隨著互聯網和多媒體業務的迅猛發展，人們對帶寬的需求越來越大，并且迫切要求終端設備能夠實現自由移動。但傳統的接入技術難以同時滿足寬帶和移動兩方面的技術要求，為此業界開發了寬帶無線接入技術。這種技術以其低廉的成本、高的傳輸速率和方便、快捷、靈活的接入方式，受到人們的越來越多的關注。在我國，WiMAX和McWiLL是最具代表性和最具發展潛力的兩種無線接入技術，可為用戶提供高速上網、視頻點播、VoIP、在線游戲以及移動辦公等多種業務，滿足人們隨時隨地的業務需求，因此有著廣闊的應用前景。

1、WiMAX技術

WiMAX全稱為全球微波接入互操作性，是基于IEEE 802.16標準的一項無線城域網技術，可提供最后一公里的固定和移動寬帶無線接入。目前已經發布的802.16系列標準有802.16、 802.16a、802.16c、802.16d和802.16e，其中802.16d標準（發布名稱為IEEE 802.16-2004）是802.16、802.16a和802.16c的整合和修訂版本，主要對工作于2～66GHz頻段的固定無線接入系統空中接口的物理層（PHY）和媒質接入層（MAC） 進行規范，是目前最成熟和最具實用性的一個標準；而802.16e標準（發布名稱為IEEE 802.16-2005）則是為了支持移動性而制定的標準，它增加了對小于6GHz許可頻段移動無線接入的支持，支持用戶站以120km/h的車輛速度移動，支持基站或扇區間的高層切換功能。除以上版本外，正在發展和計劃發展的802.16系列標準還包括802.16f、802.16g、802.16h、802.16i、802.16k、802.16m等版本，基于這些標準的WiMAX技術也將逐步被完善。

WiMAX技術支持ATM和IP兩種數據接口，主要應用于高速傳輸的數據業務，但它同時也支持語音、視頻等多媒體業務的傳輸。802.16d系統在采用OFDM調制方式和20MHz信道帶寬下，最大傳輸速率可達75Mbit/s，最大的覆蓋范圍可達50km，典型的覆蓋半徑為5～15km，因此已成為解決接入網“最后一公里”瓶頸的有效手段。而802.16e系統在5MHz的信道帶寬下，也可以實現15Mbit/s的數據傳輸速率，它的典型覆蓋范圍為幾公里。

2、McWiLL技術

多載波無線信息本地環（McWiLL，Multi_Carrier Wireless Information Local Loop），是我國自主開發的寬帶無線接入技術。McWiLL技術源于同步碼分多址（SCDMA）技術，是在SCDMA技術基礎上的演進和革新。早期 R1～R3版本的SCDMA系統屬于窄帶SCDMA技術體系，主要側重于語音通信，同時兼顧低速率的數據業務，而后從2003年開始，McWiLL技術開始研發，目前開發的McWiLL系統主要包括R4和R5兩個版本，其中R4版本主要應用于固定無線接入系統，針對的是高速傳輸的寬帶數據業務，并且已經獲得了試驗頻段分配。而R5版本的McWiLL則定位于高速移動無線接入系統，支持120km/h的終端移動速度和漫游、切換等功能，同時支持高速數據業務和高效語音業務，并且針對我國現有的電信業務模式，專門定義了用于語音承載的物理信道和資源控制單元，目前此版本已經進入到系統測試階段。

McWiLL系統是完全基于IP分組交換的寬帶無線系統，采用宏蜂窩網絡結構，覆蓋半徑可達10～50km，典型市內覆蓋半徑1～3km，可以實現真正意義上的非視距傳輸。傳輸速率上，5MHz的信道帶寬下，R4系統的最大凈荷吞吐量可達8Mbit/s，終端最大峰值數據速率3Mbit/s，而R5系統的基站凈荷吞吐量可達15Mbit/s，終端最大峰值數據速率為5Mbit/s。

