歷經數年的言辭辯論和技術規格較勁之後，目前的種種跡象均顯示：LTE和WiMAX兩大陣營可能尋求談判以達成和解。
對於眾多的業界廠商來說，目前存在著許多足以使其接受雙方和平共存的理由，其中最主要的原因就是‘省錢’。如果雙方無法和談，那麼將在未來幾年內出現的激烈競爭可能會使得各家廠商必須為設備部署投入數十億美元的巨額資金。這種情況也可能使得終端用戶感到無所適從，而在這場高風險的競賽中，甚至有可能分出絕對的勝負。
直到最近，業界還執著於比較這兩大4G無線通訊技術的性能特色差異，而忽略了架構方面的相似性，因而使得兩大技術標準之間的差異也被大肆宣揚。
然而，從技術角度來看，3GPP長期演進(LTE)規格和微波接取全球互通(WiMAX)標準之間的主要差異為何？更重要的是，可使得長久以來搶佔市場主導地位的標準競爭劃下句點的新興多模技術為何？ ##CONTINUE##
在WiMax陣營方面，英特爾(Intel)執行副總裁馬宏昇(Sean Malony)暗示，這兩種標準應該要相互協調，因為二者有80%都是類似的。英特爾正設法尋求可整合兩項技術的方法，他補充道，要開發可用於兩大標準的晶片組在技術上是可行的。
馬宏昇的論點可被解讀為因應今年二月在全球行動通訊大會(MWC 08)時的一種業界預言──WiMax將在LTE標準中找到其存在的一席之地。如Vodafone公司CEO Arun Sarin在當時大會的專題演說中便拋出了這樣的提議。英特爾當然也就認為WiMax標準比LTE更加成熟了。
儘管現在還不足以將這些試探性的建議解讀為業界普遍的認同，但這些提議出現的時機恰逢新興半導體技術承諾不久將可實現WiMAX-LTE多模作業之際；在這一架構背景下，花費數十億美元部署僅支援單一標準的特定網路就顯得沒什麼吸引力了。
“兩種標準的差異更明顯的表現在於政治方面，”ABI Research無線架構資深分析師Nadine Manjaro指出。雖然Manjaro預期兩大標準應該會相互融合，但她也表示，LTE在2009或2010年以前還無法成為一項正式的標準。因此，她認為，至少要到2015年以後才會邁向標準的融合。
本是同根生
在LTE和WiMax之間最重要的相似點就在於二者都採用了正交頻分多工(OFDM)的訊號傳輸；此外，兩大技術也都採用了Viterbi和Turbo加速器以實現前向糾錯。
就設計的觀點來看，如果必須在同一晶片或晶片組中支援兩種方案，極可能會大量地重複利用相同閘極(gate reuse)。而就軟體無線電(SDR)的觀點來看，它所能實現的市場機會就更誘人了！彈性度、閘極重用與可程式性似乎成為WiMax-LTE多模技術挑戰的解決之道──而這就意味著SDR的重要性。
也許LTE和WiMax在採用OFDM方面相同，但二者並不是一模一樣的。以下是三項顯著的差異：
1. 兩項標準在下行鏈路時都採用正交頻分多工接取(CDMA)。但WiMax由於可在寬廣的通道中處理全部資訊，因而最佳化通道的最大使用率。另一方面，LTE則將可用的頻譜組織為更小的頻帶。
然而，WiMax為這種高通道利用率付出相當代價，因為處理這麼大量的資訊需要1,000點的快速傅立葉轉換(FFT)；而LTE則用16點FFT就可實現同樣的效果。但這會導致較高的功耗，因為要設計出一款即使在LTE設計中也能發揮效用的固定功能WiMax硬體並不容易。但一種基於SDR原則的架構則可重新配置其FFT功能，從而實現更高功效。
2. LTE的上行鏈路訊號傳輸採用單載波頻分多工接取(SC-FDMA)，而WiMax則使用正交頻分多工接取(OFDMA)。採用OFDM的系統存在一個主要的問題是其峰均值功率比(PAPR)較高。在其文宣中所介紹的平均功率規格並不夠完整。遺憾的是，系統的功率放大器必須專門設計用以處理峰值功率，因而該功率放大器成為手持設備中最大的功耗源。
