WiMAX與McWiLL技術(shù)的分析與比較

隨著互聯(lián)網(wǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)帶寬的需求越來(lái)越大，并且迫切要求終端設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)自由移動(dòng)。但傳統(tǒng)的接入技術(shù)難以同時(shí)滿足寬帶和移動(dòng)兩方面的技術(shù)要求，為此業(yè)界開發(fā)了寬帶無(wú)線接入技術(shù)。這種技術(shù)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(lái)越多的關(guān)注。在我國(guó)，WiMAX和McWiLL是最具代表性和最具發(fā)展?jié)摿Φ膬煞N無(wú)線接入技術(shù)，可為用戶提供高速上網(wǎng)、視頻點(diǎn)播、VoIP、在線游戲以及移動(dòng)辦公等多種業(yè)務(wù)，滿足人們隨時(shí)隨地的業(yè)務(wù)需求，因此有著廣闊的應(yīng)用前景。

1、WiMAX技術(shù)

WiMAX全稱為全球微波接入互操作性，是基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的一項(xiàng)無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)，可提供最后一公里的固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入。目前已經(jīng)發(fā)布的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)有802.16、 802.16a、802.16c、802.16d和802.16e，其中802.16d標(biāo)準(zhǔn)(發(fā)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(duì)工作于2～66GHz頻段的固定無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口的物理層(PHY)和媒質(zhì)接入層(MAC) 進(jìn)行規(guī)范[1]，是目前最成熟和最具實(shí)用性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn);而802.16e標(biāo)準(zhǔn)(發(fā)布名稱為IEEE 802.16-2005)則是為了支持移動(dòng)性而制定的標(biāo)準(zhǔn)，它增加了對(duì)小于6GHz許可頻段移動(dòng)無(wú)線接入的支持，支持用戶站以120km/h的車輛速度移動(dòng)[2]，支持基站或扇區(qū)間的高層切換功能。除以上版本外，正在發(fā)展和計(jì)劃發(fā)展的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)還包括802.16f、802.16g、802.16h、802.16i、802.16k、802.16m等版本，基于這些標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX技術(shù)也將逐步被完善。

WiMAX技術(shù)支持ATM和IP兩種數(shù)據(jù)接口，主要應(yīng)用于高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但它同時(shí)也支持語(yǔ)音、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的傳輸。802.16d系統(tǒng)在采用OFDM調(diào)制方式和20MHz信道帶寬下，最大傳輸速率可達(dá)75Mbit/s，最大的覆蓋范圍可達(dá)50km，典型的覆蓋半徑為5～15km，因此已成為解決接入網(wǎng)“最后一公里”瓶頸的有效手段。而802.16e系統(tǒng)在5MHz的信道帶寬下，也可以實(shí)現(xiàn)15Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，它的典型覆蓋范圍為幾公里。

2、McWiLL技術(shù)

多載波無(wú)線信息本地環(huán)(McWiLL，Multi_Carrier Wireless Information Local Loop)，是我國(guó)自主開發(fā)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)。McWiLL技術(shù)源于同步碼分多址(SCDMA)技術(shù)，是在SCDMA技術(shù)基礎(chǔ)上的演進(jìn)和革新。早期 R1～R3版本的SCDMA系統(tǒng)屬于窄帶SCDMA技術(shù)體系，主要側(cè)重于語(yǔ)音通信，同時(shí)兼顧低速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而后從2003年開始，McWiLL技術(shù)開始研發(fā)，目前開發(fā)的McWiLL系統(tǒng)主要包括R4和R5兩個(gè)版本，其中R4版本主要應(yīng)用于固定無(wú)線接入系統(tǒng)，針對(duì)的是高速傳輸?shù)膶拵��?shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且已經(jīng)獲得了試驗(yàn)頻段分配。而R5版本的McWiLL則定位于高速移動(dòng)無(wú)線接入系統(tǒng)，支持120km/h的終端移動(dòng)速度和漫游、切換等功能，同時(shí)支持高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和高效語(yǔ)音業(yè)務(wù)，并且針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的電信業(yè)務(wù)模式，專門定義了用于語(yǔ)音承載的物理信道和資源控制單元，目前此版本已經(jīng)進(jìn)入到系統(tǒng)測(cè)試階段。

McWiLL系統(tǒng)是完全基于IP分組交換的寬帶無(wú)線系統(tǒng)，采用宏蜂窩網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[3]，覆蓋半徑可達(dá)10～50km，典型市內(nèi)覆蓋半徑1～3km，可以實(shí)現(xiàn)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(tǒng)的最大凈荷吞吐量可達(dá)8Mbit/s，終端最大峰值數(shù)據(jù)速率3Mbit/s，而R5系統(tǒng)的基站凈荷吞吐量可達(dá)15Mbit/s，終端最大峰值數(shù)據(jù)速率為5Mbit/s。

3、WiMAX和McWiLL技術(shù)的分析與比較

WiMAX和McWiLL既有很多相似點(diǎn)，又存在差異，表1給出了它們的主要技術(shù)特征。本文主要對(duì)兩種接入技術(shù)的物理層和媒質(zhì)訪問(wèn)層進(jìn)行詳細(xì)的分析與比較。

表1　McWiLL與WiMAX技術(shù)特征

3.1　物理層技術(shù)比較

(1)使用頻率和調(diào)制技術(shù)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(dòng)接入。對(duì)于10～66GHz的許可頻段，標(biāo)準(zhǔn)定義了WirelessMAN-SC物理層，采用單載波調(diào)制方式，應(yīng)用于視距傳輸，可選信道帶寬為20MHz、25MHz或28MHz。而對(duì)于小于11 GHz的工作頻段，標(biāo)準(zhǔn)定義了WirelessMAN-SCa、WirelessMAN-OFDM、WirelessMAN-OFDMA三種物理層規(guī)范，主要用于非視距傳輸，其中：SCa物理層采用增強(qiáng)的單載波調(diào)制方式;OFDM物理層采用256個(gè)子載波的OFDM調(diào)制;OFDMA物理層則采用2048個(gè)子載波的OFDM調(diào)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(rèn)為OFDM物理層應(yīng)用于固定無(wú)線接入系統(tǒng)，而OFDMA物理層則主要應(yīng)用于移動(dòng)無(wú)線接入系統(tǒng)。并且為了支持移動(dòng)性，802.16e標(biāo)準(zhǔn)還對(duì)OFDMA物理層進(jìn)行了擴(kuò)展，支持128、256、512、1024、 2048個(gè)子載波的OFDM調(diào)制，以適應(yīng)各地區(qū)從1.25～20MHz的不同信道帶寬。