以通訊標準而言，WiMAX技術基於IEEE 802.16系列標準，目前已揭露的標準有以固接WiMAX為主的802.16-2004標準和支援移動性功能的802.16e標準，以及網路管理相關的802.16f標準等，另外包括802.16g、802.16h、802.16i、802.16j等標準陸續訂定發表後，WiMAX將可提供更加完備的寬頻無線接取服務，於是WiMAX Forum組織也因802.16系列標準的制定而產生。WiMAX論壇依據IEEE 802.16標準和ETSI HiperMAN標準以及市場需求，結合各界力量以組織的形式加速WiMAX發展，其成員包括系統建置、晶片製造、軟體研發以及服務供應相關廠商。WiMAX論壇提供一個溝通平台讓所有的廠商有機會達成共識，今年共舉辦三次的全員大會，讓下面所有的工作小組有機會互相交流。今年的第一次大會於二月在美國奧蘭多舉行，第二次於五月選在愛爾蘭都柏林，第三次則是十月在台北。除了這三次的全員大會之外，每個工作小組也有各自的面對面會議（Face to Face Meeting）；以TWG（Technical Working Group）與CWG（Certification Working Group）為例，平均一至兩個月就有一次會議舉行，而中間當然也穿插不定期的電話會議。

WiMAX Forum Relay規格推動近況

近年來資策會耕耘中繼站技術，除了擁有許多IEEE 802.16j標準制定經驗，並且也配合著實作開發，所以也希望在WiMAX Forum TWG（Technical Working Group）推動Relay規格把成果繼續延續下去。以小組任務的分工而言，TWG是屬於技術性質的工作小組，目的在延伸與維護IEEE 802.16標準，這是因為IEEE組織只定義了R1介面的部份，許多牽涉到後端的問題僅註明「out-of-scope」，所以有關於後端網路技術、系統拓墣架構都留到WiMAX Forum來制定。

TWG裡面又分為多個子工作小組，其中有一個Relay Study Group專門負責討論WiMAX Relay的議題。今年三月的CWG/TWG F2F會議在眾人力拱之下，由Runcom的Peretz當選主席，Alcatel-Lucent的Philippe與資策會顧問羅耿介也被推舉為共同主席，其他參與討論的公司也包括：Fujitsu、Nokia Siemens Networks等等，還有許多公司則還在觀望。不幸的消息是，先前一直對於WiMAX Relay活動最投入的Nortel因財務問題已經宣佈淡出，對於Relay規格的制定來說無疑是一大打擊，正所謂「長江後浪推前浪」，所幸後來又有一些公司陸續加入這個Relay Study Group，所以目前也能夠保有一定的貢獻程度，而相關程序也都還正在順利進行中。

WiMAX Forum TWG簡介

在介紹Relay規格制定之前，必須要先介紹TWG，如上文所述，TWG基於IEEE 802.16技術標準制訂與維護一致性和互通性測試認證規範以及認證規範，以確保所有經 WiMAX Forum 認證之產品具有良好的共同運作能力與互通性。

《圖一　TWG制定規範程序》 資料來源：資策會整理

WiMAX Forum所舉辦之插拔大會（Plugfest）是讓WiMAX設備供應廠商將其所開發之產品，在進行正式互通性測試之前，彼此間先進行互通互連預先測試的活動，以驗證是否符合標準的要求，並對產品作必要的修正以增進產品的互通功能。參與插拔大會的廠商在取得產品的基本互通功能驗證後，WiMAX Forum即會頒予參與測試的設備供應廠商通過互通驗證的活動標章，廠商可將其列於行銷文宣中進行宣傳。

WiMAX Forum各應用面的認證規範是由TWG和CWG所制定，執行認證時需依頻譜、頻寬、雙工模式（TDD/FDD）選定認證測試項目，經WiMAX Forum核准成立之WiMAX測試實驗室將依論壇所制定之。

