McWiLL技術(shù)對無線基站信道資源的分配準則

　　引言

　　隨著科技的不斷發(fā)展，以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的固定寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展已經(jīng)很成熟，而移動寬帶無線通信技術(shù)還并沒有得到廣泛的應(yīng)用。由于移動寬帶無線接入系統(tǒng)需要解決帶寬、移動性和覆蓋范圍三者之間在技術(shù)實現(xiàn)上的矛盾，故要面臨路徑損耗和鏈路預(yù)算、多徑傳輸、信道間相互干擾等主要問題，這就不可避免的涉及到了信道資源的問題。

　　大慶油田采用了基于SCDMA的McWill無線寬帶通信技術(shù)，而iSWAN1800型基站是McWiLL技術(shù)中的核心單元，是連接終端無線設(shè)備與核心網(wǎng)的橋梁，因此本文重點介紹iSWAN1800型基站對其信道資源的分配。

　　1基站的信道結(jié)構(gòu)

　　McWiLL無線寬帶接入技術(shù)在SCDMA技術(shù)體系基礎(chǔ)上提出了CS-OFDMA無線接入多址方式。它結(jié)合了OFDMA和SCDMA的技術(shù)優(yōu)點。與傳統(tǒng)的CDMA系統(tǒng)不同，McWiLL采用的是頻域擴頻，而不是時域擴頻。在McWiLL系統(tǒng)中，除了CS-OFDMA多址方式外，還采用了TDMA技術(shù)，每個TDD周期中劃分了8個業(yè)務(wù)時隙。下面以5Mhz射頻帶寬為例，介紹基站的信道資源結(jié)構(gòu)。

　　帶寬為5Mhz的載波首先被劃分成5個占用1Mhz帶寬的子載波組，每個子載波組包含8個時隙，也就是分成8個子載波集合，每個集合包含16個連續(xù)的子載波，載波組1、5因為在兩邊，為了避免干擾，需要空出兩個信道作為保護信道，所以只有14個信道。

　　在調(diào)制過程中，每個用戶調(diào)制信號的連續(xù)N（1～8）個符號首先經(jīng)過一個擴頻系數(shù)為8的正交碼擴頻調(diào)制，擴頻調(diào)制后的N個信號相加產(chǎn)生8個碼片信號。然后分別從這8個子載波集合中選取一個子載波（1/16），把8個碼片信號調(diào)制到對應(yīng)的8個子載波上。這樣調(diào)制的結(jié)果是，把每個符號的能量分散調(diào)制到了均勻分布在1Mhz子載波組中的8個子載波上。

　　結(jié)合CS-OFDMA和TDMA，可以計算出McWiLL系統(tǒng)的最大物理信道數(shù)量是5×16×8/2=320（個）。

　　2基站的物理信道種類

　　如前所述，McWiLL系統(tǒng)的最大物理信道數(shù)量是320個，這其中還包括了一些用于接入信道等公用信道開銷，下面簡單介紹一下iSWAN1800基站的信道種類。

　　McWiLL系統(tǒng)有以下物理信道種類：

　?、購V播信道（BCH）：

　　包含兩個子信道，主要用途是基站在下行時隙廣播基站信息和終端尋呼消息，廣播IP/OAM廣播包和尋呼，廣播信道的發(fā)送能量大，以此保證終端的正常接收。

　?、跍y距信道（RG）/測距接入響應(yīng)信道（RRCH）

　　測距信道主要用于終端在下行和上行的保護時隙發(fā)送測距消息。當終端發(fā)送測距請求后，基站用測距接入響應(yīng)信道發(fā)送響應(yīng)，調(diào)整終端上行同步及功控。

　　③上行接入信道（RACH）/接入響應(yīng)信道（RARCH）

　　上行接入信道用于終端上行時隙發(fā)送接入請求消息，接入響應(yīng)信道用于基站在下行時隙發(fā)送信道分配消息。

　?、軜I(yè)務(wù)信道（TCH）

　　終端在上下行時隙用于發(fā)送數(shù)據(jù)、語音和傳送控制信息等業(yè)務(wù)，用下行波束形成。

　　3基站無線資源及分配原則

　　3.1無線資源

　　iSWAN1800基站的資源包括兩部分，一是能量，二是子信道的數(shù)量。上行能量每個TS受限總功率為25dBm，400M是24dBm，下行總能量是固定的，同時支持的滿功率信道和覆蓋成反比。

　　子信道的數(shù)量取決于兩方面，一是在時域中，有8個時隙；二是在頻域有5個載波組，邊緣載波組有14個子信道，非邊緣載波組有16個子信道。這些構(gòu)成了所有的業(yè)務(wù)并發(fā)信道。

　　在帶寬方面，每個子信道占用的帶寬是隨著信道調(diào)制方式的不同而變化的，具體情況如下表：

　　表1調(diào)制方式與帶寬

　　調(diào)制方式子信道帶寬終端總帶寬基站總帶寬

　　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分配及搶占原則

　　有了豐富的資源，如何將這些資源合理的分配給各個用戶，也是很重要的一個問題，iSWAN1800基站是按照一定的算法規(guī)則來進行資源分配的?；緯鶕?jù)干擾，信噪比，能量等信息選擇時隙，一般干擾最小的時隙將會優(yōu)先分配出去。基站也會根據(jù)帶寬請求來分配資源。而干擾情況，信噪比，以及能量等信息，都將成為分配的參考因素，每個時隙可以分配多少子信道。

　　每個用戶盡量滿足其最小帶寬。如果某一個用戶得不到而且是由于系統(tǒng)沒有資源，則觸發(fā)搶占原則。觸發(fā)后，這個用戶所在載波組的其它用戶在一定時間內(nèi)將只能得到其最小帶寬，如果這樣還不能滿足其最小帶寬，將觸發(fā)優(yōu)先級搶占。每個用戶屬于一個優(yōu)先級組，這個組預(yù)先配置了其可以占用的系統(tǒng)資源百分比，優(yōu)先級搶占就是根據(jù)百分比分配系統(tǒng)用戶的帶寬。

　　4小結(jié)

　　隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，寬帶無線通信技術(shù)的需求已經(jīng)越來越高，iSWAN1800寬帶基站作為McWiLL無線寬帶技術(shù)中連接用戶端與核心網(wǎng)的樞紐，合理地對無線資源進行了分配，提高了整個McWiLL無線通信系統(tǒng)的效率，從而為大慶油田的生產(chǎn)提供了可靠地保障。


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