主頁(yè)（http://www.130131.com）：McWiLL技術(shù)及其應(yīng)用

1、McWiLL系統(tǒng)概述

McWiLL（Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，多載波無(wú)線信息本地環(huán)路）是國(guó)內(nèi)自主研發(fā)的移動(dòng)寬帶無(wú)線接入（BWA）系統(tǒng)，也是SCDMA綜合無(wú)線接入技術(shù)的寬帶演進(jìn)版。

1.1　系統(tǒng)指標(biāo)

McWiLL為全I(xiàn)P架構(gòu)，全面支持固定、便攜以及全移動(dòng)模式下的語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)，支持切換和漫游，終端最大移動(dòng)速度可達(dá)120 km/h，主要系統(tǒng)指標(biāo)如下。

●多址方式：CS-OFDMA（碼擴(kuò)正交頻分多址）；
    ●調(diào)制方式：QPSK、8PSK、16QAM和64QAM自適應(yīng)；
    ●基站系統(tǒng)射頻信道帶寬：5 MHz；
    ●工作頻段：400 MHz、1800 MHz、3300 MHz；
    ●單基站吞吐量：峰值凈吞吐率15 Mbit/s（5 MHz）；
    ●單基站語(yǔ)音業(yè)務(wù)容量：支持300個(gè)并發(fā)語(yǔ)音信道；
    ●覆蓋半徑：市區(qū)2～3 km，郊區(qū)8～13 km，鏈路預(yù)算＞160 dB；
    ●輸出功率：最大輸出功率2 W；
    ●接收靈敏度：-114 dBm/單信道，-93 dBm/滿載。

1.2　關(guān)鍵技術(shù)

McWiLL采用了CS-OFDMA、增強(qiáng)型智能天線、軟件無(wú)線電、自適應(yīng)調(diào)制編碼、動(dòng)態(tài)信道分配等關(guān)鍵技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、數(shù)據(jù)吞吐量高、并發(fā)用戶容量大、1×1同頻組網(wǎng)等特點(diǎn)。

（1）CS-OFDMA

CS-OFDMA是SCDMA與OFDMA技術(shù)的有機(jī)融合。這種融合的多址技術(shù)既能克服傳統(tǒng)CDMA系統(tǒng)在寬帶數(shù)據(jù)傳輸時(shí)由擴(kuò)展頻譜引起的嚴(yán)重碼間干擾，又可以有效對(duì)抗頻率選擇性衰落和相鄰小區(qū)的干擾，從而實(shí)現(xiàn)窄帶語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)的可靠傳送。

（2）增強(qiáng)型智能天線

在SCDMA系統(tǒng)智能天線技術(shù)的基礎(chǔ)上，McWiLL采用增強(qiáng)型空間零陷等優(yōu)化方案，能夠自適應(yīng)地將無(wú)線電信號(hào)導(dǎo)向期望的方向，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)接收用戶，同時(shí)將零陷對(duì)準(zhǔn)其他小區(qū)用戶，從而降低外泄干擾強(qiáng)度。McWiLL增強(qiáng)型智能天線能選擇性地接收移動(dòng)/用戶信號(hào)并刪除或抑制干擾信號(hào)。如果在某方向探測(cè)到一個(gè)干擾源，系統(tǒng)就會(huì)在此方向產(chǎn)生一個(gè)零陷，從而使接收信號(hào)質(zhì)量最佳化。McWiLL的增強(qiáng)型零陷技術(shù)大大提高了系統(tǒng)抗干擾能力，可以抑制比信號(hào)最多強(qiáng)20 dB的干擾。

（3）軟件無(wú)線電

在McWiLL系統(tǒng)中，基站、用戶終端的射頻收發(fā)機(jī)與基帶電路的接口是高速A/D或D/A變換器，全部基帶信號(hào)的處理是在數(shù)字信號(hào)處理器中由軟件完成的。當(dāng)基于軟件無(wú)線電開發(fā)新設(shè)備時(shí)，只需進(jìn)行軟件修改，這樣就減少了設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試時(shí)間，從而使產(chǎn)品更快上市。目前基于軟件無(wú)線電技術(shù)，信威公司已經(jīng)快速開發(fā)出工作在各種頻率的McWiLL產(chǎn)品以及多模終端。

（4）自適應(yīng)調(diào)制編碼

McWiLL系統(tǒng)能夠根據(jù)信道條件的變化，動(dòng)態(tài)選擇QPSK～QAM64調(diào)制方式以及不同碼率的RS碼、TURBO碼和LDPC碼，從而使系統(tǒng)吞吐量最大化。

