22
© USI proprietary and confidential ASE Group 行行 WiMAX 行行行行行行行行 V.1.0 2008-10-30 行行 行行 行行行行行行行行行 行行行

行動 WiMAX 系統設計最新動向

  • Upload
    dara

  • View
    86

  • Download
    2

Embed Size (px)

DESCRIPTION

行動 WiMAX 系統設計最新動向. V.1.0 2008-10-30 環隆電氣 無線通訊產品事業處 劉尚淳. 行動 WiMAX 系統架構設計與規格剖析. 資料來源:資策會. WiMAX Devices Evolving. 目前 WiMAX 16e 技術上遇到的問題. - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidentialASE Group

行動 WiMAX 系統設計最新動向V.1.0 2008-10-30 環隆電氣 無線通訊產品事業處 劉尚淳

Page 2: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 2

行動 WiMAX 系統架構設計與規格剖析

資料來源:資策會

Page 3: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 3

WiMAX Devices Evolving

WiMAX Devices

Form Factor

Outdoor ModemIndoor Modem/IAD

Mini Card(MC/HMC)USB

Express Card (EC)Others

SiP ModuleOn-board Design

Page 4: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 4

目前 WiMAX 16e 技術上遇到的問題• 從 M-Taiwan & US Sprint Deployment Status 知道 :

– WiMAX 骨幹 (Backbone) 建設還未成熟– WiMAX 網路涵蓋範圍不夠廣– 基站 (BS ) 安裝密度不夠– 用戶端 (MS )的發射功率不夠大– 基站 / 用戶端 相容性 (IOT) 問題已逐漸解決 , 所以使用在固定式 (Fixed ) 的應用已沒甚問題 , 但 Hand Over, HARQ, QoS, Network Management 還是使移動式 (Mobility) 沒法發揮 16e 的功效 , 這個問題尤其發生在大都會 16e 的佈建– 電源消耗功率 ( IC 製程的演進及智慧型電源管理的應用 )– 導入 16m and 16j 是否能加強 16e 的功能

Page 5: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 5

• 在都會區的最後一哩面臨現有寬頻有線網路 ADSL/FTTH/Cable Modem 的競爭

• 現有的 3G+ 卡產品 , 如 HSDPA, HSUPA, HSPA+ 也逐漸增強在資料Data 上載 / 下載 (Uplink/Downlink ) 的流量 , 基站( Base Station ) 在這部份上的昇級也逐漸在進行 , 其傳輸速度即可接近 WiMAX ( HSxPA現有 技術的延伸是 3G 業者想採用的 , LTE 也是未來的 4G 標準 )

• 受全球金融風暴 , 經濟不景氣 , Operator/Carrier 也會拖延 WiMAX 的怖建計劃 , 消費者也會對新產品比較保守• WiMAX 設備價格影響市場大小• WiMAX 相關應用的產品尚未到位

目前 WiMAX 16e 應用環境上遇到的問題

Page 6: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 6

Mobile Technology Evolving

NOW

Page 7: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 7

Future Mobile Technology – 4GLTE UMB WiMAX – 802.16m

Long Term Evolution Ultra Mobile Broadband

Camp 3GPP 3GPP2 WiMAX Forum

Base Standard OFDMA (DL)/Single-Carrier OFDMA(UL)

OFDMA S-OFDMA

DL Peak 250Mbps 288Mbps 100Mbps

UL Peak 100Mbps 75Mpbs 75Mbps

BW 1.25~20Mhz 5, 10Mhz 5,10,20Mhz

Estimate Commercial Schedule

2010 2009 2010

Technology Provider Ericsson, Nokia Qualcomm Intel/Samsung

Main Operators Verizon, AT&T (Nil) KT, Sprint, KDDI

Source: WiMAX Forum, 3GPP, 3GPP2,

Page 8: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 8

Today’s Mobile TechnologyAttribute TD-SCDMA 1xEVDO Rev A HSDPA Mobile WiMAX (WiBro)

