UHD傳輸炙手可熱　LTE/11ac測試需求擴大 - 全文

　　超高畫質(zhì)（UHD）影音傳輸熱潮正帶動802.11ac芯片朝160MHz頻寬升級，因此量測儀器商正力推具備160MHz頻寬的向量訊號分析儀（VSA）及向量訊號產(chǎn)生器（VSG），協(xié)助芯片商搶先卡位4K×2K影音無線通訊傳輸商機。

　　圖1 安捷倫已針對160MHz頻寬的802.11ac芯片版本推出VSA/VSG量測方案。
圖由左至右依序為安捷倫***區(qū)總經(jīng)理張志銘、全球解決方案伙伴經(jīng)理
Joseph Kovacs以及亞太區(qū)無線通訊事業(yè)部市場開發(fā)經(jīng)理梁雄峰。

　　安捷倫（Agilent）亞太區(qū)無線通訊事業(yè)部市場開發(fā)經(jīng)理梁雄峰（圖1右）表示，在超高畫質(zhì)影音時代，消費者欲傳送的資料量愈來愈大，帶動多通道、多頻率範圍、高頻寬芯片的測試需求持續(xù)加溫，例如今年802.11ac芯片頻寬以80MHz為主，但明年開始將出現(xiàn)160MHz版本，未來更將朝向 500MHz方案邁進（表1）。

　　有鑒于此，安捷倫推出模組化PXIe向量訊號分析儀，可提供高達160MHz頻寬，而向量訊號產(chǎn)生器則內(nèi)建40MHz頻寬，可升級為100MHz或160MHz，并利用即時硬體重取樣（Resampling）技術(shù)執(zhí)行高速調(diào)變分析。

　　梁雄峰指出，研發(fā)端與產(chǎn)線端采用量測儀器時最大的差異在于，后者大多考量預(yù)算及機臺占位空間，傾向采用模組化方案，但工程師卻常遭遇量測結(jié)果與研發(fā)端大相逕庭的窘境。為協(xié)助采用模組化向量分析儀的工程師突破技術(shù)瓶頸，安捷倫提供與桌上型分析儀相同的量測應(yīng)用軟體，以相同的量測演算法及介面，讓工程師快速比對產(chǎn)線與研發(fā)階段量測資料，節(jié)省開發(fā)測試系統(tǒng)所需的時間。

　　據(jù)了解，安捷倫X系列量測應(yīng)用軟體支援主要無線通訊和連接標準，包括長程演進計畫（LTE）、全球行動通訊系統(tǒng)（GSM）、寬頻分碼多重存取 （WCDMA）和802.11ac等，因此客戶毋須將儀器送回塬廠或更換硬體元件，即可立即測試最新通訊標準，及時推出寬頻功率放大器、前端模組、收發(fā)器等產(chǎn)品。

　　值得一提的是，安捷倫向量訊號分析儀采用功率和射頻切換技術(shù)--Fastune，藉由調(diào)整數(shù)位基頻功率位準和頻率偏移，維持振幅和相位校準準確度，可大幅縮短量測時間，協(xié)助客戶在產(chǎn)線量測過程中降低測試成本。

　　事實上，無線芯片商因應(yīng)超高畫質(zhì)影音串流需求，不僅積極研發(fā)更高頻寬的802.11ac芯片，亦將智能手機基頻處理器的規(guī)格由3G逐漸升級至4G LTE，而中國大陸中低價智慧手機正快速崛起，帶動的LTE量測商機亦不容小覷，然而，中低價手機若導(dǎo)入LTE芯片，將帶給手機廠更嚴峻的量測成本考驗。

　　中低價手機崛起　LTE量測成本挑戰(zhàn)遽增

　　中國***年底將針對TD-LTE市場釋照，屆時將帶動一波中低價手機導(dǎo)入LTE芯片的熱潮，然而，在手機持續(xù)低價化的浪潮下，如何在同樣的量測投資成本下提高測試產(chǎn)能，已成為中國大陸手機廠的首要之務(wù)。

