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今日的电信业者需要一条安稳的路径升级到移动通信网络，它必须提供未来有保障的解决方案、保护他们的投资和提供稳健的业务基础。包含子信道功能的OFDM或许就是他们从固接升级到移动商业模式所需的高效益解决方案── 一套能在今日宽带移动市场上创造出明显价值区隔的解决方案。
WiMAX涵盖种类广泛的固接和移动应用。分析师预测固接服务用户人数在2009年将达到2,000万左右，移动用户则会在未来10年内增加到1,500～4,000万之间(图1)。
802.16 WiMAX固接协议在2004年10月正式获得采用，此后业界就将重点转向802.16e WiMAX移动协议。这套标准包含正交分频多任务(OFDM)和OFDMA(又称为Multi-user OFDM)，预计在2006年完成制定程序。它将在两大领域为业界提供绝佳商机，分别是涵盖固接、漫游和便携式应用的基本或市区移动能力，以及支持新兴宽带移动通信市场的完整移动能力。
为讨论方便，本文将“固接”(fixed)定义为无法从多个地点使用服务的解决方案，“移动”(Mobility)则涵盖多种服务层次，包括漫游(在不同地点使用一种服务)、便携(不包含自动交接在内的基本移动能力)以及完整移动能力(可于高速行驶的车辆上使用，并能在基站之间自动切换)。
WiMAX基本移动能力是802.16-2004(OFDM256)的自然演进结果。就产出与距离的关系而言，它所增加的子信道功能可提高室内效能，用户覆盖范围也更有弹性。OFDM256基本移动能力是以简单的标准Profiles和低成本终端设备为支持对象，快速上市时间和回溯兼容于固接应用也是重要优点。
相较而言，WiMAX完整移动能力则会面对更复杂的技术和更具挑战性的市场需求，它最终虽有可能创造更庞大的市场商机，过程中却会与3G直接竞争。WiMAX完整移动能力会利用可扩充的OFDMA(SOFDMA)技术提供高速移动和基站交接(hand off)等移动通信设施所要求的更强大效能和作业能力，这使得消费者就算坐在疾驶的车内也能从一个基站顺利切换到另一个基站。然而这些加强功能却会让物理层(PHY)和媒体存取控制层(MAC)变得更复杂、Profiles数目增多和无法兼容于现有的OFDM256标准。
透过OFDM提供市区移动能力
英特尔近年来对于WiMAX的大力支持以及这项技术可能对低成本宽带连接造成的莫大冲击让人们在有机会实际体验WiMAX网络之前，这项标准就成为电信产业的热门焦点和大肆宣扬的对象；现在，WiMAX必须面对着实现其宣传内容的巨大压力。然而在宽带移动市场的庞大潜力影响下，WiMAX近来开始转向OFDMA移动标准，这使得WiMAX升级提供移动能力的过程或许不会如业界想象中顺利。
许多厂家担心若在现行阶段将WiMAX的重点转向可扩充式OFDMA，产品的成本和研发时程都可能受到严重影响。等到多家厂家开始大量供应具备移动能力的SOFDMA用户设备时，采用1xEV-DO和WCDMA的先进3G数据网络可能早已透过它们基础良好的产业架构在市场上全面推出。
利用现有的OFDM256功能来满足从固接到基本移动能力的市场需求或许是消除这些顾虑的最好方法。它能让机台式连接产品和便携式设备等WiMAX应用掌握市场时机，同时突显出它与基本或市区移动市场目前所用3G技术和Wi-Fi之间的价值区别。
利用OFDM256满足固接升级到基本移动能力的市场需求有许多好处。其实OFDMA的诸多优点也能在OFDM256身上看到，例如OFDM和OFDMA都比其它单载波移动技术更适合非可视范围(NLOS)工作环境。这两种标准的每个子载波的符码周期都远超过延迟扩散(delay spread)最大值，这会让等化处理更简单和FEC错误更正最佳化，系统也更能忍受多重子载波经过多路径传输后所产生的严重衰减现象。
OFDM256还能支持OFDMA的其它重要特色，而且它的物理层和媒体存取控制层都更简单。OFDM的部份优点和限制为：
1、可扩充快速傅立叶转换
