利用MCL分析方法对不同情况的干扰进行分析：
①单站不同扇区间的干扰分析
同一站址多扇区间的干扰包括相邻扇区间的邻频不同极化干扰、邻频同极化干扰、相隔扇区间的邻频同极化干扰和背向扇区间的同频不同极化干扰四种。
上述四种干扰，以邻频同极化干扰最为严重，以图2中的站址1的F2V和F3V为例，两扇区使用相邻的载F2、F3，二者为相邻频率，采用相同的极化方式。考虑最坏的情况，户端位于两个扇区的交界处，没有方向隔离。
从中心站发射机频谱模板可以看出，频率隔离度为38dB左右。当调制方式为64QAM时，系统设备抗邻频干扰能力在BER=10-6时为-34dB，同频干扰灵敏度为22dB，因此，只要两个中心站的发射功率差不大于16dB，系统之间就不会产生干扰。
邻频不同极化干扰还要考虑到20dB左右的极化隔离度，隔扇区间的邻频同极化干扰还要考虑10dB左右的方向隔离度，背向扇区间的同频不同极化干扰还有20dB左右前后比，因此，设备指标完全可以满足通信载干比的要求而正常工作。
②多中心站不同扇区间的干扰分析
下面对两种较为严重的干扰进行分析：
同频同极化同向的频率干扰
以图4站址1和站址5的F1H小区为例，这两个小区会产生同频同极化同向的频率干扰。两个信号没有频率隔离度，方向隔离度也不大，因此只能依靠距离来提供隔离度。根据由空间频率衰耗公式：
L=92.45+20lgd+20lgf
其中：系统传输距离d，分别取d1 km和d2 km，f为工作频率，取3.5GHz，可以计算出远端站接收中心站5和中心站1的信号电平分别为L1和L2。
P1=P-(92.45+20lgd1+20lg3.5)
P2=P-(92.45+20lgd2+20lg3.5)
其中：P为中心站发射功率。
为了满足客户端系统的可靠工作，应满足同频干扰灵敏度要求，整个系统才可正常工作，即L2与L1电平之差应大于22dB：
P2-P1=20lg(d1/d2)=22dB
由此可得出d1=10d2的结论。但在具体应用中考虑到城市中建筑物及树木的阻挡的情况以及ATPC控制扇区的覆盖范围等措施，一般取d1=4d2即可。
同频不同极化不同向的频率干扰
以图3站址2和站址3的F3V和F3H小区为例，两个小区将产生同频不同极化不同向的频率干扰。两个信号没有频率隔离度，两扇区天线覆盖角度相差较大，一般在90°左右，方向隔离度为15dB左右，极化隔离度为20dB，总的隔离度为35dB，为了满足客户端系统的可靠工作，同频干扰应小于22dB，因此，系统不需要其他手段就可以正常工作。
3.3 干扰抑制方法
根据国标规定，WiMAX无线接入系统需避免三个方面的干扰：
①系统内部干扰：由于发射机的非线性会产生带外干扰、互调干扰和阻塞干扰；相邻的扇区使用相邻的频率，会出现邻频干扰。对于带外干扰，通过设备自身滤波器就可抑制；对互调干扰，WiMAX系统本身频点较少不会产生；对阻塞干扰，通过设备的自动功率控制功能及设备自身滤波器可抑制；对邻频干扰，可以通过频率隔离和极化隔离手段进行抑制，目前系统发射机的频谱模板和接收机的相邻信道选择性均可做到30dB左右，频率隔离是最好的抗干扰手段之一；
②相邻系统间的干扰：由于中心站的频率复用，会造成同频干扰。同频干扰主要取决于系统的载干比（C/I）指标，对使用相同频率的中心站可以使用距离隔离和方向隔离等手段，通过调整扇区天线的方向、俯仰角以及利用ATPC控制扇区的覆盖范围等措施，对同频干扰进行抑制；
③系统外部的干扰：主要来自于不同运营商所获得的各段频谱的相邻频点的干扰。这类干扰需要运营商之间进行有效的协调，尽量在重叠的区域，采用相隔较远的频段，优先使用与其他运营商非相邻的频点，相邻载频采用不同极化方式，中心站和客户端严格控制其发射功率。
4、WiMAX系统覆盖半径计算
4.1 传播模型取定
WiMAX系统工作在3.5G频段，COST231和HATA等传播模型在这个频段并不适用，因此，WiMAX论坛推荐使用SUI传播模型。SUI传播模型如下所示：
S为阴影衰落余量，do=100米。
SUI模型适用于以下三种地形，不同地形a，b，c的值如表4所示。
表4 SUI传播模型取值
假定密集城区选择A：Hilly/moderate to heavy tree density；普通城区选择B：Hilly/light tree density模型，郊区选择C：Flat terrain/light tree density。
4.2 链路预算参数取定
WiMAX无线接入系统为上行受限系统，因此，计算小区半径时，只需计算上行链路的覆盖距离。根据WiAMX无线接入系统设备的射频参数，得到链路预算参数如表5所示：
表5 BPSK1/2链路预算表
各种调制编码情况下的小区半径及吞吐量见表6所示。
表6 各种调制编码情况下小区半径（单位：米）
5、WiMAX无线接入系统容量分析
WiMAX无线接入系统单小区吞吐量与客户端分布有关，当小区内的客户端无线链路条件较好时，即可使用更高的调制方式，从而达到更高的吞吐量。假定客户端分布比例如图5所示，计算出单小区提供的吞吐量参见表7。
图5 假定客户端分布比例
表7 各种调制编码情况下小区吞吐量（单位：Mbit/s）
6、总结
目前WiMAX无线接入技术在我国还没有大规模组网的经验，其网络规划设计还处于摸索阶段。本文重点对WiMAX无线网络规划设计进行了分析研究，包括频率复用、干扰分析、链路预算和容量分析，为WiMAX无线接入网络的规划、工程设计和工程建设提供参考和帮助。
