以通讯标准而言，WiMAX技术基于IEEE 802.16系列标准，目前已揭露的标准有以固接WiMAX为主的802.16-2004标准和支援移动性功能的802.16e标准，以及网路管理相关的802.16f标准等，另外包括802.16g、802.16h、802.16i、802.16j等标准陆续订定发表后，WiMAX将可提供更加完备的宽频无线接取服务，于是WiMAX Forum组织也因802.16系列标准的制定而产生。WiMAX论坛依据IEEE 802.16标准和ETSI HiperMAN标准以及市场需求，结合各界力量以组织的形式加速WiMAX发展，其成员包括系统建置、晶片制造、软体研发以及服务供应相关厂商。 WiMAX论坛提供一个沟通平台让所有的厂商有机会达成共识，今年共举办三次的全员大会，让下面所有的工作小组有机会互相交流。今年的第一次大会于二月在美国奥兰多举行，第二次于五月选在爱尔兰都柏林，第三次则是十月在台北。除了这三次的全员大会之外，每个工作小组也有各自的面对面会议（Face to Face Meeting）；以TWG（Technical Working Group）与CWG（Certification Working Group）为例，平均一至两个月就有一次会议举行，而中间当然也穿插不定期的电话会议。

WiMAX Forum Relay规格推动近况

近年来资策会耕耘中继站技术，除了拥有许多IEEE 802.16j标准制定经验，并且也配合着实作开发，所以也希望在WiMAX Forum TWG（Technical Working Group）推动Relay规格把成果继续延续下去。以小组任务的分工而言，TWG是属于技术性质的工作小组，目的在延伸与维护IEEE 802.16标准，这是因为IEEE组织只定义了R1介面的部份，许多牵涉到后端的问题仅注明「out -of-scope」，所以有关于后端网路技术、系统拓墣架构都留到WiMAX Forum来制定。

TWG里面又分为多个子工作小组，其中有一个Relay Study Group专门负责讨论WiMAX Relay的议题。今年三月的CWG/TWG F2F会议在众人力拱之下，由Runcom的Peretz当选主席，Alcatel-Lucent的Philippe与资策会顾问罗耿介也被推举为共同主席，其他参与讨论的公司也包括： Fujitsu、Nokia Siemens Networks等等，还有许多公司则还在观望。不幸的消息是，先前一直对于WiMAX Relay活动最投入的Nortel因财务问题已经宣布淡出，对于Relay规格的制定来说无疑是一大打击，正所谓「长江后浪推前浪」，所幸后来又有一些公司陆续加入这个Relay Study Group，所以目前也能够保有一定的贡献程度，而相关程序也都还正在顺利进行中。

WiMAX Forum TWG简介

在介绍Relay规格制定之前，必须要先介绍TWG，如上文所述，TWG基于IEEE 802.16技术标准制订与维护一致性和互通性测试认证规范以及认证规范，以确保所有经WiMAX Forum 认证之产品具有良好的共同运作能力与互通性。

《图一　TWG制定规范程序》 资料来源：资策会整理

WiMAX Forum所举办之插拔大会（Plugfest）是让WiMAX设备供应厂商将其所开发之产品，在进行正式互通性测试之前，彼此间先进行互通互连预先测试的活动，以验证是否符合标准的要求，并对产品作必要的修正以增进产品的互通功能。参与插拔大会的厂商在取得产品的基本互通功能验证后，WiMAX Forum即会颁予参与测试的设备供应厂商通过互通验证的活动标章，厂商可将其列于行销文宣中进行宣传。

WiMAX Forum各应用面的认证规范是由TWG和CWG所制定，执行认证时需依频谱、频宽、双工模式（TDD/FDD）选定认证测试项目，经WiMAX Forum核准成立之WiMAX测试实验室将依论坛所制定之。

• (1)通讯协定实现一致性说明（Protocol Implementation Conformance Statement；PICS）





• (2)通讯协定实现测试需附加资讯（Protocol Implementation Extra Information for Testing；PIXIT）





• (3)测试目的(Test Purposes;TP)





• (4)测试组架构（Test Suite Structure；TSS）





• (5)抽象测试组(Abstract Test Suite;CTS)

