指導教授：陳明仕 博士 報告學生：許哲榮 學號： M9217278

Content List What is WiMAX? IEEE 802.16 Design Architecture and Key technologies WiMAX Forum WiMAX vs. Wi-Fi and 3G Industry Trends & Experiences Conclusion Reference

Wireless tech. HomeRF,IrDA,UMB,NPnP

Spectrum Map of Various Wireless Technologies 1Gbps UWB data rate 100Mbps 802.16-2004 WiMAX 802.11a/g WLAN 10Mbps 802.20 WWAN 802.11b WLAN 1Mbps 3G/4G Bluetooth 100kbps 2G/2.5G Cell Phone Service 10kbps RFID Sensor Network Personal Area Network (<10m) Local Area Network (<100m) Metropolitan Area Network (1 to 48km) Wide Area Network (>48km) distance

What is WiMax WiMax (Worldwide Interoperability for microwave access) BWA (Broadband Wireless Access) Solution Solution for Wireless Metropolitan Area Network (MAN) The commercialization of IEEE 802.16 standard Point-to-multipoint(PMP), Point-to-Point(PtP) Cable replacement, ”last mile wireless” IP-based tech. Comply with European BWA standard HiperMAN Mobility – coming near future ? WiMAX是一種無線傳輸規格，屬於IEEE 802.16的規格，可提供高速雙向網際網路連線，把資料傳到30哩外，並涵蓋半徑一哩之內的範圍。它比固接的數位用戶迴路(DSL)和纜線寬頻網路更靈活，而且由於是IP-based技術，比3G技術更適用於資料傳輸。 WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access；全球互通的微波存取)，從應用上來說，是像DSL 及Cable moden 一樣的寬頻連線技術，只不過WiMAX 是透過無線傳輸的方式，不需要現存的一些寬頻環境必須挖路佈線，所以也就是這「最後一哩」的無線化。

Application of WiMAX Wireless Broadband Access Backhaul Replace xDSL, Cable modem (Last mile) Backhaul Wi-Fi 2 ISP Video, Audio and Data 75Mbps@20MHz, 15MHz@5MHz Authentication Business & Research Mobility 802.16e 回程線路(Backhaul) 回程線路(backhaul)是WiMAX另一個很有趣的應用，可通過點對點傳輸將數據傳回交換機。 舉例來說，用戶在網咖用Wi-Fi上網時，Wi-Fi設備必須連回ISP端，而此連接任務便可由WiMAX擔任。這項功能有助於服務提供商降低回程傳輸的成本，並節省變換新據點服務層級的時間。

BWA (IEEE802.16) everywhere

802.16 standard

NLOS CPE location

Modulation 動態的調變機制讓基地台能在傳輸流量與通訊距離之間取得最佳平衡點，例如，若基地台無法運用最高要求的調變機制與遠處的用戶建立一條穩定的鏈路，也就是 64 個正交調幅 (Quadrature Amplitude Modulation ； QAM) ，調變要求就會降至 16QAM 或正交轉換相鏈 (Quadrature Phase Shift Keying ； QPSK) ，藉此降低傳輸流量並增加通訊距離。

OFDM – The Basics Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM is a digital encoding and modulation technology. (DSL) modems and cable modems 802.11g/802.11a 多輸入多輸出(Multiple Inputs, Multiple Outputs, MIMO)與正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)為近年來廣受矚目的兩種無線通訊傳輸技術。所謂MIMO，指的是藉由多根發射天線與接收天線所提供的多重空間自由度改善通訊品質的技術； 而OFDM則指的是利用多個窄頻帶同時傳送數位訊號的技術。MIMO與OFDM的共同特點為適用於多重路徑(multipath)環境，且能有效提升頻譜效率(spectral efficiency)；另一方面，MIMO在窄頻系統下可有較簡單的架構，而OFDM恰能提供窄頻傳輸管道。

