[转帖]McWiLL宽带无线接入技术概述及应用案例

一杯就倒

McWiLL（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop），即多载波无线信息本地环路，是国内自主研发的移动宽带无线接入（BWA）系统，也是SCDMA综合无线接入技术的宽带演进版。

1 McWiLL系统概述 1.1 系统指标 McWiLL为全IP架构，全面支持固定、便携以及全移动模式下的话音、数据和多媒体业务，支持切换和漫游，终端最大移动速度可达120km/h。主要系统指标如下： -多址方式：CS-OFDMA -调制方式：

QPSK、8PSK、16QAM和64QAM自适应 -基站系统射频信道带宽：5MHz -工作频段：1800MHz、400MHz、3300MHz -单基站吞吐量：峰值净吞吐率15Mbps/5MHz -单基站话音业务容量：支持300个并发语音信道 -覆盖半径：市区2～3Km，郊区8～13km，链路预算>160dB -输出功率：最大输出功率2瓦 -接收灵敏度：-114dBm/单信道，-93dBm/满载 1.2 关键技术 McWiLL采用了码扩正交频分多址（CS-OFDMA）、增强型智能天线、软件无线电、自适应调制编码、动态信道分配等关键技术，具有覆盖范围广、数据吞吐量高、并发用户容量大、1x1同频组网等特点。

CS-OFDMA CS-OFDMA是SCDMA和OFDMA技术的有机融合。这种融合的多址技术既能克服传统CDMA系统在宽带数据传输时由扩展频谱引起的严重码间干扰(ISI)，又可以有效地对抗频率选择性衰落和相邻小区的干扰，从而实现窄带语音和宽带数据的可靠传送。 增强型智能天线 McWiLL在SCDMA系统智能天线技术的基础上，采用增强型空间零陷等优化方案，能够自适应地将无线电信号导向期望的方向，使天线主波束对准接收用户，同时将零陷对准其他小区用户从而降低外泄干扰强度。McWiLL增强型智能天线能选择性地接收移动用户信号并删除或抑制干扰信号。如果在某方向探测到一个干扰源，系统就会在此方向产生一个零陷，从而使接收信号质量最佳化。McWiLL的增强型零陷技术大幅提高了系统抗干扰能力，可以抑制比信号最多强20dB的干扰。 软件无线电 McWiLL系统中，基站、用户终端的射频收发机与基带电路的接口都是高速A/D或D/A变换器，全部基带信号的处理都是在数字信号处理器中用软件完成。基于软件无线电开发新设备只需进行软件修改，减少设计、制造和测试时间，从而使产品更快上市。基于软件无线电技术，大唐电信科技产业集团旗下核心企业之一的信威已快速开发出工作于各种频率的McWiLL产品以及多模终端。 自适应调制编码 McWiLL系统能够根据信道条件的变化，动态选择QPSK~QAM64的调制方式，以及不同码率的RS码、TURBO码和LDPC码，从而使系统吞吐量最大化。 1.3 端到端网络构架 McWiLL系统端到端网络结构如下图所示：
图1 McWiLL端到端网络架构

McWiLL系统由终端设备、无线系统以及网元管理系统EMS三个部分组成。其中，CPE、MIAD、PCMCIA卡、宽带手机等终端完成用户端设备与无线网络的连接，基站系统完成用户终端与骨干网络的连接，语音业务汇聚网关SAG与NGN配合提供大容量语音通信功能。网元管理系统EMS完成对无线系统中的所有终端设备、基站系统的设备管理、系统监控、权限管理、带宽分配等操作。

2 McWiLL系统的优势

McWiLL系统设计充分考虑了我国的国情，在无线覆盖、同频组网、宽窄带业务融合、产品成熟度等方面优势明显。

2.1 链路预算高 McWiLL采用业界领先的智能天线技术，通过空间波束赋形提高链路预算，8阵元智能天线系统下行链路预算提高18dB，上行链路预算提高9dB。同时，信令协议设计针对智能天线的特性，使McWiLL系统的链路预算达到160dB以上，比其他宽带无线系统高约15dB。 较高的链路预算带来诸多方面的优势：（1）系统拥有更大的无线覆盖范围，如果覆盖相同区域，那么与其他宽带无线系统相比，需要的McWiLL基站数量更少，建网和维护成本更低；（2）系统能够比其他系统提供更高的衰落裕量，从而提升NLOS传输性能和室内覆盖效果。例如河北电信在廊坊市安装7个基站，达到了城市80%的室内覆盖和几乎100％的室外覆盖。

