WiMAX与McWiLL的分析和比较

1、WiMAX与 McWiLL的分析和比较随着互联网和多媒体业务的迅猛发展， 人们对带宽的需求越来越大， 并且迫切要求终端设备 能够实现自由移动。 但传统的接入技术难以同时满足宽带和移动两方面的技术要求， 为此业 界开发了宽带无线接入技术。这种技术以其低廉的成本、 高的传输速率和方便、快捷、 灵活 的接入方式， 受到人们的越来越多的关注。 在我国， WiMAX 和 McWiLL 是最具代表性和最 具发展潜力的两种无线接入技术，可为用户提供高速上网、视频点播、VoIP 、在线游戏以及移动办公等多种业务，满足人们随时随地的业务需求，因此有着广阔的应用前景。1、WiMAX 技术WiMAX 全称为全球微波

2、接入互操作性，是基于 IEEE802.16 标准的一项无线城域网技 术，可提供最后一公里的固定和移动宽带无线接入。目前已经发布的802.16系列标准有802.16、802.16a、802.16c、802.16d 和 802.16e,其中 802.16d 标准（发布名称为 IEEE802.16-2004 ） 是802.16、802.16a和802.16c的整合和修订版本，主要对工作于 266GHz频段的固定无线 接入系统空中接口的物理层（ PHY ）和媒质接入层（ MAC ）进行规范 1，是目前最成熟和 最具实用性的一个标准；而 802.16e标准（发布名称为IEEE 802.16-2005 ）

3、则是为了支持移 动性而制定的标准，它增加了对小于 6GHz 许可频段移动无线接入的支持，支持用户站以 120km/h 的车辆速度移动 2，支持基站或扇区间的高层切换功能。 除以上版本外， 正在发展 和计划发展的 802.16系列标准还包括 802.16f、 802.16g、 802.16h、 802.16i、 802.16k、 802.16m 等版本，基于这些标准的 WiMAX 技术也将逐步被完善。WiMAX 技术支持 ATM 和 IP 两种数据接口，主要应用于高速传输的数据业务，但它同 时也支持语音、视频等多媒体业务的传输。802.16d系统在采用 OFDM调制方式和20MHz信道带宽下，

4、最大传输速率可达 75Mbit/s ，最大的覆盖范围可达 50km ，典型的覆盖半径为 5 15km，因此已成为解决接入网 最后一公里”瓶颈的有效手段。而802.16e系统在5MHz的信 道带宽下，也可以实现 15Mbit/s 的数据传输速率，它的典型覆盖范围为几公里。2、McWiLL 技术多载波无线信息本地环（ McWiLL ， Multi_CarrierWirelessInformationLocal Loop ），是我 国自主开发的宽带无线接入技术。 McWiLL 技术源于同步码分多址（ SCDMA ）技术，是在 SCDMA技术基础上的演进和革新。早期 R1R3版本的SCDMA系统属于窄

5、带 SCDMA技术体系，主要侧重于语音 通信 ，同时兼顾低速率的数据业务，而后从2003年开始， McWiLL技术开始研发，目前开发的McWiLL系统主要包括 R4和R5两个版本，其中 R4版本主要应用于固定无线接入系统， 针对的是高速传输的宽带数据业务， 并且已经获得了试验频段分配。 而R5版本的McWiLL则定位于高速移动无线接入系统，支持120km/h的终端移动速度和漫游、切换等功能， 同时支持高速数据业务和高效语音业务，并且针对我国现有的电信业务模式，专门定义了用于语音承载的物理信道和资源控制单元，目前此版本已经进入到系统测试阶段。McWiLL 系统是完全基于 IP 分组 交换的宽带无

6、线系统，采用宏蜂窝网络结构3，覆盖半径可达1050km，典型市内覆盖半径13km，可以实现真正意义上的非视距传输。传输 速率上，5MHz的信道带宽下，R4系统的最大净荷吞吐量可达 8Mbit/s，终端最大峰值数据 速率3Mbit/s，而R5系统的基站净荷吞吐量可达 15Mbit/s，终端最大峰值数据速率为5Mbit/s。3、WiMAX 和 McWiLL 技术的分析与比较WiMAX 和 McWiLL 既有很多相似点，又存在差异，表 1 给出了它们的主要技术特征。本文主要对两种接入技术的物理层和媒质访问层进行详细的分析与比较。表1McWiLL 与 WiMAX 技术特征筋址方式取工力式编码力民._W

