McWiLL宽带基站的信道管理

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0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技术中的核心单元,是连接终端无线设备与核心网的桥梁,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系统的最大物理信道数量是5×16×8/2=320(个)。

2基站的物理信道种类

如前所述,McWiLL系统的最大物理信道数量是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,一般干扰最小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最小带宽。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最小带宽,如果这样还不能满足其最小带宽,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核心网的枢纽,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。

 

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