1.3　端到端網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架

McWiLL系統(tǒng)端到端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　McWiLL端到端的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

McWiLL系統(tǒng)由終端設(shè)備、無(wú)線系統(tǒng)以及網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）三個(gè)部分組成。其中，CPE、M-IAD、PCMCIA卡、寬帶手機(jī)等終端完成用戶端設(shè)備與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的連接，基站系統(tǒng)完成用戶終端與骨干網(wǎng)絡(luò)的連接，語(yǔ)音業(yè)務(wù)匯聚網(wǎng)關(guān)與NGN配合提供大容量語(yǔ)音通信功能。EMS完成對(duì)無(wú)線系統(tǒng)中的所有終端設(shè)備、基站系統(tǒng)的設(shè)備管理、系統(tǒng)監(jiān)控、權(quán)限管理、帶寬分配等操作。

2、McWiLL系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

McWiLL系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分考慮了我國(guó)的國(guó)情，在無(wú)線覆蓋、同頻組網(wǎng)、寬窄帶業(yè)務(wù)融合、產(chǎn)品成熟度等方面優(yōu)勢(shì)明顯。

2.1　鏈路預(yù)算高

McWiLL采用業(yè)界領(lǐng)先的智能天線技術(shù)，通過(guò)空間波束賦形提高鏈路預(yù)算，8陣元智能天線系統(tǒng)下行鏈路預(yù)算可提高18 dB，上行鏈路預(yù)算可提高9 dB。同時(shí)，針對(duì)智能天線特性進(jìn)行信令協(xié)議設(shè)計(jì)，這樣可使McWiLL系統(tǒng)的鏈路預(yù)算達(dá)到160 dB以上，比其他寬帶無(wú)線系統(tǒng)高約15 dB。

較高的鏈路預(yù)算帶來(lái)明顯的優(yōu)勢(shì)：一是系統(tǒng)擁有更大的無(wú)線覆蓋范圍，如果覆蓋區(qū)域相同，那么與其他寬帶無(wú)線系統(tǒng)相比，McWiLL基站需要的數(shù)量更少，建網(wǎng)和維護(hù)成本更低；二是McWiLL系統(tǒng)比其他系統(tǒng)提供更高的衰減余量，從而提升NLOS傳輸性能和室內(nèi)覆蓋效果。例如，河北電信在廊坊安裝了7個(gè)基站，達(dá)到了該城市80%的室內(nèi)覆蓋和幾乎100%的室外覆蓋。

2.2　真正1×1同頻組網(wǎng)

由于無(wú)線頻率資源非常寶貴，且BWA所要求的頻率資源比語(yǔ)音通信系統(tǒng)多數(shù)10倍，因此對(duì)BWA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，1×1同頻組網(wǎng)尤為重要。

CS-OFDMA、智能天線零陷、動(dòng)態(tài)信道分配等技術(shù)相結(jié)合，可使McWiLL真正實(shí)現(xiàn)1×1同頻組網(wǎng)，只需5 MHz頻率資源，即可大規(guī)模組網(wǎng)，且大規(guī)模同頻組網(wǎng)性能穩(wěn)定。CS-OFDMA的碼擴(kuò)功能有很強(qiáng)的抗鄰區(qū)同頻干擾功效，在物理層和高層協(xié)議上進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)后，可使智能天線的空間零陷技術(shù)得到最大程度的發(fā)揮，并可消除鄰區(qū)同頻干擾。在以上兩種技術(shù)無(wú)法消除同頻干擾的情況下，可采用動(dòng)態(tài)信道分配技術(shù)克服同頻干擾。McWiLL系統(tǒng)的同頻組網(wǎng)性能已經(jīng)在河北電信、江西電信、山西網(wǎng)通、首都機(jī)場(chǎng)等試驗(yàn)網(wǎng)中得到驗(yàn)證。

2.3　超大語(yǔ)音業(yè)務(wù)容量及提供寬窄帶融合業(yè)務(wù)

McWiLL實(shí)現(xiàn)了高效語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的融合，空中接口對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)采用特殊處理模式，有效避免了VoIP帶來(lái)的大帶寬開銷和語(yǔ)音質(zhì)量（因無(wú)線傳輸環(huán)境變化）的不可控制。在5 MHz帶寬內(nèi)，McWiLL系統(tǒng)能夠提供15 Mbit/s的數(shù)據(jù)吞吐量或300路雙向并發(fā)語(yǔ)音，且實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)同半徑覆蓋。