3、WiMAX和McWiLL技術的分析與比較

WiMAX和McWiLL既有很多相似點，又存在差異，表1給出了它們的主要技術特征。本文主要對兩種接入技術的物理層和媒質訪問層進行詳細的分析與比較。

表1McWiLL與WiMAX技術特征

3.1物理層技術比較

（1）使用頻率和調制技術方面。WiMAX使用10～66GHz的許可頻段和小于11 GHz的許可與免許可頻段，支持小于6GHz許可頻段的移動接入。對于10～66GHz的許可頻段，標準定義了WirelessMAN-SC物理層，采用單載波調制方式，應用于視距傳輸，可選信道帶寬為20MHz、25MHz或28MHz。而對于小于11 GHz的工作頻段，標準定義了WirelessMAN-SCa、WirelessMAN-OFDM、WirelessMAN-OFDMA三種物理層規范，主要用于非視距傳輸，其中：SCa物理層采用增強的單載波調制方式；OFDM物理層采用256個子載波的OFDM調制；OFDMA物理層則采用2048個子載波的OFDM調制方式。由于OFDMA具有比OFDM更加靈活的資源分配方式，因此通常認為OFDM物理層應用于固定無線接入系統，而OFDMA物理層則主要應用于移動無線接入系統。并且為了支持移動性，802.16e標準還對OFDMA物理層進行了擴展，支持128、256、512、1024、 2048個子載波的OFDM調制，以適應各地區從1.25～20MHz的不同信道帶寬。

McWiLL目前只使用有許可證的400MHz、1.8GHz、3.3GHz頻段，支持1～20MHz的信道帶寬，在用戶稀疏的農村地區用 400MHz的McWiLL系統建設低密度大面積覆蓋的“薄網”，而在用戶稠密的城市地區用1800MHz或3300MHz的McWiLL系統建設高容量的“稠網”，用戶可以使用多頻終端在城市與農村之間無縫切換，從而最大限度提高網絡利用率，降低網絡建設成本。R4版本McWiLL系統的物理層采用多載波同步碼分多址（MC-SCDMA）技術，它克服了傳統CDMA系統面對無線寬帶數據傳輸時因擴展頻譜而引起的碼間干擾問題，是并行傳輸FDM技術 和 CDMA技術的有效融合；而R5版本的McWiLL系統則采用先進的碼擴正交頻分多址（CS-OFDMA）技術，它先對調制符號進行碼擴處理，即將每個符號做8倍的擴頻，然后再做OFDMA調制，由于每個符號在頻域上實現了擴頻，因此可以有效對抗時域的瞬時干擾或時間選擇性衰落，并且由于碼擴處理將每個符號的能量分到了整個信道的頻帶內，因此在接收端還可以實現頻率分集接收。

（2）雙工方式方面。WiMAX在許可頻段采用TDD、FDD或者HFDD的雙工方式，在免許可頻段則只允許使用TDD模式，且必須支持動態頻率選擇（DFS）技術。采用TDD雙工模式時，系統上下行子幀的劃分是動態調整的，可由特定的系統參數來控制，支持2～20ms的幀長設計。而對于 McWiLL系統，則只設計采用TDD雙工模式，幀長固定為10ms，且包含8個時隙，上下行時隙個數的比例可調，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）多址接入技術方面。WiMAX采用TDMA和OFDMA的多址接入方式，而McWiLL則采用CS-OFDMA方式進行接入。CS- OFDMA技術利用了SCDMA和OFDMA各自的優點，有機地將OFDMA、TDMA和SCDMA技術融合在一起，因此更加靈活。

（4）調制與編碼方面。WiMAX支持BPSK、QPSK、16QAM、64QAM的調制方式，而McWiLL則支持QPSK、8PSK、 16QAM、64QAM的調制方式，兩者都支持卷積碼、Turbo碼、LDPC等信道編碼方式，以及都支持自適應調制與編碼（AMC）和混合自動重傳請求（HARQ）等鏈路自適應技術。

（5）空間處理技術方面。WiMAX和McWiLL的物理層也都支持自適應天線系統（AAS）、多入多出（MIMO）等多天線技術，但 WiMAX采用動態頻率選擇技術（DFS）來減小頻率間干擾，而McWiLL則采用空間零陷和動態信道分配等來增強智能天線的抗干擾能力，并且這些處理算法可以完全通過軟件無線電來實現。

