咀嚼几个无线术语
2.1 正交性、相关性
在无线通信环境中,相互正交的信道就是互不依赖、互不相关、相互区别的信道,可以通过空间、时间、频率、码等途径实现信道之间的“正交”。
2.1.1 正交码
空间、频率、时间都是硬资源。空间资源是指天线单元;频率资源指的是载波、频点资源;时间资源指的是时序。
码资源是一种软资源。只要码足够长,同一空间、频率、时间,可以支持无穷多个相互正交的信道。但码不宜过长,否则计算复杂性增加,对芯片的计算能力要求就苛刻了。
原始信息和扩频码按位相乘,即为扩频,接收到的数据和扩频码按位相乘,即为解扩。
什么样的扩频码是正交呢?
1、自己和自己按位相乘之和大于0;
2、自己和别人按位相乘之和等于0。
2.1.2 正交子载波
传统的频分多址方式用不相重叠的两个频带即频带之间有一定的保护带宽来区分不同的信息通道。
频带有所重叠的载波,也可以区分不同的信道,即引入了正交子载波的概念。正弦波和余弦波就是正交的。
LTE的关键技术之一的OFDM就是正交子载波的频分复用技术。
2.2 复用、分集、多址
2.2.1 复用与分集
复用与分集是两种典型的无线传输技术。
复用(Multiplexing)。不同的信号、共同的通道。发送端复用;接收端解复用。提高资源利用率。
分集(Diversity)。相同信号、独立的通道。在接收端把不同路径的信号合并起来,可以获得分集增益。提高信息传送的可靠性、正确性。
LTE使用多进多出的MIMO技术,可以起到空间复用和空间分集的作用。
2.2.2 复用与多址
复用(Division Multiplexing,DM)和多址(Division Multiple Access,DMA)的共同特点是在某一共同资源上传送多个数据流。但复用技术并不管多个数据流是用于一个用户,还是九个用户。多址技术则是不同用户的多个数据流的复用,是要区分不同用户的。
复用技术可以用“XDM”便是,多址技术可以用“XDMA”来表示。X可以是T、F、S、C。
多址技术是为了把信息传送给正确的人。
2.3 自适应
无线链路自适应通常通过功率控制或者速率控制来控制来实现。无论是功率控制还是速率控制,都是一种信道自适应技术。
功率控制:WCDMA或TD-SCDMA的PS64k、PS128k
速率控制:WCDMA或TDSCDMA的HSDPA
动态信道分配(Dynamic Channel Allocation,DCA)的技术,也属于信道自适应技术,或者叫做资源自适应。
智能天线或者自适应天线,其实也是一种链路自适应技术,属于空间自适应技术或者波束自适应技术范畴。
LTE中,一种全新的自适应技术——带宽自适应技术
2.3.1 功率自适应
功率控制分开环功控、闭环功控。
开环功控:UE自己判断,是否需要增大或者减小功率
闭环功控:基站告诉UE你要增加或者减小功率,UE再做处理
2.3.2 速率自适应
速率的变化通常是通过调节数据块大小、编码方式和调制方式来实现的。
3G中语音业务速率控制技术是AMR(Adaptive MultiRate,自适应多速率)。AMR共定义了8种语音业务的数据块大小模式,每一种模式对应一种速率。
3G中HSDPA速率控制的技术是AMC(Adaptive Moderation and Coding,自适应调试编码)
速率自适应技术,最基本的速率控制手段不外乎改变调制和编码的方式。
靠近基站的用户,无线环境好,链路质量较好,一般采用高阶调制方式(HSDPA中的16QAM和EDGE中的8PSK)和高效率信道编码(如3/4编码速率),可获得较高的数据业务率。
远离基站的用户,其无线环境较差,接收到的无线信号功率低,链路质量很低,一般采用低阶调制方式(QPSK)和低效率的信道编码(1/4编码速率),可获得的数据业务吞吐量较低。
2.4 共享和专用
电路交换域在连接建立时核心网要分配专用的网络资源,在释放连接时,释放专用资源;分组交换域的分组交换是以分组(Packet)为单位进行传输和交换的,无需再信息交互的双方建立专用的链接,无需为每一个业务分配专用的资源。电路交换域保证了业务的实时性,资源利用效率不高;分组交换域提供了资源的共享性,但牺牲了业务的实时性。LTE的核心网将取消CS域,全部采用PS域。
物理信道也分共享信道(Shared Channel,SCH)和专用(Dedicated)信道(DCH),CS业务(AMR、VP)和PS业务(PS64k、PS128k、PS384k)的业务承载常采用专用信道的方式,而HSDPA、HSUPA、LTE的业务承载采用共享信道的方式。
2.5 竞争方式、调度方式
无线资源配置的方式也可分为两种:基于竞争的分配方式和基于调度的分配方式。
2.5.1 基于竞争的资源分配方式
这种方式首先在以太网中使用,在WLAN中也使用这种方式,如CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波监听多路访问)
2.5.2 基于调度的资源分配方式
网络中需要进行无线资源管理(RRM)和调度。有效分配网络资源,最大程度提高网络资源利用率,避免由于竞争冲突造成的网络资源浪费;但需要频繁的信令交互,对无线资源调度部门的出来能力要求较高。
2G、3G无线制式中,无线资源管理模块在基站控制器(GSMde BSC、WCDMA和TD-SCDMA的RNC)。LTE中,该模块下移到基站(eNodeB)中。
无线资源的调度算法决定共享资源应该给哪些用户分配,有三种方式,轮询(Round Robin,RR)算法、最大载干比(Max C/I)算法和部分公平(Partional Fair,PF)算法。
轮询:先到先分配
最大载干比:把资源优先分配给信号质量较好的用户
最大公平:前两者妥协折中
2.6 业务面和控制面
无线通信里,业务面,也叫用户面,负责传送和处理用户业务数据的工作;控制面,负责传送和处理系统控制协调信令的工作。
无线信道一般都分为业务信道(Traffic Channel,TCH)和控制信道(Control Channel,CCH)两大类。TD-SCDMA的HSDPA技术,业务信道是HS-DSCH,控制信道是HS-SCCH
2.7 集中和分布
资源布置的方式包括两种:集中和分散(分布)
2.8 层级化、扁平化、网状网
WLAN的802.11n版本英文名称为Mesh,其含义就是“网孔”。和LTE不同的是:AP之间接口的物理形式可以是无线的,而LTE中的eNodeB之间的接口是有限的。