LTE就是專為提升功率放大器效率而採用SC-FDMA的。“如果能僅改變調變機制而能使效率從5%提升到50%，那麼便可顯著延長電池壽命，”多模技術供應商Coresonic公司的首席系統架構師Anders Nilsson說。WiMax採用OFDMA的峰均值功率比為10dB，而LTE採用的SC-FDMA的峰均值功率比約為5dB。
Nilsson接著表示，由於在上行鏈路時必須支援兩種調變方案，因而這種差別也影響到基頻晶片的選擇。可程式的解決具備足夠的彈性度，能夠重複使用閘極，並在LTE模式下保持低功耗。
3．雖然IEEE 802.13e標準和演進中的LTE標準都支援頻分雙工(FDD)和時分雙工(TDD)，但WiMAX的建置則主要採用TDD。而LTE似乎採取了FDD方案，因為FDD實際上採用了全雙工運作：上行和下行鏈路採用的是毗鄰的通道。因此，就來說，雖然LTE必須為前向糾錯建立嚴格的延遲要求，但它也為下行鏈路數據傳輸實現了更佳規格。其結果是，WiMax訊號簡單得多了。
這些差異使得要設計出可支援兩種標準的晶片或晶片組更形困難，但兩項標準在網路基礎架構方面的相似處則有助於使雙方得以透過協調而非競爭的方式來輕易地解決問題。當然，從手機設計者的觀點視之，並沒有所謂的輸贏。
晶片或晶片組的電池壽命和功效是取得市場成功的關鍵，專精於無線測試和設計領域的獨立諮詢師Fannie Mlinarsky說。無論是對WiMax或LTE來說，功耗都是一項大問題，因為mbps級的性能意味著嚴格執行DSP將使晶片更耗電。
採用SDR的多模方案
雖然SDR被冠以昂貴且過度宣揚之名正恰如其分，但同樣現實的是，電信晶片設計者業已採用了SDR技術。原因就在於他們必須迎合不斷變化的標準。
SDR的傳統定義是：具有可在軟體中實現功能的通用處理器陣列。這一途徑可能相當昂貴，且可能無法達到WiMax和LTE等高資料率技術的價格/性能目標，Mlinarsky說。
但另一方面，採用此創新硬體架構的新方法似乎正逢其時。擁有多年設計OFDMA晶片經驗的Wavesat是較早推出初始方案的公司之一。該公司與行動產品ODM公司Compal Communications簽署了合作協定以開發行動WiMax產品；同時，Wavesat也與日本電信企業Willcom公司合作採用Wavesat的Odyssey 8500晶片組開發XG-PHS寬頻無線產品。
事實上，該晶片組是一款可建置任何基於OFDM技術的4G平台，Wavesat公司資深行銷副總裁Vijay Dube表示。Odyssey 8500具有8個DSP核心。
Coresonic公司也有一款基於新架構的多模平台──單一指令串流、多工(SIMT）。SIMT架構可實現超長指令字架構的性能，而所需的經常開銷較低、所需的程式和記憶體空間也較小，CEO Rich Clucas介紹。
雖然開發LTE和WiMax的多模基頻解決方案是一大挑戰，Mlinarsky說，但設計前端晶片更是一件苦差事，原因之一在於兩項標準的頻譜覆蓋範圍寬達4GHz。LTE較可能支援900MHz到1,900MHz頻段；而WiMax則不得不為尋找可用頻譜而戰－－根據不同的區域，大約可運作在2.3GHz到3.5GHz之間。
BitWave Semiconductor的可程式RF收發器可望為此滿佈荊棘的多模之路找到方向。BitWave公司的Softransceiver RFIC原型已經被幾家ODM所選用，該公司行銷長Russell Cyr透露。採用該技術的手機和毫微微蜂巢式基地台(femtocell)將於明年陸續推出。BitWave的技術可針對被動元件進行數位調節，從而使得LNA、濾波器和混頻器等類比功能可被加以編程設計。
隨著這些新技術的登場，透過一點彼此相互諧調將可使其發揮長期效用。LTE目前仍處於開發階段，而WiMax也尚未成型，Forward Concepts總裁Will Strauss說。“802.16m任務組正致力於完成一些可使其看起來更像是蜂巢式系統的改善，如切換(hand-off等功能。” Strauss說。
文章出處：電子工程專輯
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