OFDM不支持可扩充快速傅立叶转换(scalable FFT)，而是支持256点固定式快速傅立叶转换(fixed 256 FFT)，但由于多扇区细胞设计(multi-sector cell design)常见的1：3重复使用模式(reuse pattern)经常会用到2.5MHz系统带宽，故此解析能力(载波间距)对于多数应用已经足够。另一方面，OFDMA在系统设计和扩充性方面都更有弹性，还提供相同效能和固接设备子载波间距。
2、OFDMA理论上可提供更强大的系统增益效能，但目前尚未在实际系统中获得证实
OFDMA透过上行和下行链路的子信道化以提高系统增益效能。OFDM256可选择将上行或下行链路分成多个子通道让传送功率集中于部份OFDM子载波以加强链路预算，进而使得信号覆盖范围(室内穿透力)、传输容量和功耗都获得改善。OFDMA把这项功能称为先进调变与编码(Advanced Modulation and Coding)，主要用来透过适应性子载波配置提供更高的分集增益(diversity gain)。
就子载波置换方式而言，OFDM采用较简单的置换顺序。它和OFDMA一样会将不同子信道分配给不同频率，只不过每个配置的子信道都会占用固定时间，因此若OFDM子信道碰到恶劣的信道条件(至少在BS配置新的子信道前)，OFDMA就有较大的优势。
总而言之，OFDMA最适合需要完整移动能力的应用，至于子通道占用固定时间的简单子载波置换方式则比较适合固接、便携式或低速等移动环境。
3、OFDMA有可能提供较佳的频率重复使用能力
OFDMA采用较复杂的子载波置换方式，它能提供更好的频率重复使用能力和更简单的细胞规划(重复使用子载波让相邻扇区/细胞发生冲突的机率降至最小)。OFDM则是在排程器(MAC)中提供同样的功能，只不过所用的方法比较没有系统。
4、下行链路采用类似的空间分集(space diversity)技术
OFDMA的下行链路可选择支持时空编码(Space-Time Code)模式和AAS。
为何选择OFDM？
虽然OFDMA的效能和扩充性在市区移动应用中可能都胜过OFDM，但它就营运角度而言却非理想解决方案。
单从市场策略来看，利用OFDM同时支持固接和简单的移动应用会比等待OFDMA更能大幅加速WiMAX的上市脚步。它的市场价值早为业界熟悉，WiMAX支持者立即就能从固接升级到基本移动能力，进而掌握时机进入无线膝上型计算机、掌上型设备和相关应用市场。
OFDM的用户设备成本很低、Profile和工程设计都很简单、市场供应充足又具备升级能力和回溯兼容性(可从固接直接升级到简单的移动能力)，它们使得OFDM成为最理想的市区移动应用解决方案。这些优点对于厂家在新兴起的WiMAX市场上迅速吸引客户和让成长中的低成本用户设备销售量达到市场商品规模极为重要。OFDM最值得注意的部份优势包括：
1、标准和Profile都很简单
OFDM支持256点FFT，这不但让Profile变得很简单，分辨率也足以应付大多数已配置的频谱──假设系统使用常见的细胞频率重复使用模式(reuse pattern)。WiMAX认证目前已出现延误，原因在于相关设备的供应出现问题，甚至仅支持少数Profile的产品也无法获得供应。此时若照着可扩充式OFDMA要求的增加更多Profile，则只会让认证过程更复杂耗时。
2、快速上市时间
802.16-2004 WiMAX协议早已公布，OFDM的802.16e标准也将近完成，只要再花一点工夫就能涵盖基本移动能力要求。快速上市时间对于新兴市场极为重要，其成败关键往往在于能否利用低成本产品掌握稍纵即逝的市场时机。面对当前的市场商机，WiMAX可以为无线膝上型和掌上型设备提供最合适的产品；相形之下，3G就无法在此市场提供符合成本效益的产出和可靠性，WiFi则覆盖范围有限、安全功能不足和缺少电信等级媒体存取控制器(MAC)。
3、低成本、已经考验的技术
802.16e所定义的OFDM远比可扩充式OFDMA来得简单，它能确保低成本终端设备和基础设施的扩充性和应用弹性都符合新出现的WiMAX市场需求。这类低成本终端设备可以开启更广阔的应用领域，使得市场更具吸引力和更快达到大众市场产量规模。
OFDM标准奠基于数种已成功导入许多有线和无线应用的成熟解决方案，因此它很有可能达到所设定的效能目标。但另一方面，可扩充式OFDMA则试图导入业界提出的许多不同技术，其中有些技术已相当成熟，有些则仍待考验。由于业界只能根据厂家提供的效能资料来评断其所建议的功能，最后究竟会采用哪些技术又尚未定案，因此很难确定这些功能是否真的能提高效能。