Base Standard WCDMA CDMA20004S-95 WCDMA IEEE 802.16e - 2005

Duplex Method TDD FDD FDD TDD

Downlink TDMA TDM CDM-TDM

Uplink CDMA CDMA CDMA

BW 5MHZ 1.25MHz 5.0MHz Scalable 5,7,8.75,10Mhz

Frame Size DL TBD 1.67 ms 2ms

DL TBD 6.67 ms 2,10ms

Modulation DL QPSK/8PSK/16QAM QPSK/8PSK/16QAM QPSK/16QAM QPSK/ 16QAM/ 16QAM

Modulation UL BPSK, QPSK/8PSK BPSK, QPSK/8PSK 8PSK/QPSK QPSK/ 16QAM

Coding Turbo Turbo CC, Turbo CC, Turto

DL Peak 3.1Mbps 3.1 Mbps 14 Mbps46 Mbps, DL/UL=332 Mbps, DL/UL=1

(10 MHz BW)

UL Peak 900K 1.8 Mbps 5.8Mbps7 Mbps, DL/UL=14 Mbps, DL/UL=3

(10 MHz BW)

Main Operators China Mobile Verizon Main GSM operators inthe world KT, Sprint, KDDI,

Source: WiMAX Forum, 3GPP, 3GPP2, 2008

OFDMA

5ms TDD

Page 9: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 9

16m Technology Overview• Duplex scheme – Both TDD and FDD• Normalized peak data rate

- DL >= 8.0 ( bps/HZ )- UL >= 2.8 ( bps/Hz )

• Max. data latency – 10ms• Max. handover interruption time

– Intra-frequency: 30ms– Inter-frequency: 100ms

• Modulation – DL : QPSK/16QAM/64QAM– UL : QPSK/16QAM

• Bandwidth ( BW ) – 5/10/20Mbps• Multi-antenna transmission

– DL MIMO 2 x2 ( Matrix A & Matrix B )– B eamforming ( 2 x 2 )– UL Collaborative SM for two MSs with single antenna

• Control Signaling – DL: Compressed MAP with sub-maps– UL: Initial/Periodic/Handover ranging, Bandwidth Request, Fast

Feedback/CQI channel, Sounding

Page 10: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 10

應該儘快導入 16m & 16j• Multihop relay (MR) network has the following benefits:

– Throughput Enhancement – Coverage Extension– Save MS Power– Load Balancing

現行 WiMAX 網路系統布建方案之比較 優點 缺點功率放大器 設備價格最便宜布建快速 干擾訊號一併放大布建範圍不完整基地台 功能完備布建範圍完整 設備價格貴中繼站 設備價格較便宜布建快速布建範圍完整Auto Configuration

系統複雜度增加

Page 11: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 11

New IEEE WiMAX Standards 的加入項目 內容 狀態

802.16f• 定義管理資訊基底 (MIB)• 支援 802.16-2004 無線網路管理 • 2005年 12月標準發表

802.16g• 定義管理面相關流程與服務 ( 如系統管理、 資源管理、交遞管理、互通性測試等等 )• 用於 WiMAX 網路管理之用

• 2007年 3月對 D8 進行 Sponsor Bal

lot

802.16h• 改善 WiMAX Radio Access 機制供免執照頻寬 (Unlicensed Band) 運轉之用

• 2007年 3月對 D2 進行 Sponsor Bal

lot

802.16i• 802.16f 管理資訊基底 (MIB) 的修訂與補充• 支援 802.16e 無線網路管理

• 2007年 3月對 D1 進行 Sponsor Bal

lot

802.16j• Multi-hop relay for WiMAX• Compatible to 802.16e MS

• 2007年 8月完成 D1

• 預定 2008年 3月發表802.16k

• Bridging extension for 802.1D to WiMAX

• 2007年 3月對 D4進行 Revcom

802.16m• Next generation of WiMAX2• 將投入 ITU 競爭 4G 標準 • 2007 年 3 月完成初版 Requirement

Page 12: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 12

Relay Topology (defined in 802.16j)

Source : IEEE 802.16j TG

In-building Coverage

Coverage on Mobile Vehicle

Page 13: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 13

16j Categories

• Frame structure• Network entry / Connections & addressing• BW request• Construction & transmission of MAC PDUs• Measurement & reporting• Mobility management• RRM, Scheduling & Interference control• Security• HARQ• Modulation & coding, AAS / MIMO• Others: Definitions, Evaluation methodology• Hardware cost is similar with Mobile Station

Page 14: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 14

WiMAX 殺手級應用剖析Source : XOHM

• 2G/3G cellular + 16e 手持式 裝置• 持續取代傳統 MMDS/LMDS 與 Propriety BWA 的市場 ( 長距離 Backhual 應用 )• Mobile TV/ VoIP /Skype /Goggle Phone 的應用

