4G技術的移動寬帶產品設計要點

移動WiMAX已經成為4G蜂窩技術的首選技術，現(xiàn)在能夠滿足新型智能手機、移動互聯(lián)網設備(MID)和筆記本電腦的要求。它能為數(shù)據(jù)、VoIP和具有運營級QoS的視頻流等多種服務提供高效的寬帶連接，支持目前甚至今后多年的移動寬帶需求。

在移動產品中增加WiMAX連接可以為所有這些服務提供超過1Mbps的寬帶速度，同時保持現(xiàn)有3G設備的體積和電池壽命不變。寬帶速度正在開啟眾多新興移動計算設備市場。封裝在獨立模塊中的WiMAX子系統(tǒng)則簡化了這種無線技術的集成。

隨著WiMAX網絡的構建和成本的持續(xù)下降，越來越多的可能性正變成現(xiàn)實。從汽車到電器設備的各種產品都可以從WiMAX的使用中受益(見圖1)?，F(xiàn)在可選的幾種WiMAX產品包括筆記本電腦、手機、上網本、UMPC和MID。最早的移動WiMAX用戶產品是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，這些產品與第一代WiMAX基站能很好地工作，這些地區(qū)的移動用戶希望有比Wi-Fi熱點帶寬更寬的接入方式。

圖1：移動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卡產品后，移動無線市場的產品重點開始轉向移動手機和比筆記本更小的其它設備。雖然各種移動手機沒有標準的定義，但有幾個術語已被業(yè)界所接受，即智能手機和VoIP手機。智能手機除了基本手機功能外，還支持電子郵件和互聯(lián)網訪問。通過集成多模功能并且隨著WiMAX網絡的不斷普及，這些手機可以給用戶提供無縫的語音和數(shù)據(jù)服務。另外一種極端是低成本的VoIP手機，傳統(tǒng)語音通信是這種手機的主要應用。WiMAX只是用于廣域網連接的可選無線技術。在某些情況下，這些手機可能包含一些其它基本功能，如短消息和非常簡單的數(shù)據(jù)傳送。VoIP手機的主要市場是一些新興國家和地區(qū)，這些地方的有線基礎設施比較薄弱，在需要其它應用之前，大多數(shù)人更需要語音服務。

上網本是帶7~10英寸LCD屏幕、提供移動互聯(lián)網和電子郵件訪問的小型筆記本。典型的上網本本使用Windows或Linux操作系統(tǒng)，支持與筆記本電腦上類似的應用軟件，只是性能等級較低。Wi-Fi和其它連接技術如今已經是標準配置，未來的上網本也會增加WiMAX。 UMPC是由微軟和英特爾開發(fā)的迷你平板電腦，采用4~8英寸觸摸屏。大多數(shù)UMPC運行Windows XP Tablet操作系統(tǒng)，價格不到1000美元。UMPC常見于縱向專業(yè)市場，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備，比智能手機稍大，但比上網本或UMPC要小。MID的用途是提供最佳的移動平臺，不僅能實現(xiàn)互聯(lián)網接入和電子郵件訪問，還能支持多媒體應用。雖然從技術角度看非常吸引人，但消費者在攜帶智能手機和筆記本電腦之后是否還愿意攜帶第三個設備還有待觀察。

技術要求

因為消費者希望移動產品提供廣泛的功能，無線手機設計正變得越來越復雜。設備必須支持許多無線功能選項，如用于連接耳機的藍牙、用于連接家庭或熱點的Wi-Fi以及用于連接移動網絡的3G等廣域網連接。與此同時，消費者希望在不增加重量或體積的條件下獲得更長的電池壽命。

由于WiMAX是市場上第一種4G技術，手機制造商都在積極增加這種新的功能。產品設計人員集成WiMAX的方式將有助于判斷特定設備是否達到多種特性，并且被證明“確實滿足”市場需求。

選擇合適的WiMAX模塊

確保移動產品提供最大功能的方法之一是給滿足市場要求的無線模塊留出空間。通過將設備設計為模塊，移動設備供應商可以支持種類廣泛的無線技術。

尺寸約20x20mm的獨立模塊支持移動WiMAX認證提出的所有要求，并且可以增加到新的產品中。這種模塊必須滿足眾多技術要求，包括合適的外形尺寸、低功耗、支持多個頻段和高吞吐量。另外，模塊必須不影響移動產品中的其它無線設備性能。

如上圖1所示，移動WiMAX模塊必須包含一個WiMAX基帶PHY設備、MAC芯片、射頻器件和功率放大器。移動產品的主處理器一般通過SDIO、SPI和/或USB等標準接口連接WiMAX模塊。使用模塊可以簡化移動產品供應商提出的設計要求，他們可以忽略一些WiMAX產品的實現(xiàn)細節(jié)，而專注于核心優(yōu)勢，從而開發(fā)出最好的產品。

功耗要求

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

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