4、升级能力和回溯兼容性
随着WiMAX市场的应用、业者类型 (包括ISP、WISP、新建设施和基础设施，新进厂家和现有业者)和业务型态不断演进，升级能力已成为保护客户投资的必要条件。WiMAX若无法升级到移动能力以及提供未来升级和回溯兼容的保障，许多业界厂家就会继续采取观望的态度，其中又以第一层厂家(Tier 1 companies)最可能如此。虽然第一层厂家对于新市场的接受程度本来就较缓慢，他们的支持却绝对是产品达到经济规模的关键。
如图2所示，许多应用范围重叠的技术都能支持WiMAX基本移动能力。最合适的技术则必须由多项因素决定，包括应用、电信业者(固接业者仅对基本移动能力有兴趣)、网络规模 (例如偏远地区的低密度网络或垂直应用所需的小型专属网络)以及应用的最佳成本效益。
在现行发展阶段就把WiMAX重点转向完整移动能力可能不是最明智的做法，甚至有可能遇到来自3G的直接竞争。许多业者相信固接升级到基本移动能力是WiMAX的最大优势所在，因为现有技术无法在这方面提供客户所要求的产出、合理的高数据速率使用成本以及安全性和可靠性。
等到固接升级到基本移动能力的市场第一步顺利完成，WiMAX又有客户信心做为坚强后盾时，OFDMA就会成为提供WiMAX完整移动能力的最大帮手。它将以OFDM256的成果以及完整的标准和认证支持为基础，利用原本观望的业界领导者早已实现的重大技术进展和网络建置成果来面对完整移动能力的挑战。
结语
相较于OFDMA，OFDM早已走过定义阶段并迈向全面实作。许多芯片制造商、ODM厂家和设备制造商正利用OFDM256 WiMAX技术发展解决方案，这项技术早已通过实际应用的严格考验，因此是现在和未来部署的最安全选择。到了2005年底，许多制造商都会享受到miniPCI和其它量产规格等低成本用户产品封装提供的好处，这将为宽带服务供货商带来更符合成本效益的解决方案。OFDM 802.16e突显出电信业者需要一条安稳的路径升级到移动能力，它必须提供未来有保障的解决方案、保护他们的投资和提供稳健的业务基础。对于正在建置固接无线存取解决方案或是想于未来提供漫游或移动服务的电信公司来说，OFDM256将是他们的惟一选择。
WiMAX涵盖种类广泛的固接和移动应用。分析师预测固接服务用户人数在2009年将达到2,000万左右，移动用户则会在未来10年内增加到1,500～4,000万之间(图1)。
802.16 WiMAX固接协议在2004年10月正式获得采用，此后业界就将重点转向802.16e WiMAX移动协议。这套标准包含正交分频多任务(OFDM)和OFDMA(又称为Multi-user OFDM)，预计在2006年完成制定程序。它将在两大领域为业界提供绝佳商机，分别是涵盖固接、漫游和便携式应用的基本或市区移动能力，以及支持新兴宽带移动通信市场的完整移动能力。
为讨论方便，本文将“固接”(fixed)定义为无法从多个地点使用服务的解决方案，“移动”(Mobility)则涵盖多种服务层次，包括漫游(在不同地点使用一种服务)、便携(不包含自动交接在内的基本移动能力)以及完整移动能力(可于高速行驶的车辆上使用，并能在基站之间自动切换)。
WiMAX基本移动能力是802.16-2004(OFDM256)的自然演进结果。就产出与距离的关系而言，它所增加的子信道功能可提高室内效能，用户覆盖范围也更有弹性。OFDM256基本移动能力是以简单的标准Profiles和低成本终端设备为支持对象，快速上市时间和回溯兼容于固接应用也是重要优点。
相较而言，WiMAX完整移动能力则会面对更复杂的技术和更具挑战性的市场需求，它最终虽有可能创造更庞大的市场商机，过程中却会与3G直接竞争。WiMAX完整移动能力会利用可扩充的OFDMA(SOFDMA)技术提供高速移动和基站交接(hand off)等移动通信设施所要求的更强大效能和作业能力，这使得消费者就算坐在疾驶的车内也能从一个基站顺利切换到另一个基站。然而这些加强功能却会让物理层(PHY)和媒体存取控制层(MAC)变得更复杂、Profiles数目增多和无法兼容于现有的OFDM256标准。