3.2MAC技術比較

（1）業務的QoS方面。WiMAX系統MAC的最大特點是面向連接，所有SS的數據傳輸以及與此相關聯的QoS要求，都是基于連接來實現的。高層到達的數據包依據一定規則將被映射到某一連接上，并由一個16bit的連接標識符（CID）唯一標識，針對此連接，系統可以設置不同的QoS參數，包括速率、時延、時延抖動等指標。為了更好地控制上行帶寬的分配，WiMAX系統定義了4種不同的調度模式，分別為主動帶寬授予（UGS），周期性地分配固定長度的帶寬以支持恒比特率傳輸，如E1/T1，VoIP等業務；實時輪詢業務（rtPS），周期性地分配可變長度的上行帶寬，如MPEG視頻業務等；非實時輪詢業務（nrtPS），不定期地分配可變長度的上行帶寬，如數據下載等；盡力而為業務（BE），盡可能地利用空中資源來傳送數據，如網頁瀏覽等。此外，為了提高帶寬使用效率，802.16e增加定義了擴展的實時輪詢業務（ErtPS）類型，BS將像UGS一樣主動為其提供單播授權，分配可變長度的上行帶寬，如帶有靜默壓縮的VoIP業務等。McWiLL系統同樣也具備較完整的QoS機制，定義了實時、高級、盡力的3種業務調度類型，可以提供基于業務的等級服務。根據包頭的指示字段，McWiLL將所有業務劃分為8個不同的優先級，基站根據優先級來決定數據的發送順序。為了實現不同業務的不同QoS， McWiLL系統還提供了64種服務腳本，這些腳本規定了最小、最大用戶上下行速率、最大和平均隊列大小、擁 塞控制等參數。

（2）對語音業務的支持方面。與WiMAX相比，McWiLL系統MAC層的最大特點是實現了語音與數據業務的融合設計，在承載寬帶數據業務的同時，充分考慮了對窄帶語音的支持。WiMAX系統中，語音業務是以VoIP方式傳輸的，協議棧采用包頭加語音凈荷的結構，包頭開銷很大，傳輸效率很低。對此，McWiLL單獨設計了專用于語音業務的物理承載信道，該信道的帶寬分配顆粒度為8kbit/s，一個信道最小可以承載單路G.729編碼的語音媒體流。系統目前支持G.729編碼（8kbit/s）和G.711編碼（64kbit/s）兩種編碼速率，并通過專門設計的語音接入控制模塊（VAC）對 G.729編碼和G.711編碼的語音業務進行分配，這加快了信令的交互過程，因此提高了效率。McWiLL也支持標準的VoIP方式語音接入。

（3）例如在切換機制方面。McWiLL技術采用先建后切的快速基站切換機制，而WiMAX除了可采用這種切換機制外，還支持硬切換以及宏分集切換等切換策略。

（4）組網方式方面。McWiLL系統采用宏蜂窩組網方式，而WiMAX除了可以采用蜂窩方式組網以外，也支持Mesh組網方式。

4、結論

目前，加入WiMAX論壇的世界知名廠商已超過了400家，而加入SCDMA聯盟的廠商卻只有少數的幾個國內企業，并且WiMAX技術的推廣力度和標準化程度要遠遠高于McWiLL。高度的標準化必然導致供貨商增多，技術成熟進程加快，目前基于802.16d標準的固定WiMAX系統已在世界許多國家得到了成功應用，基于802.16e標準的移動WiMAX也正得到大力發展，現已有多款移動WiMAX基帶芯片推出。但McWiLL也不是沒有商機可用，首先，SCDMA技術的開發歷程較長，窄帶SCDMA系統已有多年的成功商用經驗，而定位于移動接入的McWiLL系統從開始起就以高目標進行設計，如今它已得到長足發展，正在試商用階段。另外，特別值得一提的是，目前SCDMA和McWiLL已得到了科技部、發改委的大力支持，已成為信息產業科技發展“十一五”規劃的重要扶植對象，因此只要抓住機遇，創新發展，擴大產業規模，McWiLL完全有能力成為中國繼TD-SCDMA之后的又一個具有自主知識產權的無線通信技術標準。

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