採用交換式波束成形之智慧型天線架構與通道重置技術下之下鏈路蜂巢式正交分頻多重接取系統容量分析

Abstract

正交分頻多重接取(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)技術由於具備了在多路徑(multipath)傳播環境下提供高資料傳輸率的能力，已被新型之IEEE 802.16無線寬頻接取(Broadband Wireless Access, BWA)系統所採用，且被視為是第四代(4th Generation, 4G)行動通訊系統潛在所可能採用之多重接取技術。在蜂巢式(cellular)正交分頻多重接取系統中，系統容量除了受限於可使用的頻寬，亦會受同頻道干擾(co-channel interference)的影響。藉由通道重置技術將各基地台之子通道(sub-channel)與子載波(sub-carrier)的對應關係重新排列，可達到將同頻道干擾之影響分散在整個所使用頻寬內之效果以避免最惡劣的干擾狀況發生：而採用波束成型技術除了可增加天線增益之外，亦可藉由空間上的區隔進一步降低同頻干擾的影響以增加系統容量。之外，系統亦可藉由在空間中不同的波束中重覆使用相同的子通道以達成分域多重接取(Space Division Multiple Access, SDMA)並增加系統容量。本篇論文分析了在採用交換式波束成型與通道重置技術下之蜂巢式正交分頻多重接取系統容量，並在分析過程中引入實際的波束場型(beam pattern)以觀察不同天線技術對系統容量之影響。並由分析結果得知當系統採用交換式波束成型與通道重置技術時，頻率重複使用係數為1(universal frequency reuse)時的系統容量將會最高。