透过OFDM提供市区移动能力
英特尔近年来对于WiMAX的大力支持以及这项技术可能对低成本宽带连接造成的莫大冲击让人们在有机会实际体验WiMAX网络之前，这项标准就成为电信产业的热门焦点和大肆宣扬的对象；现在，WiMAX必须面对着实现其宣传内容的巨大压力。然而在宽带移动市场的庞大潜力影响下，WiMAX近来开始转向OFDMA移动标准，这使得WiMAX升级提供移动能力的过程或许不会如业界想象中顺利。
许多厂家担心若在现行阶段将WiMAX的重点转向可扩充式OFDMA，产品的成本和研发时程都可能受到严重影响。等到多家厂家开始大量供应具备移动能力的SOFDMA用户设备时，采用1xEV-DO和WCDMA的先进3G数据网络可能早已透过它们基础良好的产业架构在市场上全面推出。
利用现有的OFDM256功能来满足从固接到基本移动能力的市场需求或许是消除这些顾虑的最好方法。它能让机台式连接产品和便携式设备等WiMAX应用掌握市场时机，同时突显出它与基本或市区移动市场目前所用3G技术和Wi-Fi之间的价值区别。
利用OFDM256满足固接升级到基本移动能力的市场需求有许多好处。其实OFDMA的诸多优点也能在OFDM256身上看到，例如OFDM和OFDMA都比其它单载波移动技术更适合非可视范围(NLOS)工作环境。这两种标准的每个子载波的符码周期都远超过延迟扩散(delay spread)最大值，这会让等化处理更简单和FEC错误更正最佳化，系统也更能忍受多重子载波经过多路径传输后所产生的严重衰减现象。
OFDM256还能支持OFDMA的其它重要特色，而且它的物理层和媒体存取控制层都更简单。OFDM的部份优点和限制为：
1、可扩充快速傅立叶转换
OFDM不支持可扩充快速傅立叶转换(scalable FFT)，而是支持256点固定式快速傅立叶转换(fixed 256 FFT)，但由于多扇区细胞设计(multi-sector cell design)常见的1：3重复使用模式(reuse pattern)经常会用到2.5MHz系统带宽，故此解析能力(载波间距)对于多数应用已经足够。另一方面，OFDMA在系统设计和扩充性方面都更有弹性，还提供相同效能和固接设备子载波间距。
2、OFDMA理论上可提供更强大的系统增益效能，但目前尚未在实际系统中获得证实
OFDMA透过上行和下行链路的子信道化以提高系统增益效能。OFDM256可选择将上行或下行链路分成多个子通道让传送功率集中于部份OFDM子载波以加强链路预算，进而使得信号覆盖范围(室内穿透力)、传输容量和功耗都获得改善。OFDMA把这项功能称为先进调变与编码(Advanced Modulation and Coding)，主要用来透过适应性子载波配置提供更高的分集增益(diversity gain)。
就子载波置换方式而言，OFDM采用较简单的置换顺序。它和OFDMA一样会将不同子信道分配给不同频率，只不过每个配置的子信道都会占用固定时间，因此若OFDM子信道碰到恶劣的信道条件(至少在BS配置新的子信道前)，OFDMA就有较大的优势。
总而言之，OFDMA最适合需要完整移动能力的应用，至于子通道占用固定时间的简单子载波置换方式则比较适合固接、便携式或低速等移动环境。
3、OFDMA有可能提供较佳的频率重复使用能力
OFDMA采用较复杂的子载波置换方式，它能提供更好的频率重复使用能力和更简单的细胞规划(重复使用子载波让相邻扇区/细胞发生冲突的机率降至最小)。OFDM则是在排程器(MAC)中提供同样的功能，只不过所用的方法比较没有系统。
4、下行链路采用类似的空间分集(space diversity)技术
OFDMA的下行链路可选择支持时空编码(Space-Time Code)模式和AAS。
为何选择OFDM？
虽然OFDMA的效能和扩充性在市区移动应用中可能都胜过OFDM，但它就营运角度而言却非理想解决方案。
单从市场策略来看，利用OFDM同时支持固接和简单的移动应用会比等待OFDMA更能大幅加速WiMAX的上市脚步。它的市场价值早为业界熟悉，WiMAX支持者立即就能从固接升级到基本移动能力，进而掌握时机进入无线膝上型计算机、掌上型设备和相关应用市场。
