實施802.16 標(biāo)準(zhǔn)RF時需要注意的四個方面

? ? ? ?IEEE 802.16 標(biāo)準(zhǔn)旨在為廣大客戶實現(xiàn)低成本、高帶寬的無線寬帶接入。該標(biāo)準(zhǔn)能夠以大大低于有線寬帶服務(wù)的成本及時間在市場中快速實施。目前，針對便攜式戶外應(yīng)用的 802.16d 修訂版已經(jīng)獲得批準(zhǔn)，并且符合該標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入開發(fā)階段，預(yù)計將于 2006上市。移動系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 802.16e 也正待定稿，有望在未來幾個月完成，相關(guān)系統(tǒng)預(yù)計將于 2007 年上市。?

??????? 802.16 標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用目標(biāo)是在 30 英里以上的距離提供 1.5～70Mbps 的數(shù)據(jù)速率，其速率會隨著距離增加而降低。此外，其還可以擴(kuò)展 802.11 LAN 標(biāo)準(zhǔn)的覆蓋范圍，并支持比 3G 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)更高的數(shù)據(jù)速率。802.16 MAN 技術(shù)的預(yù)期應(yīng)用包括農(nóng)村及最后一公里城市寬帶接入、802.11/Wi-Fi 熱點與蜂窩回程、高速企業(yè)連接以及用于處理城域業(yè)務(wù)的(pico network) 微型網(wǎng)絡(luò)。該標(biāo)準(zhǔn)還可能會對移動通信產(chǎn)生影響，進(jìn)一步加強(qiáng)無線數(shù)據(jù)、語音及視頻服務(wù)的匯聚。?

??????? 由于 802.16 的實施具有多種選擇，因而為了解決互操作性問題，一個名為 WiMAX 論壇的行業(yè)協(xié)會應(yīng)運而生。即便如此，考慮到成功的 RF 部署可能因地區(qū)與應(yīng)用的不同而各異，OEM 廠商仍然需要細(xì)心權(quán)衡來為其射頻 (RF) 子系統(tǒng)選用適當(dāng)?shù)慕M件解決方案和架構(gòu)。OEM 廠商應(yīng)當(dāng)尋找當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)多功能配置的 RF 芯片組，然后在未來進(jìn)行更高程度的集成，從而根據(jù)未來市場的不同需求定制產(chǎn)品。

頻譜選擇?

?根據(jù)媒體接入控制 (MAC) 層、功率等級、物理層 (PHY) 以及 RF 信道化配置文件的不同定義，802.16 系統(tǒng)配置文件定義多種操作模式。其還包含有關(guān) 10～66 GHz的視距 (LOS) 頻帶以及 2～11GHz 的非視距 (NLOS) 頻帶的規(guī)范。?

??????? LOS 發(fā)射器需要具備至接收機(jī)的無障礙通道，而它們之間很容易受到地形和建筑樓宇的干擾。此外，其還對天線調(diào)節(jié)有依賴性。NLOS 系統(tǒng)采用擴(kuò)頻傳輸，因此直接通道與反射通道都可以促進(jìn)信號的接收。目前已經(jīng)實施了三個常用的頻帶（都來自 NLOS 頻帶）： 2.5GHz 及 3.5GHz 許可限制頻帶以及 5.8GHz 無許可限制頻帶。?

??????? 為了降低已發(fā)射信號的多次反射對接收機(jī)造成的影響（多通道），系統(tǒng)采用基于 256 FFT（快速傅立葉變換）的 OFDM（正交頻分復(fù)用）而非單載波。所采用的 OFDM 頻率相互正交或垂直，從而允許子信道在互不干擾的情況下重疊，以便最大化頻譜效率。FFT 數(shù)量可變（128～2048 個，256 除外）的 OFDMA（正交頻分復(fù)用多址訪問）是移動應(yīng)用的首選，能夠?qū)崿F(xiàn)快速帶寬修改。事實上，OFDM 技術(shù)已經(jīng)被 802.11 等標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用所采用，而且正在納入未來4G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用考慮范圍。

有許可限制與無許可限制的對比?

?有許可限制的頻帶的優(yōu)勢在于能夠在所分配的帶寬中廣播而不受其他廣播的干擾。不過，由于從政府部門申請有許可限制的頻帶需要付出高昂的代價而且耗時長久，因此這種優(yōu)勢可謂理所應(yīng)當(dāng)。有許可限制的頻帶可以保障可靠的業(yè)務(wù)，而后者又能夠在確保更高服務(wù)質(zhì)量 (QoS) 的情況下支持更多用戶，從而減少潛在的商業(yè)風(fēng)險。?