等以上文件进行认证测试，认证测试主要可分为无线电一致性测试（Radio Conformance Test；RCT）、通讯协定一致性测试（Protocol Conformance Test；PCT）、以及互通性测试（Interoperability Test；IOT）等三种，WiMAX设备只要通过上述三种认证测试后，将会核发WiMAX Forum认证标章予设备供应厂商。

另外一件TWG的重要任务则是订定WiMAX Forum Mobile System Profile，截至目前最新的版本是Release 1.5，然后下面再细分成三份子文件，分别为: Common Part、TDD、以及FDD，这些文件都包含了MAC、PHY、Security的部份，换句话说就是WiMAX Forum各厂商对于IEEE标准达成的一些共识。

WiMAX Relay Profile推动

Relay规格制定可以分为几个程序，并且牵涉到多个WiMAX Forum工作小组，其间的关系如图二。首先，因为IEEE 802.16j已经定义了WiMAX Relay的标准，其最新版本是于今年二月发布的Draft 9。另外一方面，WiMAX Forum的SPWG（Service Provider Working Group）也制定了一份Multi-hop Relay的需求文件「Requirements and Recommendation for Multi-hop Relay profile for WiMAX networks」，其最新版本则为2008年发布的V.1.0.0；之后，TWG就扮演了关键角色，除了根据SPWG需求文件订出相关Relay标准，也肩负起审视IEEE 802.16j标准的责任。通常一个标准的诞生之后还会伴随修正版，所以可以说，IEEE 802.16j的维护小组就在WiMAX Forum TWG进行，在发现问题而欲修改可以再回馈到IEEE标准组织。

SPWG的需求是由系统服务业者所提出，代表有实际的市场价值；TWG必须去检视这些需求，订定相对应的功能以及技术细节；再者，与后端网路相关的讯息与架构的修改必须交由NWG处理，如此一来才能让Relay相容于整个WiMAX系统。最后，CWG也要定义相对应的认证测试项目，所以经由认证测试后的设备才能具备互通一制性。

《图二　Relay规格制定相关工作小组流程》 资料来源：资策会整理

在TWG的Relay Study Group，资策会也陆续提出贡献。因为IEEE 802.16j的功能太多，很多功能也都列为选择性。以标准的观点来看这样的规格书比较完整；但另一方面，对于想要实作的厂商来说却像是一场恶梦。于是，TWG会先评估SPWG对布建Relay的需求，然后圈选出几个可行的feature-set。基本上各厂商的想法都是想要简单化，其次就是考虑向下相容16e的问题，16j当中很重要的精神就是MS（Mobile Station）不知道中继站的存在，换句话说就是不能更改MS原本的行为。所以RS的设计上面，就有许多考量必须注意。以TWG的观点来看，现在正在制定中的Relay Profile最后必须相容于现有的WiMAX Forum Mobile System Profile Release 1.5，可能先变成一份独立的文件，也有可能直接整合在之后的Release版本当中。

从今年初到现在的讨论中，Relay Study Group还是在找可行的feature-set，各大厂争议较多的是哪些功能应属于必备功能（Mandatory）而哪一些又该属于选择性功能（Optional） ，这些不只牵涉到实做上的难易程度，可能也包含各厂商在专利上面的布局或是其他商业利益考量，接着就让我们来分析Relay到底有哪些分类。

图三则是针对讯框结构（Frame Structure）将IEEE 802.16j所有可能的组合列出。从最上层来看，先分为穿透式中继站（Transparent Relay）与非穿透式中继站（Non-transparent Relay），在穿透式中继站的下面又可以分为TDD（Time Division Duplex）与FDD（ Frequency Division Duplex）两种。另一方面，非穿透式中继站这边可以分为STR（Simultaneously Transit and Receive）与TTR（Time-division Transmit and Receive），最大的差别是中继站台的射频模组处理能力。

STR中继站要同时处理两块射频模组的接收（RX）与发送（TX），可以参考图四，可以发现STR中继站同时操作在两个频率，在R-link与Access link使用的频率是不同的，对于R-link来说，中继站就像是一台MS；对于Access link来说，中继站则像是一台BS。图五则是TTR的讯框架构，因为已经以时间分隔为两个独立的传送区域（Zone），所以对于同一组的射频模组来说，传输模组和接收模组并不需要同时动作。

