从1G到5G，通讯行业技术的发展与竞合

出兼容的设备、让通讯器材能有互通性，1999年，IEEE分别推出了"802．11b"与"802．11a"两种WiFi标准、分别使用2．4GHz和5GHz的频段，彼此规格不相容。

2003年，IEEE藉由无线通讯界的展频技术── 正交频分复用（OFDM），推出了802．11b的改进版"802．11g"使传输速度从原先的11Mbps提升至54Mbps。现在我们使用的WiFi规格主要为"802．11n"，与802．11a、802．11b、802．11g皆可相容，且藉由 多重输入多重输出（MIMO） 技术，使传输速度及距离都有所提升、速度甚至可达600Mbps。

这边来介绍一下OFDM与MIMO这两个不仅在电脑资讯业、随后也在通讯业引起轩然大波的关键技术。

OFDM –解决多重路径干扰、频谱效率更高、可结合MIMO

讯号从传送端发射、经由传输通道到达接收端的传送过程中，会遭遇到各种不同的阻隔物，使得电磁波产生穿透、反射、折射、散射以及绕射等作用；当讯号到达接收端时，原本一个讯号将变成多个不同路径的入射讯号，每一个入射讯号到达时的时间、强度、角度等均不相同。讯号经过不同的路径抵达接收端后，接收端收到的讯号通常已与原始讯号不同，这种现象称之为 多重路径干扰。在都会区或住宅区因为高楼林立、有着许多物体妨碍，因此比起空况的郊区或公园，会受到较严重的多重路径干扰。

为了避免多重路径干扰，通讯专家们统计出一个频宽范围，确定讯号传输时只要在此频宽范围内，波形便不会失真；这个频宽范围称为"同调频宽"。当传输速率越高时、同调频宽也会越小，意味着越容易受到多重路径干扰。如何在维持高速率传输（同调频宽小）的条件下、对抗多重路径干扰的问题呢？

OFDM的方法相当聪明，它将原本的一段大频宽的信号切割成多个小频宽再分别传输，这样就算同调频宽变小也不会有影响。

还记得我们在通讯业的基本名词介绍中提到，所谓的"载波"意指把人声等低频讯号转成高频率的电磁波，等传递到远方另一支通讯设备时，再由电磁波转回人声的方法。OFDM 技术将无线通信传输信号分割成了多个子载波进行传输，每个子载波仅仅携带了很小一部分的资料负载，有效解决了多重路径干扰。

不仅能将一段频宽切割成小频宽再传输出去，OFDM所需的总频宽也较小。"频谱效率"指每单位频宽具有多少数据传输率（bps），也就是说如何让每单位频宽的电磁波能传送更多的0 和1 数位讯号。OFDM允许各个子载波部分交叠，使频谱的利用效率更高、让资料传输量更大。

除此之外，OFDM更能支援MIMO技术。MIMO （Multiple－Input Multiple－Output）意思是多输入多输出，使用多组发射天线与多组接收天线的系统。藉由让通道使用不同的训练讯号，由于每组发射器所使用的训练讯号都不一样，可轻易辨认每个讯号的来源。

相对于SISO （Single－Input Single－Output， 单一输入和单一输出）只能使用一组发射天线和一组接收天线，MIMO能在不需要增加频宽、或总发送功率耗损（transmit power expenditure）的情况下，大幅地增加系统的资料吞吐量及传送距离。

有了MIMO－OFDM两者技术的结合，WiFi取得了极大的成功；随着版图不断扩大，IT业的巨头开始觊觎起其他的无线通讯技术的市场大饼，比如行动通讯的3G与4G。

WiFi标准是IEEE 802．11，IT巨头进军通讯业的标准是802．16 ，称作"WiMax"。2005年，Intel和Nokia、Motorola共同宣布采用并发展802．16标准，进行行动装置、网路设备的互通性测试。

有Intel领头的WiMax来势汹汹，通讯产业这边却是起家欢乐几家愁。OFDM说起来也不是新技术，早在1960年代贝尔实验室发明OFDM后，技术框架约在1980年代便已建立完成。然而当时能支援OFDM的硬件尚不发达、CDMA又由高通领军一时红火，便淘汰在3G标准之外。由于WiMax的关系，OFDM才又重新进入通讯产业和学术界的视野中。OFDM不但能有效消除多重路径干扰，复杂度也比CDMA小了很多，相较于CDMA事实上更有优势。

此时除了高通以外，众家通讯巨头都欢乐了起来："终于不用再看高通面子、缴高额的高通税了～"若能有效将4G传输速率提升、又能跨过高通的CDMA专利陷阱那是大好不过了！3GPP组织立即转向，在2008年时提出了 长期演进技术（Long Term Evolution， LTE）作为3．9G技术标准、又在2011年提出了 长期演进技术升级版（LTE－Advanced）作为4G技术标准，准备把W－CDMA汰换掉、转而采用OFDM。

至于高通这边当然也看到了OFDM的发展前景，为了不落人后，在2005年WiMax进军行动通讯产业时、高通亦耗费了六亿美元策略性收购专门研发OFDM技术的Flarion公司，并在2007年提出