OFDM的用户设备成本很低、Profile和工程设计都很简单、市场供应充足又具备升级能力和回溯兼容性(可从固接直接升级到简单的移动能力)，它们使得OFDM成为最理想的市区移动应用解决方案。这些优点对于厂家在新兴起的WiMAX市场上迅速吸引客户和让成长中的低成本用户设备销售量达到市场商品规模极为重要。OFDM最值得注意的部份优势包括：
1、标准和Profile都很简单
OFDM支持256点FFT，这不但让Profile变得很简单，分辨率也足以应付大多数已配置的频谱──假设系统使用常见的细胞频率重复使用模式(reuse pattern)。WiMAX认证目前已出现延误，原因在于相关设备的供应出现问题，甚至仅支持少数Profile的产品也无法获得供应。此时若照着可扩充式OFDMA要求的增加更多Profile，则只会让认证过程更复杂耗时。
2、快速上市时间
802.16-2004 WiMAX协议早已公布，OFDM的802.16e标准也将近完成，只要再花一点工夫就能涵盖基本移动能力要求。快速上市时间对于新兴市场极为重要，其成败关键往往在于能否利用低成本产品掌握稍纵即逝的市场时机。面对当前的市场商机，WiMAX可以为无线膝上型和掌上型设备提供最合适的产品；相形之下，3G就无法在此市场提供符合成本效益的产出和可靠性，WiFi则覆盖范围有限、安全功能不足和缺少电信等级媒体存取控制器(MAC)。
3、低成本、已经考验的技术
802.16e所定义的OFDM远比可扩充式OFDMA来得简单，它能确保低成本终端设备和基础设施的扩充性和应用弹性都符合新出现的WiMAX市场需求。这类低成本终端设备可以开启更广阔的应用领域，使得市场更具吸引力和更快达到大众市场产量规模。
OFDM标准奠基于数种已成功导入许多有线和无线应用的成熟解决方案，因此它很有可能达到所设定的效能目标。但另一方面，可扩充式OFDMA则试图导入业界提出的许多不同技术，其中有些技术已相当成熟，有些则仍待考验。由于业界只能根据厂家提供的效能资料来评断其所建议的功能，最后究竟会采用哪些技术又尚未定案，因此很难确定这些功能是否真的能提高效能。
4、升级能力和回溯兼容性
随着WiMAX市场的应用、业者类型 (包括ISP、WISP、新建设施和基础设施，新进厂家和现有业者)和业务型态不断演进，升级能力已成为保护客户投资的必要条件。WiMAX若无法升级到移动能力以及提供未来升级和回溯兼容的保障，许多业界厂家就会继续采取观望的态度，其中又以第一层厂家(Tier 1 companies)最可能如此。虽然第一层厂家对于新市场的接受程度本来就较缓慢，他们的支持却绝对是产品达到经济规模的关键。
如图2所示，许多应用范围重叠的技术都能支持WiMAX基本移动能力。最合适的技术则必须由多项因素决定，包括应用、电信业者(固接业者仅对基本移动能力有兴趣)、网络规模 (例如偏远地区的低密度网络或垂直应用所需的小型专属网络)以及应用的最佳成本效益。
在现行发展阶段就把WiMAX重点转向完整移动能力可能不是最明智的做法，甚至有可能遇到来自3G的直接竞争。许多业者相信固接升级到基本移动能力是WiMAX的最大优势所在，因为现有技术无法在这方面提供客户所要求的产出、合理的高数据速率使用成本以及安全性和可靠性。
等到固接升级到基本移动能力的市场第一步顺利完成，WiMAX又有客户信心做为坚强后盾时，OFDMA就会成为提供WiMAX完整移动能力的最大帮手。它将以OFDM256的成果以及完整的标准和认证支持为基础，利用原本观望的业界领导者早已实现的重大技术进展和网络建置成果来面对完整移动能力的挑战。
结语
相较于OFDMA，OFDM早已走过定义阶段并迈向全面实作。许多芯片制造商、ODM厂家和设备制造商正利用OFDM256 WiMAX技术发展解决方案，这项技术早已通过实际应用的严格考验，因此是现在和未来部署的最安全选择。到了2005年底，许多制造商都会享受到miniPCI和其它量产规格等低成本用户产品封装提供的好处，这将为宽带服务供货商带来更符合成本效益的解决方案。OFDM 802.16e突显出电信业者需要一条安稳的路径升级到移动能力，它必须提供未来有保障的解决方案、保护他们的投资和提供稳健的业务基础。对于正在建置固接无线存取解决方案或是想于未来提供漫游或移动服务的电信公司来说，OFDM256将是他们的惟一选择。