综合以上所述，STR最大的好处是可以维持和16e相同的讯框结构，而TTR必须去分割原本的讯框结构，中间会浪费切换的gap时间（R-TTI）。以效能而言，STR因为可以同时收与送，所以传输的吞吐量自然大于TTR，但是不讳言STR实做上要同时处理两块射频模组，还需要考虑干扰的问题，所以复杂度上面可能较高。如果想更清楚了解其他中继站相关技术，读者可以参阅六月份的杂志报导。

《图三　IEEE 802.16j Frame Structure分支》 资料来源：资策会整理

《图四　TDD STR讯框架购》 资料来源：IEEE 802.16j

标准制定会议的开会地点都是在住宿饭店的会议室，而这些跑标准制定的各公司与会代表，就像是空中飞人一样，必须全球飞来飞去。在五月份的Dublin会议的Relay Study Group专属的议程中，主席Peretz与共同主席Philippe向TWG成员报告Relay Study Group目前的进度，还有讨论未来方向。其中的重要包括：

• 持续进行conference call讨论。





• 七月旧金山会议提出Liaison letter请SPWG解释Muti-hop Relay需求不明确之处。





• 计画于八月提出Working Items（WI），并将此Study group升格为Subgroup。

《图五　TDD TTR讯框架购》 资料来源：IEEE 802.16j

WiMAX Relay规格未来发展趋势

五月份爱尔兰的WiMAX Forum大会上，TWG的议程表中有Relay Study Group专属的时间，也借此获得更高的能见度，吸引其他厂商加入。其实除了在会场的正式讨论，私下也进行了几次会外讨论（off-line meeting），大家取得的共识是要尽快将Relay features厘清，并且针对SPWG定义不明确之处以Liaison letter方式要求释疑。

除此之外，Relay profile应该要分为几阶段完成，考虑到低成本以及Time-to-market，在最初阶段只讨论TDD情形，其中包含了Transparent Relay与2-hop的Non-transparent Relay；第二阶段讨论TDD Nontransparent（2+ hop）；然后FDD的需求则放到后面的阶段再讨论。因为中继站的初衷就是要以简单、低廉的技术，延伸讯号涵盖范围，并且降低营运商的布建成本，如果一开始就包山包海，不仅会拖慢整体的时程，也有可能让Relay规格胎死腹中。如下我们将讨论内容分成几个阶段。

Phase 1：

• ●TDD Transparent Relay





• ●TDD Non-transparent（2 hop）

Phase 2：

• ●TDD Non-transparent（2+ hop）

Phase 3：

• ●FDD Transparent





• ●FDD Non-transparent（2+ hop）

总而言之，在WiMAX Forum的运作下，Relay规格的制定还是得以顺利进行，而资策会在里面也扮演推手的角色，适时提出贡献。近年来全球的WiMAX发展已经到了实际布建阶段，这时候营运商对于Relay也开始感兴趣，因为加入了Relay后不只可以增加网路覆盖率、还可以改善传输效能并且降低维护成本，所以有人说Relay技术是WiMAX的大补丸，实在一点也不为过。

Relay Study Group目前还是以研究讨论为主，接下来的目标是在八月的会议提出工作项目（Working Items）并且转变成Subgroup的形式，想必之后的工作会将更加具体化；最后，Relay规格的制定已经迈出成功的第一步，接下来希望更多厂商的投入，让规格更具实用价值，亦如同再帮WiMAX产业注入一股活水。

---作者任职于资策会网路多媒体研究所---

参考文献：

• 1.IEEE Std 802.16e-2005, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks, Part 16, Amendment 2: Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands, Feb 2006.





• 2.“IEEE Standard for Local and metropolitan area networks; Part 16: Air Interface for Fixed and Mobile Broadband Wireless Access Systems Multihop Relay Specification.” IEEE P802.16j/D9, Jan. 2009.





• 3."Requirements and Recommendations for Multi-hop Relay profile for WiMAX networks", version 1.0.0, WiMAX Forum SPWG, Aug. 2008.