干扰受限及噪声受限

干扰受限：系统容量受到干扰的限制，减少干扰，可提高系统容量。

噪声受限：系统容量收到噪声功率的限制，提高信噪比，可提高系统容量。

 

GSM系统中同一频点的复用必须满足一定的空间隔离要求。空间隔离要求取决于载干比(C/I)。也就是说，来自同一频点的有用信号要高于干扰信号一定的比值。 GSM系统小区的容量取决于载干比及硬件配置，上，下行容量是对称的。

而WCDMA采用编码扩频技术，频率复用为一，干扰信号来自本小区及所有邻近小区，因而是自干扰系统。干扰信号经扩频后形成许多微弱噪声的叠加。噪声累加会造成系统容量损耗。正因为这种同频率的干扰特性，WCDMA 系统的容量和覆盖是相关的。上行容量和下行容量是独立的，设计时最受限链路决定系统容量。因为基站功率在每一扇区由所有用户及信令共享，增加干扰或覆盖均会导致系统容量下降。在规划设计WCDMA网络时，按最受限上行链路确定覆盖，按最受限下行功率确定容量。WCDMA系统在下行用导频信号强度与系统总干扰的比值来衡量覆盖水平，显然它与系统的干扰水平相关。

WCDMA网络上行容量主要是干扰受限，下行容量主要是基站发射功率受限。当语音为主要业务时，容量为上行受限；当数据业务吞吐量达到一定比例后，容量转为下行受限。

 

• 噪声受限系统中实现高数据速率

假设系统中只有高斯白噪声，那么结合香农定理我们可以得出以下结论

1.      信息速率和接收信号功率直接相关。带宽一定的情况下，可以通过提高接收信号功率来增加系统容量。只要有足够高的信号接收功率，信息速率可以无限大。实际系统中，无论基站还是终端，发射功率都是有限的。我们不可能通过无限制的提高发射功率来提高信息速率。

2.      当信息速率远低于可用带宽时，带宽利用率很低，系统处于功率受限状态，增加系统带宽不能有效地提高信息速率。然而信噪比的小幅提升就可以得到带宽利用率的大幅增加，此时需要需要通过提高接收信号功率来增加系统容量。

3.      相应的，当带宽利用率很高，信息速率接近或超过可用带宽时，如果带宽不变，进一步增加信息速率，需要信号接收功率的更大幅度提升。结合香农定理，在带宽受限的环境中，在相同速率条件下，适当增加系统带宽可以降低对信号接收功率的要求。在充分利用信号接收功率的前提下，传输带宽要和所需的信号速率相匹配。

假定信号发送功率恒定，接收功率受发射机和接收机之间的距离影响，距离越近接收功率越大。在噪声受限的系统中，可以通过缩短发射机和接收机之间的距离来提高信噪比，站间距缩小，覆盖同一区域就需要更多的站点。当需要数据速率非常高的时候，站间距就会非常小，如果站间距不变，那么只有位于站点附近的用户可以享受高速服务，而距离站点远的用户则做不到。

接收信号功率的提高还可以通过增加接收天线的个数实现，也就是接收天线分集。在接收机和发射机距离一定的情况下，将多根天线接收的信噪比合并，接收天线数越多，信噪比增益越大，相应的数据速率也就越高。同样的情况也适用于发射天线分集。

发射/接收分集增加信噪比，只能信息速率增加到一定程度，当带宽利用率提高到1以上，系统从功率受限转换成带宽受限时，信噪比的增加对信息速率的影响大大下降。 此时利用多天线系统提高系统容量仍然是有效的，只是使用方式有所区别，不再是利用接收/发射分集获得增益，而是使用空间分集进行多流传输，在高信噪比环境下，MIMO（多入多出）技术可以有效地提高信息速率。

提高信噪比，除了提高信息接收功率，还可以降低噪声接收功率，比如使用更先进的射频设计和接收机算法。

 

 

• 干扰受限系统中实现高数据速率

在上一节中，我们只考虑无线链路中的噪声，而实际移动通信系统中，来自邻近小区干扰的影响要远远超过噪声，尤其是站间距小，业务量大的小区。在使用多天线MIMO的时候，干扰还可能来自本小区。

考虑干扰的链路，其信道容量的结论和噪声受限系统相似。

1.      可以通过提高信干比提高信息速率。

2.      在信干比较高的时候，信息速率的提高需要增加相应带宽。

3.      缩小站间距会降低小区的用户数也总体负荷，从而降低小区的干扰水平，提高信干比。

4.      利用多天线技术的分集接收可以提高信干比，从而提高信息速率

5.      利用多天线技术的波束赋形，将发射功率定向到接收天线，从而降低到其他链路的干扰，可以提高整个系统的信干比。

和白噪声不同的是，在一些情况下，干扰是可预知的，这样就能对干扰进行压缩，甚至彻底清除。如果噪声来自特定方向，通过多天线系统的空间处理，压缩和消除就会更加容易。