運(yùn)營(yíng)商可在一張McWiLL網(wǎng)絡(luò)中提供高端移動(dòng)數(shù)據(jù)、中低端語(yǔ)音以及企業(yè)用戶的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)綜合接入，還可靈活調(diào)整業(yè)務(wù)承載比例。McWiLL用于農(nóng)村，既可很好地滿足當(dāng)前農(nóng)村電話普及的要求，又能隨著農(nóng)村信息化的深入實(shí)現(xiàn)村村上網(wǎng)。

2.4　產(chǎn)品成本低且成熟度高

McWiLL產(chǎn)品采用“大基站小終端”的設(shè)計(jì)思想，與其他寬帶無(wú)線基站相比，基站成本基本相當(dāng)，但終端產(chǎn)品成本遠(yuǎn)低于其他寬帶無(wú)線終端，接近GSM和大靈通終端成本，并能同時(shí)支持語(yǔ)音和寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

2004年，McWiLL固定版本商用。重慶移動(dòng)McWiLL試驗(yàn)網(wǎng)于2004年4月開始試運(yùn)營(yíng)，至今一直運(yùn)行穩(wěn)定。McWiLL全移動(dòng)版本于2006年年底推出，CPE、PC卡、M-IAD、無(wú)線伴侶、MEM模塊等系列化終端已經(jīng)面市，目前正在進(jìn)行大規(guī)模的商用試驗(yàn)網(wǎng)建設(shè)。

2.5　國(guó)家授權(quán)頻率及SCDMA現(xiàn)有的用戶基礎(chǔ)

在頻譜資源方面，作為SCDMA的寬帶演進(jìn)技術(shù)，McWiLL繼承了SCDMA綜合無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口射頻特性，擁有國(guó)家授權(quán)的1785～1805 MHz頻率資源。McWiLL采用軟件無(wú)線電架構(gòu)，原有的SCDMA窄帶系統(tǒng)可以平滑演進(jìn)到McWiLL，現(xiàn)網(wǎng)約400萬(wàn)的SCDMA用戶無(wú)需更換終端即可接入McWiLL網(wǎng)絡(luò)。

3、應(yīng)用案例

McWiLL系統(tǒng)自推出以來(lái)，已建設(shè)了很多商用試驗(yàn)網(wǎng)。例如，貴州McWiLL農(nóng)村黨員干部現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育示范網(wǎng)，首都機(jī)場(chǎng)及空軍某機(jī)場(chǎng)商用試驗(yàn)網(wǎng)等。下面以青島國(guó)際帆船賽試驗(yàn)網(wǎng)為例介紹McWiLL的應(yīng)用。

在2006年8月青島國(guó)際帆船賽上，奧運(yùn)會(huì)帆船委員會(huì)（簡(jiǎn)稱奧帆委）采用了信威公司的McWiLL系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)海上比賽現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控。青島奧運(yùn)帆船賽共有A、B、C、D、E共5個(gè)海域賽區(qū)，A、B、C、D共4個(gè)賽區(qū)采用BWA。覆蓋海域的兩個(gè)基站分設(shè)在海情大廈和網(wǎng)通大廈，兩個(gè)站點(diǎn)距離為3 km，采用單扇區(qū)同頻組網(wǎng)方式。實(shí)測(cè)顯示，基站覆蓋距離達(dá)17.5 km，基站天線無(wú)縫覆蓋了A、B、C、D共4個(gè)賽區(qū)，如圖2所示。

圖2　賽區(qū)地理位置

分別設(shè)立三個(gè)視頻監(jiān)控點(diǎn)，用于實(shí)時(shí)觀察賽事情況，并實(shí)現(xiàn)了在“起點(diǎn)船”上移動(dòng)上網(wǎng)以及制證中心10臺(tái)電腦的聯(lián)網(wǎng)辦公。整個(gè)賽程，移動(dòng)視頻監(jiān)控清晰流暢，Internet接入高速穩(wěn)定。

在國(guó)際帆船賽比賽中，還從未有過(guò)以無(wú)線方式實(shí)時(shí)傳送海上比賽視頻的先例。此次國(guó)內(nèi)自主寬帶接入技術(shù)成功服務(wù)奧運(yùn)賽事，成為國(guó)際帆船賽的一大亮點(diǎn)，并獲得一致好評(píng)。