??????? 而無許可限制的頻帶不存在購置成本，從而可以實現(xiàn)更迅速的部署且允許更多服務(wù)供應(yīng)商提供寬帶服務(wù)。但是，由于任何人都可以在所選擇的頻帶中發(fā)射信號，來自其他網(wǎng)絡(luò)的干擾可能會降低信號質(zhì)量，從而限制 QoS 保證。不過，采用競爭式協(xié)議 (contention-based protocol) 可以為多臺發(fā)射器在同一信道或頻率發(fā)射信號制定規(guī)則，以使多個用戶能夠共享相同的頻率。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)一定的 QoS 保證。?

??????? 似乎服務(wù)供應(yīng)商更傾向于在繁榮的大城市采用許可頻帶。而無許可頻帶更有可能用于農(nóng)村地區(qū)和發(fā)展中國家，因為這里廣播干擾的風(fēng)險較低。

架構(gòu)的復(fù)雜性?

??????? 在很大程度上，RF 收發(fā)器架構(gòu)設(shè)計依賴所選擇的雙工模式。而其選擇取決于可用的帶寬、所支持的數(shù)據(jù)速率，以及成本、尺寸和功耗約束等。?

??????? 如果采用時分雙工 (TDD)，收發(fā)器在給定時間只能發(fā)射或接收。TDD 比較經(jīng)濟(jì)，因為可以重復(fù)利用本地振蕩器等頻率發(fā)生功能，從而節(jié)省組件、成本并縮小空間。由于接收機(jī)工作時發(fā)射器關(guān)閉，因此不存在本地干擾，從而簡化高電平組件的集成。另一方面，在無線電廣播進(jìn)行模式切換時，開銷會消耗帶寬，從而降低總體吞吐能力，并最終減少所支持用戶的數(shù)量。?

??????? 頻分雙工 (FDD) 可用于收發(fā)器基站與客戶端設(shè)備，其采用兩種不同的頻率帶寬同時進(jìn)行發(fā)射及接收。由于這種架構(gòu)具有更高的吞吐能力，它需要更高的頻譜帶寬，同時在帶寬中間需要保護(hù)頻帶，以減輕濾波。在 RF 硬件自身之中，還必須隔離兩個信號鏈，以確保發(fā)射器的高輸出功率不阻塞接收機(jī)。這些附加的要求增加了組件集成的難度，進(jìn)而放慢集成過程。不過，這種雙工模式能夠以更高的吞吐能力支持更多用戶。?

??????? 如果采用半頻分雙工，發(fā)射器及接收機(jī)可以在獨立的頻率下工作，但是在給定時間內(nèi)只能進(jìn)行一種操作。因此可以消除收發(fā)器受到的發(fā)射器干擾，從而簡化 RF 組件集成。在設(shè)備大部分時間處于接收模式的 CPE 應(yīng)用中，在需要之前可以一直關(guān)閉傳輸鏈路，從而降低功耗。所以，它是 CPE 最可能選用的模式。?

??????? 無論 BTS 采用哪種雙工模式，設(shè)備設(shè)計人員都必須確保 BTS 符合所選擇的雙工模式，同時支持可能采用不同雙工模式的 CPE。

靈活選擇、快速集成?

??????? 設(shè)計 802.16 RF 的 OEM 廠商必須選擇一整套 RF 芯片組來支持所面對的不同頻譜范圍以及為 BTS 及 CPE 選擇的雙工模式。此外，每個芯片組的性能還必須符合相應(yīng)配置文件的給定 RF 屏蔽要求。面對這些要求以及開放的 802.16 應(yīng)用環(huán)境，開發(fā)人員在選擇 RF 組件時應(yīng)注重靈活性。?

??????? 如今，最終能夠突顯特色的要素在于性能。集成度較低、但靈活性較高的 RF 芯片組使設(shè)備廠商能夠提高設(shè)計性能水平。超外差轉(zhuǎn)換架構(gòu)可以實現(xiàn)更好的阻斷信號 (blocker signal) 濾波，從而實現(xiàn)能夠擴(kuò)展更高數(shù)據(jù)速率支持能力的抗干擾性。?

??????? 隨著兼容 802.16e 標(biāo)準(zhǔn)的移動系統(tǒng)開始投入開發(fā)，最終會需要更高程度的功能集成。在領(lǐng)先的工藝技術(shù)、生產(chǎn)能力及系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)的支持下，具有高靈活性的高性能 RF 芯片組最終會在未來打造出能夠優(yōu)化成本、功率以及空間的解決方案。

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