7、K (TDD)忧恂制MeWiLURS)ISMbit/s (5Mllz)I -20MHzWiXI XISMWtAE25*2DMH1400比】岸仏3皿恥未知懒段SCPMA+OFDM TDD小 +6CHiTtiMAtOFDMATDD. FDD, HFDDQPSK. SPSK, IWJAM, MQaM i 龙持AMQPSK. SPSK. 16QAM, 64QAM* 支持AMCRSi?5, TudPk LDPC R卷梆码卷樹Turtw码.廉Tiubo跖 LDPCMK5m上下行财隙比旳可为让匚2血MR220ms且上f行予績幢民比例可5+；4, 5；3, 6-；2, 7； 1 了忧琴陷算林动制注齐兀智確夭线

8、+SDMA ftttAfW的快速玫旳怪AAS. M(MO超切Ift宏分抿切換、快谛葺站切換I -3kmI 期 m/h5km120kni/hVoIP h式*苗剛肝疔业务馆這VqIP3.1物理层技术比较(1) 使用频率和调制技术方面。 WiMAX 使用1066GHz的许可频段和小于11GHz的 许可与免许可频段，支持小于 6GHz许可频段的移动接入。对于 1066GHz的许可频段，标 准定义了 WirelessMAN-SC物理层，采用单载波调制方式，应用于视距传输，可选信道带宽为20MHz、5MHz或28MHz。而对于小于11GHz的工作频段，标准定义了 WirelessMAN-SCa、 Wire

9、lessMAN-OFDM、WirelessMAN-OFDMA 三种物理层规范，主要用于非视距传输，其中： SCa物理层采用增强的单载波调制方式；OFDM物理层采用256个子载波的OFDM调制；OFDMA物理层则采用2048个子载波的 OFDM调制方式。由于OFDMA具有比OFDM更加 灵活的资源分配方式，因此通常认为OFDM物理层应用于固定无线接入系统，而OFDMA物理层则主要应用于移动无线接入系统。并且为了支持移动性，802.16e标准还对OFDMA物理层进行了扩展，支持 128、256、512、1024、2048个子载波的OFDM调制，以适应各地 区从1.2520MHz的不同信道带宽。Mc

10、WiLL目前只使用有许可证的 400MHz、1.8GHz、3.3GHz频段，支持120MHz的信 道带宽，在用户稀疏的农村地区用400MHz的McWiLL系统建设低密度大面积覆盖的薄网”而在用户稠密的城市地区用1800MHz或3300MHz的McWiLL系统建设高容量的 稠网”用户可以使用多频终端在城市与农村之间无缝切换，从而最大限度提高网络利用率， 降低网络建设成本。R4版本McWiLL系统的物理层采用多载波同步码分多址(MC-SCDMA )技术，它克服了传统 CDMA系统面对无线宽带数据传输时因扩展频谱而引起的码间干扰问 题，是并行传输FDM技术和CDMA技术的有效融合；而R5版本的McW

11、iLL系统则采用先 进的码扩正交频分多址(CS-OFDMA )技术，它先对调制符号进行码扩处理，即将每个符 号做8倍的扩频，然后再做 OFDMA调制，由于每个符号在频域上实现了扩频，因此可以有 效对抗时域的瞬时干扰或时间选择性衰落，并且由于码扩处理将每个符号的能量分到了整个信道的频带内，因此在接收端还可以实现频率分集接收。(2) 双工方式方面。 WiMAX 在许可频段采用 TDD、FDD或者HFDD的双工方式，在 免许可频段则只允许使用 TDD模式，且必须支持动态频率选择( DFS)技术。采用TDD双 工模式时，系统上下行子帧的划分是动态调整的， 可由特定的系统参数来控制， 支持220ms 的

12、帧长设计。而对于 McWiLL系统，则只设计采用 TDD双工模式，帧长固定为10ms,且包含8个时隙，上下行时隙个数的比例可调，支持1:7、2:6 、3:5 、4:4、5:3、6:2、7:1模式的上下行比例。（ 3）多址接入技术方面。 WiMAX 采用 TDMA 和 OFDMA 的多址接入方式， 而 McWiLL 则采用 CS-OFDMA 方式进行接入。 CS-OFDMA 技术利用了 SCDMA 和 OFDMA 各自的优 点，有机地将 OFDMA 、 TDMA 和 SCDMA 技术融合在一起，因此更加灵活。（ 4）调制与编码方面。 WiMAX 支持 BPSK、QPSK、16QAM 、 64QA