Page 15: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 15

AAA

PDG

WiMAX 使用者及電信業者需求考量

Page 16: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 16

Top 10 Worldwide 16e WiMAX Deployment Investment

Source: WiMAX Forum

5.Bayannt Al-OulaUS$100M

1. SprintUS$5,000M

6. BSNLUS$1,000M

3. KDDIUS$3,800M

2. TaiwanUS$660M

7 Summa TelecomUS$100M

7. BurraqUS$80M

9. Sacrtel

10. EmbratelUS$3,000M

.8. Enforta

4. TATA

.KT Wirbo

Page 17: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 17

Top 7 Global WiMAX Operator Investment

County Operators BTS Vendor Investment (US$ million)

USA Sprint/ClearWire Motorola, Samsung, Nokia $5,000

Japan KDDI( UQC ) Fujitsu, Samsung $3,800

India BSNL, TATA, Reliance Telsima, SOMA, MOTO, Samsung $1,000

Taiwan大眾電信 , 創一投資 , 威邁思電信 , 大同電信 , 遠傳電信 , 威達有線電視

Motorola, NEC, Alvarion, Nortel, Alcatel-Lucent $660

Russia Scartel, Summa Telecom Samsung, Alcatel-Lucent, Huawei $100

Saudi Arabia Bayannt, Al-Oula Samsung, ZTE $100

Pakistan Burraq Alcatel-Lucent, Huawei $80

Source: World Carries, 2007, Complied by MIC, Novenber 2007The latest figures will be updatedThe Investment Assumed before 2010

Page 18: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 18

4 Angles To Evaluate A Technology

– Spectral Efficiency* Increase without modifications to antenna systems* protocol and scheduling efficiency

– License Bands* paired / unpaired, FDD / TDD, use of scattered allocations

– Compatible dimensions and frequency bands– MIMO systems

* Space Time Coding (STC) to increase range* Spatial Multiplexing (SM) to increase capacity

– Smart Antennas

– Operator Profile* Greenfield or existing network

– Area Profile* Urban/suburban/rural* Indoor hot spots (pico / femto cells)

Antennas

Sites

Spectrum

*Source: “Next Generation Mobile Networks”, NGMN White Paper, Dec. 2006

Capacity

Coverage

Complexity

Cost

1

2

3

4

Page 19: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 19

Technology ChoicesLTE is targeted to exceed HSPA and mobile WiMAX in all aspects, b

ut now WiMAX and HSPA still have advantage in timing leading

HSPA WiMAX LTE

Capacity

Coverage

Complexity

Cost

1

2

3

4

Source: 2008 WPBU “4G technology” by Ace; 2007 Altran Technology & Media, A Consulting Firm founded by MIT professor Arthur Dehon Little

Page 20: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 20

Conclusion – Technology

• WiMAX has advantage in capacity limited scenarios– higher peak data rate– higher spectral efficiency– higher average date rate available per user

• HSPA has advantage in coverage limited scenarios– greater link budget and MAPL– greater cell range and area– more users covered per cell/sector

• LTE aims at gaining advantage over HSPA and mWiMAX in all areas – capacity, coverage and complexity

• All three technologies have their place and will co-exist in the mid-term, but 3GPP driven technologies appear firmly in the lead

• Improvements in technology performance and resulting link budget (e.g. 802.16m) can give advantage to WiMAX particularly for Greenfield operators – but LTE will have advantage of 3GPP heritage

• 3GPP and 3GPP2 networks will migrate towards OFDMA technology (e.g. LTE, CDMA Rev. C)

Page 21: 行動 WiMAX 系統設計最新動向

© USI proprietary and confidential 21

行動 WiMAX 新興市場商機 • 第三世界國家 , 寬頻基礎缺乏 , 即需 WiMAX當作經濟實用的 Internet 網路 , 又俱有 VoIP與 QoS 的功能• 發展中國家 , 有線寬頻建設來不及 , 直接切入 WiMAX網路是最快又最有效建置• 已發展中國家 , WiMAX提供給第二類電信業者一個與 3

G 業者競爭業務的機會• 對工業國家或極度開發國家 , WiMAX 是一個選項 , 可有可無 . 但 WiMAX就像是” 鄉村包圍城市” 的產業 ,如果能風雲湧起 , 未來必也能帶來一番榮景 .

Page 22: 行動 WiMAX 系統設計最新動向