4G技术在行动宽频设计中的应用

行动WiMAX已经成为4G蜂巢式技术的首选技术,它能满足新型智能手机、行动因特网设备(MID)和笔记本电脑的要求,为数据、VoIP和电信级QoS的视讯串流等多种服务提供高效的宽带连接,支持目前甚至今后多年的行动宽带需求。

　　在行动产品中增加WiMAX连接可以为所有这些服务提供超过1Mbit/s的宽带速度,同时保持现有3G设备的体积和电池寿命不变。宽带速度正开启众多新兴设备(如MID、超行动PC(UMPC)和迷你笔电)市场。封装在独立模块中的WiMAX子系统则简化了这种无线技术的整合。

　　随着全国性WiMAX网络的建构和成本的持续下降,越来越多的可能性正变成现实。从汽车到电器的各种消费产品,都可以从WiMAX的使用中受益(图1)。现在可选的几种WiMAX产品包括笔记本电脑、手机、迷你笔电、UMPC和MID。

　　行动WiMAX模块必须包含WiMAX基频PHY组件、介质访问控制(MAC)芯片、射频组件和功率放大器。

　　最早的行动WiMAX用户产品是USB配接器和PC卡,主要用于笔记本电脑。在大城市和城市区域,这些产品与第一代WiMAX基地台能很好地协同运作,这些地区的行动用户希望有比Wi-Fi热点带宽更宽的接取方式。

　　自从推出第一代USB配接器和PC卡产品后,行动无线市场的产品重点开始转向行动手机和比笔记本电脑更小的其它设备。虽然各种行动手机没有标准的定义,但有几个术语已被业界所接受,即智能手机和VoIP手机。

　　智能手机除了基本手机功能外,还支持电子邮件和因特网存取。透过整合多模功能——3G和WiMAX——同时伴随着WiMAX网络的不断普及,这些手机可以为用户提供无缝的语音和数据服务。

　　另外一种极端是低成本的VoIP手机,传统语音通讯是这种手机的主要应用。WiMAX只是用于广域网连接的可选无线技术。在某些情况下,这些手机可能包含一些其它基本功能,如简讯和非常简单的数据传送。

　　VoIP手机的主要市场是一些新兴国家和地区,这些地方的有线基础设备比较薄弱,在需要其它应用之前,大多数人更需要语音服务。迷你笔电是带7英吋到10英吋LCD屏幕、提供行动因特网和电子邮件存取的小型笔记本电脑。典型的迷你笔电使用Windows或Linux操作系统,支持与笔记本电脑类似的应用软件,只是性能等级较低。

　　Wi-Fi和其它连接技术如今已经是标准配置,未来的迷你笔电也会增加WiMAX。UMPC是由微软和Intel开发的迷你平板计算机,采用4英吋到8英吋的触摸屏。大多数UMPC执行Windows XP Tablet操作系统,价格不到1,000美元。UMPC常见于垂直专业市场,如医疗和餐饮产业。MID是Intel公司最早推出的小型便携设备,比智能手机稍大,但比迷你笔电或UMPC要小。

　　MID的用途是提供最佳的行动平台,不仅能实现因特网接取和电子邮件存取,还能支持多媒体应用。虽然从技术角度看非常吸引人,但消费者在携带智能手机和笔记本电脑之后是否还愿意携带第三个设备还需要观察。

　　技术要求

　　由于消费者希望行动产品提供广泛的功能,无线手机设计正变得越来越复杂。设备必须支持许多无线功能选项,如用于连接耳机的蓝牙、用于连接家庭或无线热点的Wi-Fi,以及用于连接行动网络的3G等广域网连接。与此同时,消费者希望在不增加重量或体积的条件下获得更长的电池寿命。由于WiMAX是市场上第一种4G技术,手机制造商都在积极增加这种新的功能。

　　产品设计师整合WiMAX的方式将有助于判断特定设备是否达到多种特性,并且被证明‘确实满足’市场需求。

　　选择合适的WiMAX模块

　　确保行动产品提供最大功能的方法之一,是为满足市场要求的无线模块留出空间。透过将设备设计为模块,行动设备供货商可以支持种类广泛的无线技术。今天,尺寸约20mmx20mm的独立模块就能支持行动WiMAX认证提出的所有要求,并且可增加到新的产品中。

　　这种模块必须满足众多技术要求,包括合适的外形尺寸、低功耗、支持多个频段和高吞吐量。另外,模块必须不影响行动产品中的其它无线设备性能。