為實現漫遊，移動WiMAX設備需要支援多個頻段，這樣的需求為設計人員帶來了一系列需要考慮的因素，也包括元件供應商。
作者：David Bailey, Texas Instrument
雖然全世界有十幾家服務提供商都承諾或已經開始建置行動WiMAX(IEEE 802.16e)，但該技術還要數年時間才能達到與行動網路相當的覆蓋水準。儘管如此，有些消費者仍希望行動WiMAX能立即廣泛使用，這種預期來自於他們對行動網路的經驗。
服務提供商和供應商都正在回應這種預期，以加速行動WiMAX的建置。以WiMAX論壇的全球漫遊工作小組(Global Roaming Working Group)為例，正積極開發 WiMAX網路間漫遊的技術標準，確保全球漫遊服務的可用性、滿足市場緊迫的需求。
這些工作都很重要，因為較大的地理覆蓋肯定會產生更大的潛在用戶池。這樣就產生雪球效應。當更多的人購買行動WiMAX數據機、手機和其他設備時，設備的經濟規模將有助於降低設備成本，使更多的用戶(包括在價格敏感的地區)也能買得起行動WiMAX設備與服務。當使用WiMAX的數位相機和遊戲機等消費產品進入市場時，WiMAX就實現了無線社區的最終預期。
為實現漫遊功能，行動WiMAX設備必須支援多個頻段。最開始這意味著2.3、2.5、3.5和5.8GHz的某些組合，根據未來的頻譜分配，可能還會有其他頻段。未來的可用頻譜可能包括700MHz頻段。有些行動WiMAX運營商可能最終在多個相鄰國家裏擁有網路，每個網路有針對WiMAX的不同頻段，因此需要多頻段設備。除了頻段組合以外，漫遊也給行動WiMAX設備的設計者以及他們的元件供應商提出了相當多的問題。
成本與性能的平衡
行動WiMAX與生俱來的設計挑戰包括低成本、大流量及覆蓋範圍，茲詳述如下：
•低成本：大多數服務提供商，把行動WiMAX定位在有線技術和無線技術的低成本替代方案，如行動、有線和DSL。而Sprint Nextel這類運營商則清楚表明，希望盡可能地減少設備補貼。設備設計人員的挑戰在於，達到運營商極富侵略性的零售目標價，如低於200美元的用戶端設備(CPE)，以使行動WiMAX擴充市場佔有率。在某些情況下，行動WiMAX設備還必須有能力與已經高度商用化的Wi-Fi產品競爭。WiMAX手機也需要與現有3G設備及其規模經濟作競爭。
•大流量：很多運營商會在需要速度的流量密集和頻寬密集服務(如視訊)基礎上推廣行動WiMAX。為了滿足過去已習慣有線寬頻和DSL寬頻速率消費者的需求，WiMAX將要提供在1Mbps到10Mbps之間的流量速率，但要滿足企業客戶的要求，WiMAX就得承諾提供高達72Mbps的速度。
•覆蓋範圍：某些運營商計畫用行動WiMAX將傳統電信業務(如WiMAX上的語音應用)建置在人口稀疏的地區，包括在發達國家和發展中國家。這些計畫要求設備和基地台能夠在遠距離上保持高資料速率。需要建立的將是完整的系統，包括回程服務。
基地台OEM商將面臨的挑戰是提供受成本約束的WiMAX設備，它要滿足主要波段的頻譜要求(2.3、2.5、3.5和5.8GHz)，而設計實現不需要顯著的變動。在直接變頻設計中，支援寬頻工作的正交轉換器將實現更靈活的解決方案，透過打破傳輸訊號鏈來降低總體BOM成本。多模式終端將需要較高價的晶片組，而CPE設計可能採用管腳相容的較便宜晶片，這樣使 ODM商能夠在一個公共設計上建立出多個變型，以滿足不同服務提供商的頻率需求，並且仍能滿足WiMAX論壇技術工作小組即將制定的WiMAX規範。
室內覆蓋具指標意義
對有些服務提供商來說，室內覆蓋指標尤其重要。例如，有線運營商可能會將自己或合作夥伴的行動WiMAX網路作為其四重策略的一部分。或者，只有行動WiMAX的服務提供商可能將室內覆蓋當作鼓勵替代有線網路的關鍵。後面這個例子並非沒有前例。很多行動運營商都在過去幾年內改進自己的室內覆蓋水準，從而讓消費者建立起一種感覺，即手機已足以成為他們唯一可靠的電話。
因此，有些服務提供商正在考慮家用基地台(Femtocell)，尺寸和覆蓋都類似於Wi-Fi接入點。Femtocell可用於家庭、辦公室內部和巨集網路無法充分覆蓋的其他區域，保證無縫覆蓋，它可以是獨立設備或整合到其他設備中，如有線機上盒。
Femtocell使服務提供商具備了應對影響覆蓋環境變數的另外一種工具。例如，商用建築中常見的染色金屬化玻璃會將訊號衰減20dB以上。甚至行動WiMAX頻率本身也可以成為一種問題，因為其頻率很高，可能難以穿透建築物。而增加宏行動的功率會對別處產生干擾，增加新的巨集行動單元會帶來很大的額外成本，並且可能由於地區法令等因素而不可行，Femtocell則提供了一種替代方法。
行動WiMAXfemtocell有各種需要考慮的設計因素。例如，可以採用232多輸入多輸出(MIMO)天線技術，並發射輸出功率(Pout)，使訊號能夠穿透牆壁。實現這種要求的一個方法是簡單地用兩個132 MIMO RF收發器晶片組(兩個直接變頻收發器加兩個PA元件)。不過，設計者必須瞭解LO相位校正，使總體性能不致降級。使用公共LO源的RF晶片組能夠方便地補償由於PCB走線失配而產生的任何相位校正問題或其他電氣問題。採用超外差結構的RF晶片能有窄頻濾波選項，以獲得低的偽雜訊和輸出雜訊，並實現鄰道干擾的高度抑制。理想的RF晶片組亦應用大約在20dBm到30dBm的Pout，從而在室內環境中提供穩定可靠的性能。
可靠、一致的高效能是行動WiMAX的關鍵，原因有很多。一個原因是很多服務提供商計畫用行動WiMAX來支援語音業務。因此，如果Femtocell易受干擾(如來自許可頻段的衛星射頻廣播轉發器或C段衛星，或5.8GHz的免許可業務)，則服務提供商將難以說服客戶用WiMAX上的IP語音(VoIP)替代有線電話服務。
無論是語音還是資料，如果Femtocell不可靠，則用戶的手機或其他設備就可能切換到巨集WiMAX網路。這會產生一種波動效應(Ripple effect)，即宏站點要努力應付流量的衝擊，而這些流量原本應由Femtocell承擔。
最後，WiMAX承諾提供無處不在的無線連網設備遠景，以及沒有範圍限制的寬頻業務，使得設計者、OEM和晶片組供應商不斷努力，最終克服所有這些挑戰，實現無線應用的各種可能性。
作者介紹
David T. Bailey是德州儀器公司(www.ti.com)通訊與無線基礎架構市場部的高效能 RF與數位無線電產品行銷工程師。
行動WiMAX
大多數服務提供商將行動WiMAX定位於現有有線和無線技術的低成本替代品，這對設備設計人員提出新挑戰，必須達到運營商極具侵略性的零售目標價。為了實現WiMAX承諾提供的無線連網設備遠景，設計人員、OEM和晶片組供應商必須共同來克服行動WiMAX所固有的一些設計挑戰。
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