　　工研院產(chǎn)經(jīng)中心（IEK）電子與系統(tǒng)研究組系統(tǒng)IC與製程研究部研究員蔡金坤表示，全球智能手機市場成長速度將趨緩，其中，高階手機出貨成長速度不較以往快速是主要原因，不過，相反地，中低價市場成長力道卻有逐步增強的趨勢，至2015年100-300美元價格區(qū)間的手機將超過六成市占、躍居主流（圖 2）。值得關(guān)注的是，100美元以下的智能手機出貨量成長將十分迅速，其2011-2015年出貨量將由五百萬支勁揚至一億五千六百萬支，年復(fù)合成長率 （CAGR）高達134%。

　　圖2 2011～2015年全球各價位智能手機出貨比重分析　資料來源：工研院IEK（09/2013）

　　據(jù)了解，應(yīng)用處理器大廠高通（Qualcomm）、輝達（NVIDIA）、聯(lián)發(fā)科、博通（Broadcom）、展訊、銳迪科、聯(lián)芯及邁威爾 （Marvell）皆已提前在300美元以下中低價手機市場卡位，而高通、輝達、博通及邁威爾等也已量產(chǎn)LTE整合方案，因此，待今年底中國***正式釋出4G執(zhí)照，上述廠商將可以整合型方案進攻中低價市場，為營收表現(xiàn)增添動能。

　　圖3 萊特菠特業(yè)務(wù)協(xié)理陳文豪（左）指出，大中華地區(qū)仍然是
今年該公司的重要布局市場。右為萊特菠特應(yīng)用工程技術(shù)部經(jīng)理朱紹華

　　萊特菠特（LitePoint）業(yè)務(wù)協(xié)理陳文豪（圖3左）指出，中國大陸智能手機市場呈現(xiàn)M型發(fā)展，以華為、中興等品牌為主的高階手機廠商，欲開發(fā)屬于自己的處理器，以樹立產(chǎn)品差異化優(yōu)勢，因此對量測儀器投資需求高，甚至有專屬測試團隊；相反地，中低價市場的白牌手機廠商則追求少量多樣，多半以聯(lián)發(fā)科或其他處理器廠商的公板設(shè)計手機，且對量測儀器的需求則受限于預(yù)算，多半的量測需求是短時間內(nèi)高產(chǎn)能，以因應(yīng)移動裝置生命週期短的特色。

　　萊特菠特應(yīng)用工程技術(shù)部經(jīng)理朱紹華（圖3右）分析，儘管智能手機持續(xù)朝低價化發(fā)展，手機廠仍須因應(yīng)手機通訊技術(shù)的世代移轉(zhuǎn)，投入更多的量測儀器預(yù)算，而相較于3G量測方案，4G LTE量測復(fù)雜度提升五倍之多，其中包含更多的頻率、天線、數(shù)據(jù)分析等，因此，儀器廠商須在同樣量測預(yù)算內(nèi)，提供更具成本效益的LTE量測方案。

　　朱紹華進一步指出，相較于傳統(tǒng)的信令（Signaling）測試方案，萊特菠特的IQxstream解決方案采用非信令測試技術(shù)，可讓儀器執(zhí)行序列式及平行測試，為客戶省下高達75%的測試時間，產(chǎn)能約傳統(tǒng)測試儀器的六倍，手機廠利用該方案可提升旗下產(chǎn)品量測投資效益。

　　陳文豪認為，雖然目前偏好一臺機器四個待測物（DUT）、對量測方案產(chǎn)能有極高需求的仍多屬于高階智能手機廠商，不過，隨著中低價智能手機逐漸崛起，即便是白牌廠商亦須由單一待測物量測方案升級至多重待測物方案，以提高測試產(chǎn)能，方能在市占競賽中拔得頭籌。