13、M 的调制方式， 而 McWiLL 则支持 QPSK 、8PSK、16QAM 、64QAM 的调制方式， 两者都支持卷积码、 Turbo 码、 LDPC 等信道编码方式，以及都支持自适应调制与编码（ AMC ）和混合自动重传请求 （HARQ ）等链路自适应技术。（ 5）空间处理技术方面。 WiMAX 和 McWiLL 的物理层也都支持自适应天线系统 （AAS ）、多入多出（ MIMO ）等多天线技术，但 WiMAX 采用动态频率选择技术（ DFS ） 来减小频率间干扰，而 McWiLL 则采用空间零陷和动态信道分配等来增强智能天线的抗干 扰能力，并且这些处理算法可以完全通过软件无线电来实现。3

14、.2MAC 技术比较（1）业务的 QoS 方面。 WiMAX 系统 MAC 的最大特点是面向连接， 所有 SS 的数据传 输以及与此相关联的 QoS 要求，都是基于连接来实现的。高层到达的数据包依据一定规则 将被映射到某一连接上，并由一个 16bit 的连接标识符（ CID ）唯一标识，针对此连接，系统 可以设置不同的 QoS 参数，包括速率、时延、时延抖动等指标。为了更好地控制上行带宽 的分配， WiMAX 系统定义了 4种不同的调度模式，分别为主动带宽授予（UGS ），周期性地分配固定长度的带宽以支持恒比特率传输，如E1/T1， VoIP 等业务；实时轮询业务（ rtPS），周期性地分配可

15、变长度的上行带宽， 如 MPEG 视频业务等；非实时轮询业务 （nrtPS ），不定 期地分配可变长度的上行带宽，如数据下载等；尽力而为业务（BE ），尽可能地利用空中资源来传送数据，如网页浏览等。此外，为了提高带宽使用效率，802.16e 增加定义了扩展的实时轮询业务（ErtPS）类型，BS将像UGS 样主动为其提供单播授权，分配可变长度的 上行带宽，如带有静默压缩的 VoIP 业务等。 McWiLL 系统同样也具备较完整的 QoS 机制， 定义了实时、高级、尽力的 3种业务调度类型，可以提供基于业务的等级服务。根据包头的 指示字段， McWiLL 将所有业务划分为 8个不同的优先级，基站根

16、据优先级来决定数据的发 送顺序。 为了实现不同业务的不同 QoS， McWiLL 系统还提供了 64种服务脚本， 这些脚本规 定了最小、最大用户上下行速率、最大和平均队列大小、拥塞控制等参数。（ 2）对语音业务的支持方面。与WiMAX 相比， McWiLL 系统 MAC 层的最大特点是实现了语音与数据业务的融合设计， 在承载宽带数据业务的同时， 充分考虑了对窄带语音的 支持。 WiMAX 系统中，语音业务是以 VoIP 方式传输的，协议栈采用包头加语音净荷的结 构，包头开销很大，传输效率很低。对此， McWiLL 单独设计了专用于语音业务的物理承载 信道，该信道的带宽分配颗粒度为8kbit/s

17、，个信道最小可以承载单路G.729编码的语音媒体流。系统目前支持 G.729编码（8kbit/s ）和G.711编码（64kbit/s）两种编码速率，并通过 专门设计的语音接入控制模块（VAC ）对G.729编码和G.711编码的语音业务进行分配，这加快了信令的交互过程，因此提高了效率。 McWiLL 也支持标准的 VoIP 方式语音接入。（ 3）例如在切换机制方面。 McWiLL 技术采用先建后切的快速基站切换机制， 而 WiMAX 除了可采用这种切换机制外，还支持硬切换以及宏分集切换等切换策略。（ 4）组网方式方面。 McWiLL 系统采用宏蜂窝组网方式，而 WiMAX 除了可以采用蜂 窝

18、方式组网以外，也支持 Mesh 组网方式。4、结论目前，加入 WiMAX 论坛的世界知名厂商已超过了 400家，而加入 SCDMA 联盟的厂商 却只有少数的几个国内企业，并且 WiMAX 技术的推广力度和标准化程度要远远高于 McWiLL 。高度的标准化必然导致供货商增多，技术成熟进程加快，目前基于 802.16d 标准 的固定 WiMAX 系统已在世界许多国家得到了成功应用，基于 802.16e 标准的移动 WiMAX 也正得到大力发展，现已有多款移动 WiMAX 基带芯片推出。但 McWiLL 也不是没有商机 可用，首先， SCDMA 技术的开发历程较长，窄带 SCDMA 系统已有多年的成

