有关WiMAX网络中移动发射功率的考虑因素

随着制造商对第一代设计展开测试和部署，移动WiMAX中的功率管理迅速成为至关重要的问题。移动WiMAX 设计的挑战之一是其覆盖距离很长，WiMAX 网络的覆盖距离一般是每小区 (cell) 1公里左右。为此，WiMAX必须具有最佳的功率分布： 从基站 (base station) 以降到移动设备中的各个组件。在这种情况下，高发射功率就显得十分重要。但 WiMAX 的发射功率能达到多高，监管机构规定的限值、技术局限性及使用模型又是什么？功率放大器的设计人员和选用PA的工程人员必需在大功率和高效率之间找到最佳平衡，以确保其 WiMAX 设备的链接稳健、数据率高和覆盖距离足够。

WiMAX的本质

对设计人员而言，WiMAX 的挑战性在于它是一种带有一组独特约束条件的接入技术。因此，适用于蜂窝或 Wi-Fi 应用的功率放大器电路不能简单套用在WiMAX 设计上，也无法经过简单的修改就加以利用。

WiMAX 在许多方面都可被视为一种混合技术，因为它兼具了蜂窝和 Wi-Fi网络的不少特性。移动 WiMAX 与蜂窝非常类似，本意就是用于高移动设备，而且它使用获授权的频带 (故用户期望获得高可靠性)。另外，它也像 CMDA 蜂窝技术一样采用发射功率控制技术。然而，它又与蜂窝技术有所不同，因为其工作数据率要比后者高得多 (因此对线性度的要求更为严格)，并且必须同时处理互联网语音 (VoIP)、数据和视频的传输。带宽和各类服务传输优先级的管理需要一个服务质量 (QoS) 组件，而单独的移动语音是不需要 QoS 的。

另一方面，WiMAX 又与 Wi-Fi 很类似。例如，它的数据率很高，采用正交频分复用 (OFDM) 技术，调制方式从 BPSK 到6?-QAM，并且同样是全 IP 网络。但与 Wi-Fi 的不同之处是，WiMAX 使用的是一种完全预定 (scheduled) 的服务，而 Wi-Fi 则采用基于冲突的载波侦听多址访问 (CSMA) 技术。这为 WiMAX 提供了一项大大超越Wi-Fi的优势。在 CSMA 网络中，随着用户数目的增加，总体数据率会显着下降，因为每一个冲突都需要后续重发。而利用事先预定的服务，由于基站能有效地管理每个用户对网络的访问，网络总吞吐量不会因用户数目的增加而受到影响。

WiMAX网络的覆盖距离

Wi-Fi网络每个接入点 (access point, AP) 的覆盖距离一般在数十或数百米之内； 而 WiMAX 网络的每个基站则可覆盖大约1公里的范围。要达到这个范围，移动 WiMAX 网络采用了包括大发射功率、子信道化和自适应调制等一大批技术，以实现更长的覆盖距离。

简言之，射频功率 (radio frequency, RF) 与覆盖距离成正比，故更大的功率就等于更长的覆盖距离。为了获得长覆盖距离，WiMAX 基站的发射功率级在+43dBm (20W) 左右；而 Wi-Fi AP 的典型发射功率是 +18 dBm (60 mW)。二者相差足足 330 多倍！WiMAX 移动台 (mobile station, MS) 的发射功率一般为 +23 dBm (200mW)，Wi-Fi仅 +18 dBm (60 mW)。蜂窝 (CDMA) 基站和移动台的发射功率都和 WiMAX 的差不多。不过，为了获得更高的吞吐量，WiMAX 采用的调制级要高得多，故 WiMAX 需要比蜂窝好得多的信噪比 (SNR)。对于移动发射器，高调制级要求大幅度提高 PA 的线性度，致使 PA 设计比 GSM 或 CDMA 的要复杂得多。