　　值得注意的是，隨著影音串流應(yīng)用逐漸普及，工業(yè)電腦及汽車品牌廠商也對該應(yīng)用展現(xiàn)高度興趣，希望將LTE導(dǎo)入旗下產(chǎn)品，提供消費者華麗的影音饗宴。

　　工規(guī)手機/汽車爭相導(dǎo)入　LTE量測商機火速延燒

　　過往多半是網(wǎng)通廠或電信商對LTE的發(fā)展較為積極，但由于LTE應(yīng)用商機誘人，因而吸引傳統(tǒng)工業(yè)電腦（IPC）大廠也開始導(dǎo)入，研發(fā)工規(guī)LTE手機并搶攻汽車電子市場。

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　　圖4 安立知業(yè)務(wù)暨產(chǎn)品技術(shù)支援部門副理杜建一表示，
工業(yè)電腦廠商及品牌車廠雙雙跨入LTE市場，對量測儀器商而言將是拓展營收的重要契機。

　　安立知（Anritsu）業(yè)務(wù)暨產(chǎn)品技術(shù)支援部門副理杜建一（圖4）表示，工業(yè)電腦大廠以前只做電腦主機板及模組化產(chǎn)品，但為進一步拓展其營收來源，已藉由吸引手機廠人才引進LTE模組設(shè)計技術(shù)，欲開發(fā)工規(guī)LTE手機以及汽車LTE相關(guān)模組，拓展新事業(yè)版圖。

　　據(jù)了解，物流業(yè)者及工廠對具備高穩(wěn)定度的工規(guī)LTE手機需求若渴，而另一方面，不僅奧迪（Audi）已于最新的S3 Sportback車款中導(dǎo)入LTE通訊系統(tǒng)，未來通用汽車（GM）、寶馬（BMW）、賓士（Mercedes-Benz）等知名品牌車廠皆計畫于新車當中內(nèi)建LTE通訊功能，欲利用LTE網(wǎng)路實現(xiàn)更豐富的車載資通訊（Telematics）服務(wù)。

　　事實上，歐洲將于2015年啟動汽車緊急通報救援（eCall）系統(tǒng)，采用GSM亦即俗稱的2G傳送求救訊息，因此，未來歐洲仍將是2G、3G、LTE并行的狀態(tài)。不過若將場景搬至美國，由于頻譜資源愈來愈吃緊，電信業(yè)者如威瑞森（Verizon）、Sprint及T-Mobile等皆已開始研議將2G系統(tǒng)關(guān)閉，并協(xié)助所有客戶轉(zhuǎn)移至3G及LTE網(wǎng)路，因此，未來LTE商機將開始于美國市場火速延燒，并拓及更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　看好LTE未來應(yīng)用發(fā)展，知名工業(yè)電腦大廠正戮力開發(fā)工規(guī)等級的LTE手機以及汽車嵌入式LTE通訊系統(tǒng)，欲以耐高溫、震動、高濕度，擁有高訊噪比（SNR）等抗嚴苛環(huán)境的特色，吸引工業(yè)、汽車客戶青睞。

　　杜建一指出，如此的發(fā)展趨勢不僅對工業(yè)電腦廠商而言是開拓藍海的重要契機，對量測儀器廠商而言亦是建立業(yè)務(wù)往來的好機會。由于工業(yè)電腦廠商過往不具備射頻 （RF）元件的模組整合經(jīng)驗，僅能從手機品牌廠或代工廠延攬人才，但礙于人手不足，難以自行進行整體的量測儀器操作并撰寫客製化軟體。 有鑑于此，安立知為工業(yè)電腦大廠提供一整套的量測儀器服務(wù)，包括提供儀器、測試軟體以及測試法規(guī)的研讀等，結(jié)合客戶自有的嚴苛環(huán)境測試工具如烤箱，以及安立知的量測儀器，加速工規(guī)LTE手持式裝置以及車用LTE通訊系統(tǒng)開發(fā)效率。