OFDM正交分頻多工 OFDM 係一種適用於高速通訊應用之傳輸技術，目前已廣被許多通訊標準所採用 ， 成為現在與未來之傳輸主流技術。 利用多個窄頻帶同時傳送數位訊號的技術 OFDM傳輸技術具備以下優點： 較能對抗通道多路徑衰減(multipath fading) 脈衝雜訊 (impulsenoise) 能力強 易消除及對抗窄頻訊號干擾 (narrowband interference) 極適用於實現單頻網(Single Frequency Network; SFN) OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)係一種適用於高速通訊應用之傳輸技術，目前已廣被許多通訊標準所採用 ， 成為現在與未來之傳輸主流技術。OFDM傳輸技術具備以下優點： 較能對抗通道多路徑衰減(multipath fading)、脈衝雜訊 (impulsenoise) 能力強、易消除及對抗窄頻訊號干擾 (narrowband interference) 、極適用於實現單頻網(Single Frequency Network; SFN)。

Single carrier & OFDM

The effect of sub-channelization

MIMO (Multiple Inputs, Multiple Outputs, MIMO) 藉由多根發射天線與接收天線所提供的多重空間自由度改善通訊品質的技術 多重天線技術是在WiMAX系統中特別用來增加傳送與接收範圍與穩定性之用 效益 陣列式增益 差異式增益 共用頻道干擾抑制 802.16Rev d目前支援多種多重天線選項

Architecture

Mobile - 802.16e

WiMax Forum WiMax was Founded in April 01’ No Profit organization comprised of wireless access system manufacturers, component suppliers, software developers and carriers. A wireless industry consortium that supports and promotes WiMax’s commercial usage. Members include Intel, AT&T, Siemens Mobile, British Telecommunications, France Telecom, Qwest, …… Comply with the WiMax standard and focus on the interoperability WiMax Forum certified product

WiMax Forum Organization and Key Persons President and Chairman Ron Resnick (Intel Corp.) Technical Working Group Gordon Antonello (OFDM Forum) Marketing Working Group Dr. Mo Shakouri (Alvarion) Service Provider Working Group Dean Chang (Aperto Networks)

WiMAX vs. Wi-Fi 802.16-2004 (Broadband Access) vs. Wi-Fi (Customer Access) 802.16e vs. Wi-Fi (Mobility) Licensed & Unlicensed Range 100m vs. 50km Hand-shake WiMax與 Wi-Fi有多少相似之處？業界在 Wi-Fi上所下的功夫對 WiMax有多大好處？對這兩個問題的最佳答案都是︰“有點”。 根據 Intel公司無線寬頻部行銷總監 Derek Dicker說，現在有機會將 Wi-Fi晶片技術用於 WiMax設備。例如，兩種技術都使用 OFDM（orthogonal-frequency-division-multiplexing，正交分頻多工處理）調變方式。然而，兩者的實現方法並不相同。 Dicker說，由於兩種技術工作的頻段相同，射頻專家就有機會“借鑒 Wi-Fi成果”。但是，Dean Chang說，兩種技術需要用大不相同的方法實現。Dean Chang是設備製造商 Aperto網路公司的產品銷售總監，也是 WiMax論壇和 IEEE 802.16工作組的成員。WiMax無線需要更大的功率，因為它們傳輸的距離比 Wi-Fi遠得多。由於距離遠了，調整問題會起更大作用。 Dicker指出︰與 Wi-Fi相比，WiMax可以工作在需要批准和不需要批准的兩種波段。由於此一差異，供應商和 WiMax論壇這樣的跨產業組織就必須與全球各地實施波段分配的政府部門建立聯繫。他說︰“這對業界也是一個挑戰，即在開展服務的任何地區都要保持波段的一致性，並且與該地區政府一起努力確保該波段的可用性。”另一個非常大的不同是各種標準固有的彈性（或缺乏彈性）。WiMax論壇技術工作組主席 Gordon Antonello說︰一般每種802.11標準規定一個波段寬度和一個頻率（如 2.4GHz或 5GHz），而 802.16a/REVd則可以工作在多個頻段上，而且可用頻率可以被分成多種信道寬度。此一彈性說明你為什麼有可能看到W1Max系統的頻寬和通信距離是大不相同的。

