4G技術(shù)的移動(dòng)寬帶產(chǎn)品設(shè)計(jì)要點(diǎn)

移動(dòng)WiMAX已經(jīng)成為4G蜂窩技術(shù)的首選技術(shù)，現(xiàn)在能夠滿足新型智能手機(jī)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(MID)和筆記本電腦的要求。它能為數(shù)據(jù)、VoIP和具有運(yùn)營(yíng)級(jí)QoS的視頻流等多種服務(wù)提供高效的寬帶連接，支持目前甚至今后多年的移動(dòng)寬帶需求。

在移動(dòng)產(chǎn)品中增加WiMAX連接可以為所有這些服務(wù)提供超過(guò)1Mbps的寬帶速度，同時(shí)保持現(xiàn)有3G設(shè)備的體積和電池壽命不變。寬帶速度正在開(kāi)啟眾多新興移動(dòng)計(jì)算設(shè)備市場(chǎng)。封裝在獨(dú)立模塊中的WiMAX子系統(tǒng)則簡(jiǎn)化了這種無(wú)線技術(shù)的集成。

隨著WiMAX網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和成本的持續(xù)下降，越來(lái)越多的可能性正變成現(xiàn)實(shí)。從汽車到電器設(shè)備的各種產(chǎn)品都可以從WiMAX的使用中受益(見(jiàn)圖1)。現(xiàn)在可選的幾種WiMAX產(chǎn)品包括筆記本電腦、手機(jī)、上網(wǎng)本、UMPC和MID。最早的移動(dòng)WiMAX用戶產(chǎn)品是USB適配器和PC卡，主要用于筆記本電腦用戶。在大城市和城市區(qū)域，這些產(chǎn)品與第一代WiMAX基站能很好地工作，這些地區(qū)的移動(dòng)用戶希望有比Wi-Fi熱點(diǎn)帶寬更寬的接入方式。

圖1：移動(dòng)WiMAX模塊必須包含WiMAX基帶PHY器件、MAC芯片、射頻器件和功率放大器。

自從推出第一代USB適配器和PC卡產(chǎn)品后，移動(dòng)無(wú)線市場(chǎng)的產(chǎn)品重點(diǎn)開(kāi)始轉(zhuǎn)向移動(dòng)手機(jī)和比筆記本更小的其它設(shè)備。雖然各種移動(dòng)手機(jī)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的定義，但有幾個(gè)術(shù)語(yǔ)已被業(yè)界所接受，即智能手機(jī)和VoIP手機(jī)。智能手機(jī)除了基本手機(jī)功能外，還支持電子郵件和互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)。通過(guò)集成多模功能并且隨著WiMAX網(wǎng)絡(luò)的不斷普及，這些手機(jī)可以給用戶提供無(wú)縫的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)。另外一種極端是低成本的VoIP手機(jī)，傳統(tǒng)語(yǔ)音通信是這種手機(jī)的主要應(yīng)用。WiMAX只是用于廣域網(wǎng)連接的可選無(wú)線技術(shù)。在某些情況下，這些手機(jī)可能包含一些其它基本功能，如短消息和非常簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)傳送。VoIP手機(jī)的主要市場(chǎng)是一些新興國(guó)家和地區(qū)，這些地方的有線基礎(chǔ)設(shè)施比較薄弱，在需要其它應(yīng)用之前，大多數(shù)人更需要語(yǔ)音服務(wù)。

