McWiLL無線寬帶基站的信道資源管理

0引言

隨著科技的不斷發(fā)展，以數據業(yè)務為主的固定寬帶無線接入技術發(fā)展已經很成熟，而移動寬帶無線通信技術還并沒有得到廣泛的應用。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實現(xiàn)上的矛盾，故要面臨路徑損耗和鏈路預算、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，而iSWAN1800型基站是McWiLL技術中的核心單元，是連接終端無線設備與核心網的橋梁，因此本文重點介紹iSWAN1800型基站對其信道資源的分配。

1基站的信道結構

McWiLL無線寬帶接入技術在SCDMA技術體系基礎上提出了CS-OFDMA無線接入多址方式。它結合了OFDMA和SCDMA的技術優(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，每個TDD周期中劃分了8個業(yè)務時隙。下面以5Mhz射頻帶寬為例，介紹基站的信道資源結構。

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。

在調制過程中，每個用戶調制信號的連續(xù)N(1～8)個符號首先經過一個擴頻系數為8的正交碼擴頻調制，擴頻調制后的N個信號相加產生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個碼片信號調制到對應的8個子載波上。這樣調制的結果是，把每個符號的能量分散調制到了均勻分布在1Mhz子載波組中的8個子載波上。

結合CS-OFDMA和TDMA，可以計算出McWiLL系統(tǒng)的最大物理信道數量是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：

①廣播信道(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。

②測距信道(RG)/測距接入響應信道(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信道發(fā)送響應，調整終端上行同步及功控。

③上行接入信道(RACH)/接入響應信道(RARCH)

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

④業(yè)務信道(TCH)

終端在上下行時隙用于發(fā)送數據、語音和傳送控制信息等業(yè)務，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。這些構成了所有的業(yè)務并發(fā)信道。

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

表1調制方式與帶寬

調制方式 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。基站會根據干擾，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)先級搶占就是根據百分比分配系統(tǒng)用戶的帶寬。

4小結

隨著數據業(yè)務的發(fā)展，寬帶無線通信技術的需求已經越來越高，iSWAN1800寬帶基站作為McWiLL無線寬帶技術中連接用戶端與核心網的樞紐，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提供了可靠地保障。