WiMAX vs. 3G Comparison of OFDMA and CDMA based technologies WiMax systems for portable/nomadic use will have better performance Interference rejection Spectral efficiency Multipath tolerance High Data QoS support Lower future equipment cost WCDMA has advantage for voice communication Frank Draper則分析，WiMAX與3G有不同應用之處，即3G是在快速移動(如汽車、火車)中傳送相對小量的資料，而WiMAX則是在慢速度移動中傳輸大量資料等。 802.16標準為基礎；與現行的3G和Wi-Fi技術相較，WiMAX具有以下優勢： ‧較遠的傳輸距離：WiMAX能實現50公里的傳輸距離，網路覆蓋範圍為3G的10倍。 ‧較高的資料傳輸率：WiMAX能實現70 Mbps的資料傳輸率，是3G的30倍以上。 ‧較佳的擴展性：WiMAX的規劃是能與Wi-Fi無縫漫遊，也可作為數位用戶迴路(DSL)系統的無線延伸；一般預言，WiMAX將可望成為僅次於有線電視(CATV)和DSL的第三大寬頻接取模式。 ‧較高品質的服務：WiMAX比Wi-Fi具有更好的可擴展性、安全性及服務品質，因此有較好的潛力能夠實現電信級的多媒體通訊服務。 比固接的數位用戶迴路(DSL)和纜線寬頻網路更靈活，而且由於是IP-based技術，比3G技術更適用於資料傳輸

台灣WiMAX 發展相關計畫 建置802.16 試驗平臺 鄉村型 市郊型 都會型 交通大學、清華大學、中央大學、暨南大學及中華電信研究所等學術研究單位 鄉村型 暨南大學試驗網 (網路應用實驗與測試) 市郊型 中央大學試驗網 (網管) 都會型 清華交通試驗網 (網路應用實驗與測試)

Industry News & Trends THE Wimax Anticlimax -- The first WiMAX products and services will be available in early 2005. Are they the seeds of 4G mobile networks, or just a cynical attempt to ride the Wi-Fi wave? Andy Dornan, Network Magazine Dec 1, 2004 p38 New Mexico City Launches Largest Municipal Wi-Fi Network; A 103 square mile area is now covered with Wi-Fi and pre-WiMAX access with voice-over-WLAN coming soon. InternetWeek Jan 20, 2005 台灣WiMAX政策牛步化 台廠很心急 -轉載於電子時報 2005/4/11 英特爾：WiMAX比DSL和Cable更有優勢 -轉載於電子工程專輯：2005年05月18日

WiMAX Experiences Intel and other companies are joining together to showcase unique implementations of WiMAX Broadband Wireless Access Technology. Sundance Film Festival Ironman Triathlon World Championship Soapbox Systems 2004 Presidential Campaigns

7 June 2005 Alvarion Announces WIMAX Products For North America Base Station Equipment Customer Premises Equipment

Conclusion High data rate and more coverage WiMAX does not support at the moment mobility of terminal. WiMAX Form Intel is active in the entire ecosystem ! 電信業者-燒香保佑 (前電信董事長毛先生) Good luck! Fix network telecom. Max Chen 成本結構、終端設備的耗電考量，以及政府管制與傳統電信業者的既得勢力

Conclusion Infrastructure area vs. non-infrastructure area Cost China, India, Mexico Cost Power consumption Gov. policy Traditional telcom.

Another issue Different Standard – Confusion  4G Korea-WiBRO 802.20 Standard（Mobile-Fi） 802.20標準（昵稱Mobile-Fi）將有可能擊碎英特爾及其WiMAX支持者的美夢。儘管傳輸速率及範圍只有WiMAX的一半，但802.20卻擁有更出色的移動性能，其時間遲延只有10毫秒，而3G的標準是500毫秒；並且在250公里每小時狀態下還能保持通訊不中斷，而WiMAX只能達到100公里每小時。

Reference http://www.intel.com/go/wimax http://www.wimaxforum.org http://wirelessman.org

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