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无线通信
2012/6/9 14:53

McWiLL宽带无线多媒体集群通信系统技术

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McWiLL(Multi-carrier Wireless Information Local Loop,多载波无线信息本地环路)是SCDMA(Synchronous Code Division Multiple Access,同步码分多址)技术标准的宽带演进系统,McWiLL宽带无线多媒体集群系统首先是一个可以与传统窄带集群媲美的集群通信系统,基于空中接口下行共享信道技术实现了语音组呼功能,其中组呼呼叫时延和容量等性能指标均符合集群调度应用要求,并且支持话权抢占、动态重组、优先级呼叫、迟后进入、强插强拆以及无线虚拟专网等传统集群功能,其次该系统支持丰富的视频业务,包括视频会议、无线视频监控、视频调度等功能,通过图形化调度台可实现用户状态的实时呈现、监听录音、可视化调度等多媒体指挥调度功能。

多形式组网

McWiLL宽带无线多媒体集群系统采用了全IP扁平化网络架构,通过下列设计满足各种组网需求:

系统扁平化网络架构设计,大大提升了系统业务的时延指标。

系统全IP网络架构设计,基站可灵活支持2层或3层组网,支持VLAN技术,保证了系统与当前的数据网络设备的兼容,极大的减少系统对承载网的要求,可适应各种专网用户承载网的现状。

系统支持自中继、RELAY等方式解决基站的回传,提升回传链路的适应性。

系统支持分级故障弱化能力,满足用户的高网络保障要求。

系统支持不同耦合度端到端安全机制融入能力,满足用户的不同密级安全要求。

基于先进的网络架构技术,McWiLL宽带无线多媒体集群系统既支持固定组网方式,也支持机动组网方式:

固定组网方式应用于驻地组网,此时基站、业务平台等设备固定架设,满足固定区域内的通信要求;

机动组网方式应用于无固定架设区域组网,如通过车载、机载等方式提供快速部署,满足应急通信的要求。系统支持多中心自组织组网,各中心(如一个车载系统)既可以独立运行,也可以互连成为多中心网络,各中心间能够通过系统自身具备的无线自中继链路互连,自中继链路由网络自主维护。同时,基于自中继回程链路,通过无人机或直升机搭载便携式基站升空,实现全域覆盖。

4G水平的关键技术

McWiLL宽带无线多媒体集群系统采用了以下主要关键技术:

1、CS-OFDMA(Code Spreading - Orthogonal Frequency Division Multiple Access 码扩正交频分多址)

CS-OFDMA是McWiLL系统的核心技术, 集OFDMA、TDMA、SCDMA三者于一体。

CS-OFDMA技术优势如下:

CS-OFDMA采用了OFDM调制方式,具备所有OFDM的技术优势,除了频率利用率高、信道分配灵活、容易实现外,还表现在(1)通过对调制符号的串并转换降低单载波上的符号速率,可以增强对多径干扰的抵抗能力;(2)根据对各个信道的动态分配来选择符号的承载信道可以抗频率选择性衰落。

CS-OFDMA采用了码扩技术,将一个符号进行码扩后再以一个信道为单位进行多载波调制,这样可以将一个符号的的能量分散到整个信道中,在接收时达到频率分集的效果;

CS-OFDMA采取的接入方式主要由TDMA与OFDMA组成,OFDMA的使用范围仅在每一个信道中,而信道是给用户的最小单位,这样用户在发射接收信号时,相互之间不会干扰,避开了传统CDMA接入方式的多址干扰问题。

2、智能天线/空间零陷

McWiLL系统采用智能天线/空间零陷处理技术,充分利用移动用户的空间方位信息来提高移动通信的传输质量及系统容量。

McWiLL系统利用智能天线/空间零陷技术成功实现了提高系统的覆盖范围, 抗干扰能力, 频谱利用率以及移动环境下系统的性能。

McWiLL系统中智能天线/空间零陷技术的另一个突破是抗干扰性能的显著提升。在McWiLL系统中,通过在信号帧格式中引进特殊的符号(symbol)和研制出的新抗干扰算法,可以消除比信号大20分贝的干扰,大幅提高了智能天线的抗干扰能力。

3、软件无线电

McWiLL系统基站和终端设备均采用软件无线电设计思想,具有以下优点:

可以快速地把产品推向市场;

降低前期的研发费用;

支持双模甚至多模技术制式的系统共平台,不同的模式可以通过加载不同的软件来进行倒换;

支持通过空口对终端进行软件的修改和升级。

4、动态信道分配

智能天线技术在抗干扰方面的新突破和CS-OFDMA多址方式使McWiLL系统对相邻小区同频干扰有很强的抵御能力。但是,在某种特殊场合,两个用户的空间特征相差细微,并用相同的频点,这时,我们需要用动态信道分配来重新分配其中一个用户的频点,以避免相邻小区同频干扰。类似于动态调制技术,动态信道分配技术也得益于McWiLL系统的信道帧结构引入特殊时隙,能更准确地估计每个时隙各个频点相邻小区的干扰,大大增加同频组网的可靠性。

5、自适应调制

现实中的无线通信环境都是多种多样且随时变化的。为了能在这样的环境下实现数据信号的正确传输,可采用自适应调制方式。自动检测信道质量,通过改变下行信道的调制方式来动态调整传输速率,以适应不同的传输环境和干扰波动。

McWiLL系统的动态调制方式分为QPSK, 8PSK, QAM16, QAM64。由于信道帧结构引入特殊时隙,信道和噪声估计较准并不需考虑用户间的干扰。根据信道质量进行动态调制可以使系统的吞吐量最优化.

6、时隙可调的时分双工方式

McWiLL系统采用时分双工的工作方式,上下行共8个时隙,并且上下行时隙比例可调,例如:1:7、2:6、3:5、4:4、5:3、6:2、7:1等模式,从而达到调整上下行数据速率的目的。

7、QoS/GoS机制

具有较高优先级的用户将比低优先级用户更容易获得可用的带宽。McWiLL系统的用户优先级分为8级,但并不是要求在一个系统中使用所有的8个优先级,对每一项服务只能为其分配其中的一个对应的优先级。

系统允许网络管理人员将带宽分配给不同的服务类别。当一种服务没有用尽可供它支配的带宽,其它的服务可以借用该部分带宽,以达到带宽利用效率的最大化。

8、移动虚拟局域网技术

在McWiLL系统的无线接入网引入虚拟局域网技术(VLAN:802.1Q),支持以终端为粒度和语音、数据、网络管理业务为粒度的VLAN划分,并支持VLAN在无线网络之间的无缝移动,即:用户在无线网络之间移动时,继续保持VLAN特性,并能自动与交换机的VLAN配置进行适配。

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