2.2 真正1x1同频组网 由于无线电频率资源是非常宝贵而稀缺的，并且BWA所要求的频率资源将比语音通信系统高数十倍，因此1x1同频组网对BWA系统尤为重要。 McWiLL采用的CS-OFDMA技术、智能天线零陷技术、动态信道分配技术的结合，实现了真正的1x1同频组网。只需要5MHz频率资源，即可大规模组网，且大规模同频组网情况下性能稳定。其中CS-OFDMA，其码扩功能有很强的抗邻区同频干扰的功效；在物理层和高层协议上做了特殊设计，使智能天线的空间零陷技术得到最大程度的发挥，以消除邻区同频干扰；在以上两种技术仍无法消除的同频干扰的情况下，采用动态信道分配技术克服同频干扰。McWiLL系统的同频组网性能已经在河北电信、江西电信、山西网通、首都机场等试验网中得到验证。

2.3 超大语音业务容量及提供宽窄带融合业务 McWiLL实现了高效语音和数据业务融合，空中接口对语音业务采用特殊处理模式，有效避免了VoIP带来的大带宽开销和语音质量因无线传输环境变化的不可控制。系统在5MHz带宽内，能够提供15Mbps的数据吞吐量，或300路双向并发语音，且实现语音和宽带数据业务同半径覆盖。 McWiLL可以使运营商建设一张网络就可以提供高端移动数据、中低端语音以及企业用户的话音和数据综合接入。随着经济发展和市场的变化，运营商可以灵活调整业务承载比例以适应用户需求。如McWiLL用于农村既可很好满足当前农村电话普及的要求，又能随着农村信息化的深入实现村村能上网。

2.4 产品低成本且成熟度高 McWiLL产品采用“大基站小终端”设计思想，基站成本与其他宽带无线基站相当，而终端产品成本远低于其他宽带无线终端，接近GSM和大灵通终端成本并能同时支持语音和宽带数据业务。 McWiLL固定版本，2004年已经商用。例如重庆移动McWiLL试验网，2004年4月开始试运营，至今一直运行稳定。McWiLL全移动版本于2006年年底推出，CPE、PC卡、MIAD、无线伴侣、MEM模块等系列化终端已经面市，目前正在进行大规模商用试验网建设。

2.5 国家授权频率及SCDMA现有用户基础 在频谱资源方面，McWiLL作为SCDMA的宽带演进技术，继承了SCDMA综合无线接入系统的空中接口射频特性，拥有国家授权的1785-1805MHz频率资源。McWiLL采用软件无线电架构，原有SCDMA窄带系统可以平滑演进到McWiLL，现网约400万SCDMA用户无需更换终端即可接入McWiLL网络，从而拥有庞大的用户基础。

3 应用案例 McWiLL系统推出以来，已经与中国网通在青岛、四川等地建设商用试验网；与中国移动在重庆、广东等地建设商用试验网；与中国电信在江西、河北等地建设商用试验网；此外，还建成贵州McWiLL农村党员干部现代远程教育示范网、首都机场及空军某机场商用试验网等等。下面以青岛国际帆船赛案例介绍McWiLL的应用。 在2006年8月青岛国际帆船赛上，奥帆委采用了信威公司的McWiLL宽带无线接入技术实现海上比赛现场视频监控。青岛奥运帆船赛共有A、B、C、D、E五个海域赛区，A、B、C、D四个赛区为此次比赛使用的赛区。覆盖海域的两个基站布设在海情大厦和网通大厦，两个站点距离为3公里，采用了单扇区同频组网方式。海上的实测显示，基站覆盖距离达17.5公里，基站天线无缝覆盖了A、B、C、D四个赛区，如下图所示。

图2 赛区地理位置

在运动员媒体中心、技术运行中心和青岛网通公司分别设立三个视频监控点，用于实时观察赛事情况；并实现“起点船”上媒体记者移动上网以及制证中心十台电脑的联网办公。在现场使用过程中，移动视频监控清晰流畅，Internet接入高速稳定。
图3 青岛奥帆委媒体运行中心（左）及比赛现场视频监控画面（右）

在以往的世界帆船比赛中还从未有过以无线方式实时传送海上比赛视频的先例，此次将国内自主的宽带接入技术用于奥运赛事，成为了奥帆赛上的一大亮点。这次应用得到了现场媒体记者、奥帆委领导和网通集团领导的一致好评。

4 结束语 从技术性能、产品成熟度以及国家频率政策支持等各个角度看，McWiLL是最适合我国国情的宽带无线接入系统。针对McWiLL产业化这一薄弱环节，正积极进行产业化部署，包括行业技术标准、McWiLL技术论坛和产业联盟等相关工作已经快速启动并实施。此外，McWiLL拥有400万SCDMA用户基础，有望成为我国主流的宽带无线接入制式。