• (1)通訊協定實現一致性說明（Protocol Implementation Conformance Statement；PICS）





• (2)通訊協定實現測試需附加資訊（Protocol Implementation Extra Information for Testing；PIXIT）





• (3)測試目的（Test Purpose；TP）





• (4)測試組架構（Test Suite Structure；TSS）





• (5)抽象測試組（Abstract Test Suite；ATS）

等以上文件進行認證測試，認證測試主要可分為無線電一致性測試（Radio Conformance Test；RCT）、通訊協定一致性測試（Protocol Conformance Test；PCT）、以及互通性測試（Interoperability Test；IOT）等三種，WiMAX設備只要通過上述三種認證測試後，將會核發WiMAX Forum認證標章予設備供應廠商。

另外一件TWG的重要任務則是訂定WiMAX Forum Mobile System Profile，截至目前最新的版本是Release 1.5，然後下面再細分成三份子文件，分別為: Common Part、TDD、以及FDD，這些文件都包含了MAC、PHY、Security的部份，換句話說就是WiMAX Forum各廠商對於IEEE標準達成的一些共識。

WiMAX Relay Profile推動

Relay規格制定可以分為幾個程序，並且牽涉到多個WiMAX Forum工作小組，其間的關係如圖二。首先，因為IEEE 802.16j已經定義了WiMAX Relay的標準，其最新版本是於今年二月發布的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」，其最新版本則為2008年發布的V.1.0.0；之後，TWG就扮演了關鍵角色，除了根據SPWG需求文件訂出相關Relay標準，也肩負起審視IEEE 802.16j標準的責任。通常一個標準的誕生之後還會伴隨修正版，所以可以說，IEEE 802.16j的維護小組就在WiMAX Forum TWG進行，在發現問題而欲修改可以再回饋到IEEE標準組織。

SPWG的需求是由系統服務業者所提出，代表有實際的市場價值；TWG必須去檢視這些需求，訂定相對應的功能以及技術細節；再者，與後端網路相關的訊息與架構的修改必須交由NWG處理，如此一來才能讓Relay相容於整個WiMAX系統。最後，CWG也要定義相對應的認證測試項目，所以經由認證測試後的設備才能具備互通一制性。

《圖二　Relay規格制定相關工作小組流程》 資料來源：資策會整理

在TWG的Relay Study Group，資策會也陸續提出貢獻。因為IEEE 802.16j的功能太多，很多功能也都列為選擇性。以標準的觀點來看這樣的規格書比較完整；但另一方面，對於想要實作的廠商來說卻像是一場惡夢。於是，TWG會先評估SPWG對佈建Relay的需求，然後圈選出幾個可行的feature-set。基本上各廠商的想法都是想要簡單化，其次就是考慮向下相容16e的問題，16j當中很重要的精神就是MS（Mobile Station）不知道中繼站的存在，換句話說就是不能更改MS原本的行為。所以RS的設計上面，就有許多考量必須注意。以TWG的觀點來看，現在正在制定中的Relay Profile最後必須相容於現有的WiMAX Forum Mobile System Profile Release 1.5，可能先變成一份獨立的文件，也有可能直接整合在之後的Release版本當中。

從今年初到現在的討論中，Relay Study Group還是在找可行的feature-set，各大廠爭議較多的是哪些功能應屬於必備功能（Mandatory）而哪一些又該屬於選擇性功能（Optional），這些不只牽涉到實做上的難易程度，可能也包含各廠商在專利上面的佈局或是其他商業利益考量，接著就讓我們來分析Relay到底有哪些分類。

圖三則是針對訊框結構（Frame Structure）將IEEE 802.16j所有可能的組合列出。從最上層來看，先分為穿透式中繼站（Transparent Relay）與非穿透式中繼站（Non-transparent Relay），在穿透式中繼站的下面又可以分為TDD（Time Division Duplex）與FDD（Frequency Division Duplex）兩種。另一方面，非穿透式中繼站這邊可以分為STR（Simultaneously Transit and Receive）與TTR（Time-division Transmit and Receive），最大的差別是中繼站台的射頻模組處理能力。

