1、McWiLL系統概述

　　McWiLL(Multi-Carrier Wireless Information Local Loop，多載波無線信息本地環路)是國內自主研發的移動寬帶無線接入(BWA)系統，也是SCDMA綜合無線接入技術的寬帶演進版。

　　1.1　系統指標

　　McWiLL為全IP架構，全面支持固定、便攜以及全移動模式下的語音、數據和多媒體業務，支持切換和漫游，終端最大移動速度可達120 km/h，主要系統指標如下。

　　●多址方式：CS-OFDMA(碼擴正交頻分多址);

　　●調制方式：QPSK、8PSK、16QAM和64QAM自適應;

　　●基站系統射頻信道帶寬：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);

　　●單基站語音業務容量：支持300個并發語音信道;

　　●覆蓋半徑：市區2～3 km，郊區8～13 km，鏈路預算>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　關鍵技術

　　McWiLL采用了CS-OFDMA、增強型智能天線、軟件無線電、自適應調制編碼、動態信道分配等關鍵技術，具有覆蓋范圍廣、數據吞吐量高、并發用戶容量大、1×1同頻組網等特點。

　　(1)CS-OFDMA

　　CS-OFDMA是SCDMA與OFDMA技術的有機融合。這種融合的多址技術既能克服傳統CDMA系統在寬帶數據傳輸時由擴展頻譜引起的嚴重碼間干擾，又可以有效對抗頻率選擇性衰落和相鄰小區的干擾，從而實現窄帶語音和寬帶數據的可靠傳送。

　　(2)增強型智能天線

　　在SCDMA系統智能天線技術的基礎上，McWiLL采用增強型空間零陷等優化方案，能夠自適應地將無線電信號導向期望的方向，使天線主波束對準接收用戶，同時將零陷對準其他小區用戶，從而降低外泄干擾強度。McWiLL增強型智能天線能選擇性地接收移動/用戶信號并刪除或抑制干擾信號。如果在某方向探測到一個干擾源，系統就會在此方向產生一個零陷，從而使接收信號質量最佳化。McWiLL的增強型零陷技術大大提高了系統抗干擾能力，可以抑制比信號最多強20 dB的干擾。

　(3)軟件無線電

　　在McWiLL系統中，基站、用戶終端的射頻收發機與基帶電路的接口是高速A/D或D/A變換器，全部基帶信號的處理是在數字信號處理器中由軟件完成的。當基于軟件無線電開發新設備時，只需進行軟件修改，這樣就減少了設計、制造和測試時間，從而使產品更快上市。目前基于軟件無線電技術，信威公司已經快速開發出工作在各種頻率的McWiLL產品以及多模終端。

　　(4)自適應調制編碼

　　McWiLL系統能夠根據信道條件的變化，動態選擇QPSK～QAM64調制方式以及不同碼率的RS碼、TURBO碼和LDPC碼，從而使系統吞吐量最大化。

　　1.3　端到端網絡構架

　　McWiLL系統端到端的網絡架構如圖1所示。

圖1 McWiLL端到端的網絡架構

　　McWiLL系統由終端設備、無線系統以及網元管理系統(EMS)三個部分組成。其中，CPE、M-IAD、PCMCIA卡、寬帶手機等終端完成用戶端設備與無線網絡的連接，基站系統完成用戶終端與骨干網絡的連接，語音業務匯聚網關與NGN配合提供大容量語音通信功能。EMS完成對無線系統中的所有終端設備、基站系統的設備管理、系統監控、權限管理、帶寬分配等操作。

　2、McWiLL系統的優勢

　　McWiLL系統設計充分考慮了我國的國情，在無線覆蓋、同頻組網、寬窄帶業務融合、產品成熟度等方面優勢明顯。

　　2.1　鏈路預算高

　　McWiLL采用業界領先的智能天線技術，通過空間波束賦形提高鏈路預算，8陣元智能天線系統下行鏈路預算可提高18 dB，上行鏈路預算可提高9 dB。同時，針對智能天線特性進行信令協議設計，這樣可使McWiLL系統的鏈路預算達到160 dB以上，比其他寬帶無線系統高約15 dB。

　　較高的鏈路預算帶來明顯的優勢：一是系統擁有更大的無線覆蓋范圍，如果覆蓋區域相同，那么與其他寬帶無線系統相比，McWiLL基站需要的數量更少，建網和維護成本更低;二是McWiLL系統比其他系統提供更高的衰減余量，從而提升NLOS傳輸性能和室內覆蓋效果。例如，河北電信在廊坊安裝了7個基站，達到了該城市80%的室內覆蓋和幾乎100%的室外覆蓋。