上網(wǎng)本是帶7~10英寸LCD屏幕、提供移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和電子郵件訪問(wèn)的小型筆記本。典型的上網(wǎng)本本使用Windows或Linux操作系統(tǒng)，支持與筆記本電腦上類似的應(yīng)用軟件，只是性能等級(jí)較低。Wi-Fi和其它連接技術(shù)如今已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)配置，未來(lái)的上網(wǎng)本也會(huì)增加WiMAX。 UMPC是由微軟和英特爾開(kāi)發(fā)的迷你平板電腦，采用4~8英寸觸摸屏。大多數(shù)UMPC運(yùn)行Windows XP Tablet操作系統(tǒng)，價(jià)格不到1000美元。UMPC常見(jiàn)于縱向?qū)I(yè)市場(chǎng)，如醫(yī)療和餐飲行業(yè)。MID是英特爾最早推出的小型便攜設(shè)備，比智能手機(jī)稍大，但比上網(wǎng)本或UMPC要小。MID的用途是提供最佳的移動(dòng)平臺(tái)，不僅能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)接入和電子郵件訪問(wèn)，還能支持多媒體應(yīng)用。雖然從技術(shù)角度看非常吸引人，但消費(fèi)者在攜帶智能手機(jī)和筆記本電腦之后是否還愿意攜帶第三個(gè)設(shè)備還有待觀察。

技術(shù)要求

因?yàn)橄M(fèi)者希望移動(dòng)產(chǎn)品提供廣泛的功能，無(wú)線手機(jī)設(shè)計(jì)正變得越來(lái)越復(fù)雜。設(shè)備必須支持許多無(wú)線功能選項(xiàng)，如用于連接耳機(jī)的藍(lán)牙、用于連接家庭或熱點(diǎn)的Wi-Fi以及用于連接移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的3G等廣域網(wǎng)連接。與此同時(shí)，消費(fèi)者希望在不增加重量或體積的條件下獲得更長(zhǎng)的電池壽命。

由于WiMAX是市場(chǎng)上第一種4G技術(shù)，手機(jī)制造商都在積極增加這種新的功能。產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員集成WiMAX的方式將有助于判斷特定設(shè)備是否達(dá)到多種特性，并且被證明“確實(shí)滿足”市場(chǎng)需求。

選擇合適的WiMAX模塊

確保移動(dòng)產(chǎn)品提供最大功能的方法之一是給滿足市場(chǎng)要求的無(wú)線模塊留出空間。通過(guò)將設(shè)備設(shè)計(jì)為模塊，移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商可以支持種類廣泛的無(wú)線技術(shù)。

尺寸約20x20mm的獨(dú)立模塊支持移動(dòng)WiMAX認(rèn)證提出的所有要求，并且可以增加到新的產(chǎn)品中。這種模塊必須滿足眾多技術(shù)要求，包括合適的外形尺寸、低功耗、支持多個(gè)頻段和高吞吐量。另外，模塊必須不影響移動(dòng)產(chǎn)品中的其它無(wú)線設(shè)備性能。

如上圖1所示，移動(dòng)WiMAX模塊必須包含一個(gè)WiMAX基帶PHY設(shè)備、MAC芯片、射頻器件和功率放大器。移動(dòng)產(chǎn)品的主處理器一般通過(guò)SDIO、SPI和/或USB等標(biāo)準(zhǔn)接口連接WiMAX模塊。使用模塊可以簡(jiǎn)化移動(dòng)產(chǎn)品供應(yīng)商提出的設(shè)計(jì)要求，他們可以忽略一些WiMAX產(chǎn)品的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，而專注于核心優(yōu)勢(shì)，從而開(kāi)發(fā)出最好的產(chǎn)品。

功耗要求

一般來(lái)說(shuō)，支持更高數(shù)據(jù)速率的技術(shù)也將消耗更多功耗。消費(fèi)者喜歡更高的性能，但不希望犧牲電池壽命，或增加電池的重量。因此，為了確保消費(fèi)者快速適應(yīng)WiMAX產(chǎn)品，設(shè)備功耗要求需要與現(xiàn)有技術(shù)相當(dāng)——盡管WiMAX具有更高的數(shù)據(jù)速率。

為了降低功耗，移動(dòng)WiMAX設(shè)備有兩種功耗節(jié)省模式：睡眠模式和空閑模式。當(dāng)WiMAX設(shè)備不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)時(shí)，可以關(guān)閉移動(dòng)設(shè)備的一些部件，從而達(dá)到節(jié)省功耗的目的。