19、功商用经验， 而定位于移动接入的 McWiLL 系统从开始起就以高目标进行设计， 如今它已得到长足发展， 正在试商用阶段。另外，特别值得一提的是，目前 SCDMA 和 McWiLL 已得到了科技部、 发改委的大力支持， 已成为信息产业科技发展 “十一五 ”规划的重要扶植对象， 因此只要抓住 机遇，创新发展，扩大产业规模， McWiLL 完全有能力成为中国继 TD-SCDMA 之后的又一 个具有自主知识产权的无线通信技术标准。McWill 是否要重蹈 TD-SCDMA 覆辙在国家干预、支持下， TD-SCDMA 到 2006年总算看到发展的光明，但是，其商用化发展中 所经历的沟沟坎坎至今仍需要业

20、界认真反思。 同样是大唐集团， 它的另一家子公司 信威 公司，其自主研发的 SCDMA 宽带无线接入系统 McWiLL 的商用化目前正面临着比以往 TD-SCDMA 更为严峻的问题，甚至可能胎死腹中。中国自主知识产权项目的发展之路难道真的会越走越窄吗？基于 McWiLL 的技术特征及市场前景，我认为， McWiLL 的发展应尽快解决以下问题：1、建议信息产业部及有关部门组织专家对McWiLL 进行全面评估应考虑使 McWiLL 尽快成为一项新的电信技术标准，并力争得到国际电联的认可和支 持。对于这一点，我认为 McWiLL 要成为新的一项标准并不存在技术本身的障碍，难点主 要来自于不同利益部门

21、的博弈以及观念的调整。 信威公司和大唐移动同出一门， 但又是两个 完全独立经营的公司，这客观地给决策部门出了一道难题，在 TD-SCDMA 受到各种争议的 时候，决策者若再提 McWiLL 的标准问题，难免会惹火烧身。但是，如果不客观地认定 McWiLL 的发展优势和技术能力， 又会使中国丧失一次重要的发展机会 （完全自主知识产权 技术的产业化发展） 。2、必须把握好 McWiLL 与 TD-SCDMA 和谐发展的关系 客观地讲，要使 McWiLL 与 TD-SCDMA 和谐发展，责任不在信息产业部而在大唐集团。 对于大唐集团旗下的两大设备商， 集团至今仍缺少一套现代高技术产业集团的管理模式，

22、 这 种情况已使 TD-SCDMA 的发展步履维艰，失去了最佳的发展机会，也使 SCDMA 的产业化 发展推迟了近十年， 特别是使原与大唐集团同步发展的华为、 中兴的实力远远超过大唐。 因 此，在中国电信业进入新一轮发展周期中，大唐集团对下属公司的 “管、卡、束 ”必须尽快转 为“放、疏、励 ”，必须对公司的管理体制和运营模式进行实质性的改革。3、McWiLL 的产业化发展必须突破闭门造车的瓶颈McWiLL 的技术优势并非就是产业优势。对 McWiLL 而言，商用化发展平台的设计不 但薄弱，而且明显落后于竞争对手。我认为，如果信威公司试图使 McWiLL 成为新的电信标准并快速进入市场，应专门

23、成 立 McWiLL 事业发展部，内部设置市场、销售和战略三大部门，使 McWiLL 与 SCDMA 分 成两大事业部，强其重点，争其特质。McWiLL 的商用解决方案、技术平台、跨网多技术集成等，应尽快得到落实，信威公司 应在最短的时间内提出多种用户要求的商用平台， 而不是目前宣传的少数专网。 要在国内各 种大型论坛上，展示 McWiLL 在解决无线宽带业务中的技术优势、成本优势、网络安全优 势、资源利用优势等，应在最可能短的时间内，让中国电信产业内都知道“McWiLL 是谁？谁是 McWiLL ，为什么是 McWiLL 而不是其它的标准， McWiLL 为什么是可选择的！ ”4、必须建立开

24、放的研发、商用体系 信威目前最大的问题是抵制技术合作、 合资， 担心第一桶金被别人分食， 整个公司严重 缺少开放式、竞争式的研发体系，市场战略人才严重短缺。上述问题如果得不到解决， McWiLL 的商用化不但不能实现， McWiLL 的商业机会也将完全失去。5、变 政府搭台企业唱戏”，为 市场搭台企业唱戏”SCDMA和McWiLL目前已得到包括总理、科技部、发改委的全力支持，温总理在科技 大会专门提到：McWiLL的发展不是技术问题，而是研发体制问题、市场体制问题。至今未止，除了两弹一星”，中国还没有一项技术受到过党和国家领导人如此高的重视。 但我认为，信威恰恰是被高层的重视套住了手脚，一直把希望放在政府搭台”上。在竞争市场体系下，McWiLL的唯一出路就是尽快跳出保护伞，走市场化之路。5C与McWiLL比页授术制式ICBIAro-aurnCPIA2000 tEVAO)下行耀军2 bp