　　2.2　真正1×1同頻組網

　　由于無線頻率資源非常寶貴，且BWA所要求的頻率資源比語音通信系統多數10倍，因此對BWA系統來說，1×1同頻組網尤為重要。

　　CS-OFDMA、智能天線零陷、動態信道分配等技術相結合，可使McWiLL真正實現1×1同頻組網，只需5 MHz頻率資源，即可大規模組網，且大規模同頻組網性能穩定。CS-OFDMA的碼擴功能有很強的抗鄰區同頻干擾功效，在物理層和高層協議上進行特殊設計后，可使智能天線的空間零陷技術得到最大程度的發揮，并可消除鄰區同頻干擾。在以上兩種技術無法消除同頻干擾的情況下，可采用動態信道分配技術克服同頻干擾。McWiLL系統的同頻組網性能已經在河北電信、江西電信、山西網通、首都機場等試驗網中得到驗證。

　　2.3　超大語音業務容量及提供寬窄帶融合業務

　　McWiLL實現了高效語音和數據業務的融合，空中接口對語音業務采用特殊處理模式，有效避免了VoIP帶來的大帶寬開銷和語音質量(因無線傳輸環境變化)的不可控制。在5 MHz帶寬內，McWiLL系統

　　能夠提供15 Mbit/s的數據吞吐量或300路雙向并發語音，且實現語音和寬帶數據業務同半徑覆蓋。

　　運營商可在一張McWiLL網絡中提供高端移動數據、中低端語音以及企業用戶的語音和數據綜合接入，還可靈活調整業務承載比例。McWiLL用于農村，既可很好地滿足當前農村電話普及的要求，又能隨著農村信息化的深入實現村村上網。

　　2.4　產品成本低且成熟度高

　　McWiLL產品采用“大基站小終端”的設計思想，與其他寬帶無線基站相比，基站成本基本相當，但終端產品成本遠低于其他寬帶無線終端，接近GSM和大靈通終端成本，并能同時支持語音和寬帶數據業務。

　　2004年，McWiLL固定版本商用。重慶移動McWiLL試驗網于2004年4月開始試運營，至今一直運行穩定。McWiLL全移動版本于 2006年年底推出，CPE、PC卡、M-IAD、無線伴侶、MEM模塊等系列化終端已經面市，目前正在進行大規模的商用試驗網建設。

　　2.5　國家授權頻率及SCDMA現有的用戶基礎

　　在頻譜資源方面，作為SCDMA的寬帶演進技術，McWiLL繼承了SCDMA綜合無線接入系統的空中接口射頻特性，擁有國家授權的 1785～1805 MHz頻率資源。McWiLL采用軟件無線電架構，原有的SCDMA窄帶系統可以平滑演進到McWiLL，現網約400萬的SCDMA用戶無需更換終端即可接入McWiLL網絡。

　3、應用案例

　　McWiLL系統自推出以來，已建設了很多商用試驗網。例如，貴州McWiLL農村黨員干部現代遠程教育示范網，首都機場及空軍某機場商用試驗網等。下面以青島國際帆船賽試驗網為例介紹McWiLL的應用。

　　在2006年8月青島國際帆船賽上，奧運會帆船委員會(簡稱奧帆委)采用了信威公司的McWiLL系統實現海上比賽現場的視頻監控。青島奧運帆船賽共有A、B、C、D、E共5個海域賽區，A、B、C、D共4個賽區采用BWA。覆蓋海域的兩個基站分設在海情大廈和網通大廈，兩個站點距離為3 km，采用單扇區同頻組網方式。實測顯示，基站覆蓋距離達17.5 km，基站天線無縫覆蓋了A、B、C、D共4個賽區，如圖2所示。

  圖2  賽區地理位置

　　分別設立三個視頻監控點，用于實時觀察賽事情況，并實現了在“起點船”上移動上網以及制證中心10臺電腦的聯網辦公。整個賽程，移動視頻監控清晰流暢，Internet接入高速穩定。

　　在國際帆船賽比賽中，還從未有過以無線方式實時傳送海上比賽視頻的先例。此次國內自主寬帶接入技術成功服務奧運賽事，成為國際帆船賽的一大亮點，并獲得一致好評。