STR中繼站要同時處理兩塊射頻模組的接收（RX）與發送（TX），可以參考圖四，可以發現STR中繼站同時操作在兩個頻率，在R-link與Access link使用的頻率是不同的，對於R-link來說，中繼站就像是一台MS；對於Access link來說，中繼站則像是一台BS。圖五則是TTR的訊框架構，因為已經以時間分隔為兩個獨立的傳送區域（Zone），所以對於同一組的射頻模組來說，傳輸模組和接收模組並不需要同時動作。

綜合以上所述，STR最大的好處是可以維持和16e相同的訊框結構，而TTR必須去分割原本的訊框結構，中間會浪費切換的gap時間（R-TTI）。以效能而言，STR因為可以同時收與送，所以傳輸的吞吐量自然大於TTR，但是不諱言STR實做上要同時處理兩塊射頻模組，還需要考慮干擾的問題，所以複雜度上面可能較高。如果想更清楚了解其他中繼站相關技術，讀者可以參閱六月份的雜誌報導。

《圖三　IEEE 802.16j Frame Structure分支》 資料來源：資策會整理

《圖四　TDD STR訊框架購》 資料來源：IEEE 802.16j

標準制定會議的開會地點都是在住宿飯店的會議室，而這些跑標準制定的各公司與會代表，就像是空中飛人一樣，必須全球飛來飛去。在五月份的Dublin會議的Relay Study Group專屬的議程中，主席Peretz與共同主席Philippe向TWG成員報告Relay Study Group目前的進度，還有討論未來方向。其中的重要包括：

• 持續進行conference call討論。





• 七月舊金山會議提出Liaison letter請SPWG解釋Muti-hop Relay需求不明確之處。





• 計畫於八月提出Working Items（WI），並將此Study group升格為Subgroup。

《圖五　TDD TTR訊框架購》 資料來源：IEEE 802.16j

WiMAX Relay規格未來發展趨勢

五月份愛爾蘭的WiMAX Forum大會上，TWG的議程表中有Relay Study Group專屬的時間，也藉此獲得更高的能見度，吸引其他廠商加入。其實除了在會場的正式討論，私下也進行了幾次會外討論（off-line meeting），大家取得的共識是要儘快將Relay features釐清，並且針對SPWG定義不明確之處以Liaison letter方式要求釋疑。

除此之外，Relay profile應該要分為幾階段完成，考慮到低成本以及Time-to-market，在最初階段只討論TDD情形，其中包含了Transparent Relay與2-hop的Non-transparent Relay；第二階段討論TDD Nontransparent（2+ hop）；然後FDD的需求則放到後面的階段再討論。因為中繼站的初衷就是要以簡單、低廉的技術，延伸訊號涵蓋範圍，並且降低營運商的佈建成本，如果一開始就包山包海，不僅會拖慢整體的時程，也有可能讓Relay規格胎死腹中。如下我們將討論內容分成幾個階段。

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）

總而言之，在WiMAX Forum的運作下，Relay規格的制定還是得以順利進行，而資策會在裡面也扮演推手的角色，適時提出貢獻。近年來全球的WiMAX發展已經到了實際佈建階段，這時候營運商對於Relay也開始感興趣，因為加入了Relay後不只可以增加網路覆蓋率、還可以改善傳輸效能並且降低維護成本，所以有人說Relay技術是WiMAX的大補丸，實在一點也不為過。

Relay Study Group目前還是以研究討論為主，接下來的目標是在八月的會議提出工作項目（Working Items）並且轉變成Subgroup的形式，想必之後的工作會將更加具體化；最後，Relay規格的制定已經邁出成功的第一步，接下來希望更多廠商的投入，讓規格更具實用價值，亦如同再幫WiMAX產業注入一股活水。

---作者任職於資策會網路多媒體研究所---

參考文獻：

• 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.