McWiLL技术对无线基站信道资源的分配原则

出处:robshine 发布于:2012-12-25 15:09:33

  引言

  随着科技的不断发展,以数据业务为主的固定宽带无线接入技术发展已经很成熟,而移动宽带无线通信技术还并没有得到广泛的应用。由于移动宽带无线接入系统需要解决带宽、移动性和覆盖范围三者之间在技术实现上的矛盾,故要面临路径损耗和链路预算、多径传输、信道间相互干扰等主要问题,这就不可避免的涉及到了信道资源的问题。

  大庆油田采用了基于SCDMA的McWill无线宽带通信技术,而iSWAN1800型基站是McWiLL技术中的单元,是连接终端无线设备与网的桥梁,因此本文重点介绍iSWAN1800型基站对其信道资源的分配。

  1基站的信道结构

  McWiLL无线宽带接入技术在SCDMA技术体系基础上提出了CS-OFDMA无线接入多址方式。它结合了OFDMA和SCDMA的技术优点。与传统的CDMA系统不同,McWiLL采用的是频域扩频,而不是时域扩频。在McWiLL系统中,除了CS-OFDMA多址方式外,还采用了TDMA技术,每个TDD周期中划分了8个业务时隙。下面以5Mhz射频带宽为例,介绍基站的信道资源结构。

  带宽为5Mhz的载波首先被划分成5个占用1Mhz带宽的子载波组,每个子载波组包含8个时隙,也就是分成8个子载波集合,每个集合包含16个连续的子载波,载波组1、5因为在两边,为了避免干扰,需要空出两个信道作为保护信道,所以只有14个信道。

  在调制过程中,每个用户调制信号的连续N(1~8)个符号首先经过一个扩频系数为8的正交码扩频调制,扩频调制后的N个信号相加产生8个码片信号。然后分别从这8个子载波集合中选取一个子载波(1/16),把8个码片信号调制到对应的8个子载波上。这样调制的结果是,把每个符号的能量分散调制到了均匀分布在1Mhz子载波组中的8个子载波上。

  结合CS-OFDMA和TDMA,可以计算出McWiLL系统的物理信道数量是5×16×8/2=320(个)。

  2基站的物理信道种类

  如前所述,McWiLL系统的物理信道数量是320个,这其中还包括了一些用于接入信道等公用信道开销,下面简单介绍一下iSWAN1800基站的信道种类。

  McWiLL系统有以下物理信道种类:

  ①广播信道(BCH):

  包含两个子信道,主要用途是基站在下行时隙广播基站信息和终端寻呼消息,广播IP/OAM广播包和寻呼,广播信道的发送能量大,以此保证终端的正常接收。

  ②测距信道(RG)/测距接入响应信道(RRCH)

  测距信道主要用于终端在下行和上行的保护时隙发送测距消息。当终端发送测距请求后,基站用测距接入响应信道发送响应,调整终端上行同步及功控。

  ③上行接入信道(RACH)/接入响应信道(RARCH)

  上行接入信道用于终端上行时隙发送接入请求消息,接入响应信道用于基站在下行时隙发送信道分配消息。

  ④业务信道(TCH)

  终端在上下行时隙用于发送数据、语音和传送控制信息等业务,用下行波束形成。

  3基站无线资源及分配原则

  3.1无线资源

  iSWAN1800基站的资源包括两部分,一是能量,二是子信道的数量。上行能量每个TS受限总功率为25dBm,400M是24dBm,下行总能量是固定的,同时支持的满功率信道和覆盖成反比。

  子信道的数量取决于两方面,一是在时域中,有8个时隙;二是在频域有5个载波组,边缘载波组有14个子信道,非边缘载波组有16个子信道。这些构成了所有的业务并发信道。

  在带宽方面,每个子信道占用的带宽是随着信道调制方式的不同而变化的,具体情况如下表:

  表1调制方式与带宽

  调制方式子信道带宽终端总带宽基站总带宽

  QPSK 8Kbps 16×8×8Kbps≈1Mbps 76×8×8Kbps≈5Mbps

  QAM8 12Kbps 16×8×12Kbps≈1.5Mbps 76×8×12Kbps≈7.5Mbps

  QAM16 16Kbps 16×8×16Kbps≈2Mbps 76×8×16Kbps≈10Mbps

  QAM64 24Kbps 16×8×24Kbps≈3Mbps 76×8×24Kbps≈15Mbps

  3.2分配及抢占原则

  有了丰富的资源,如何将这些资源合理的分配给各个用户,也是很重要的一个问题,iSWAN1800基站是按照一定的算法规则来进行资源分配的。基站会根据干扰,信噪比,能量等信息选择时隙,一般干扰的时隙将会优先分配出去。基站也会根据带宽请求来分配资源。而干扰情况,信噪比,以及能量等信息,都将成为分配的参考因素,每个时隙可以分配多少子信道。

  每个用户尽量满足其带宽。如果某一个用户得不到而且是由于系统没有资源,则触发抢占原则。触发后,这个用户所在载波组的其它用户在一定时间内将只能得到其带宽,如果这样还不能满足其带宽,将触发优先级抢占。每个用户属于一个优先级组,这个组预先配置了其可以占用的系统资源百分比,优先级抢占就是根据百分比分配系统用户的带宽。

  4小结

  随着数据业务的发展,宽带无线通信技术的需求已经越来越高,iSWAN1800宽带基站作为McWiLL无线宽带技术中连接用户端与网的枢纽,合理地对无线资源进行了分配,提高了整个McWiLL无线通信系统的效率,从而为大庆油田的生产提供了可靠地保障。

关键词:无线

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