　　儘管LTE技術(shù)發(fā)展已十分成熟，且于各種應(yīng)用市場中遍地開花，不過，若要實現(xiàn)更高品質(zhì)的影音串流，于移動裝置中導(dǎo)入進階長程演進計畫（LTE-Advanced）技術(shù)已勢在必行。

　　LTE-A市場萌芽　CA/eICIC量測選項出爐

　　全球多家電信商已展開LTE-A布建計畫，包括Verizon、AT&T、T-Mobile、軟銀（Softbank）及Sprint等多家電信商皆已指出在不久后的將來即將推出LTE-A商用化服務(wù)。

　　市調(diào)機構(gòu)ABI Research研究報告指出，2018年全球LTE用戶將達十四億六千七百萬，其中LTE-A用戶將占34%的比例，而其他42%及24%的使用者則分別采用LTE-FDD及LTE-TDD兩種服務(wù)。

　　ABI Research首席分析師Nick Marshall認為，LTE-A布建將分階段拓展，電信商首先將導(dǎo)入載波聚合（Carrier Aggregation， CA）技術(shù)，緊接著再完成增強型蜂巢式區(qū)域間干擾協(xié)調(diào)（Enhanced Inter Cell Interference Coordination， eICIC）以及協(xié)調(diào)式多點傳輸與收送（Coordinated Multiple Point， CoMP）功能，甚至是增強版的多重輸入輸出（MIMO），上述特色將有助于電信商提供更符合高負載資料傳輸?shù)募夹g(shù)需求。

　　***羅德史瓦茲應(yīng)用工程支援部經(jīng)理林志龍表示，針對LTE-A技術(shù)演進，羅德史瓦茲CMW500通訊協(xié)定測試儀推出LTE-A下行網(wǎng)路載波聚合軟體選項，讓客戶以既有平臺針對不同電信商要求的不同頻寬頻段進行組合，增加頻譜使用率，且相較于其他方案須以機器堆疊完成載波聚合測試，羅德史瓦茲僅需一臺 CMW500即可完成所有LTE-A測試。

　　事實上，現(xiàn)階段能提供支援LTE-A功能的芯片廠僅有高通一家（圖5），提供的方案雖僅能支援兩個頻段各10MHz的頻寬，不過，電信商為避免頻段塞車問題，將傾向采用LTE-A芯片，確保遇到頻段干擾時可切換頻段，即使通訊頻寬利用載波聚合技術(shù)后與LTE方案幾無差距，仍可保持通話彈性，且在未來載波聚合技術(shù)仍將持續(xù)演進，LTE-A最高將邁向100MHz頻寬規(guī)格。

　　圖5 三星Galaxy S4已采用高通支援LTE-A通訊功能的處理器。

　　林志龍指出，羅德史瓦茲CMW500將協(xié)助芯片商依據(jù)LTE-Advanced Release 10的規(guī)範進行測試情境定義，包含實體層（PHY Layer）、協(xié)定堆疊及傳輸量的測試及驗證，電信業(yè)者所需的任何情境都可以在實驗室中模擬及測試。此外，CMW500可模擬LTE-A網(wǎng)路下的兩個基地臺，工程師僅須結(jié)合兩臺CMW500即可進行LTE-A網(wǎng)路的換手（Handover）測試，驗證無線網(wǎng)路裝置于LTE Release 10下行網(wǎng)路載波聚合的連續(xù)覆蓋行為。

　　與此同時，Anite看好eICIC技術(shù)量測商機，搶先發(fā)表支援eICIC的LTE-A設(shè)備測試解決方案。該方案基于Anite開發(fā)工具（Development Toolset），目前已完成對該測試能力的驗證，可協(xié)助客戶加速LTE-A設(shè)備的測試部署。

　　Anite驗證eICIC特徵的開發(fā)工具套件，可以讓用戶在貼近真實的LTE-A網(wǎng)路的測試環(huán)境下，更快地驗證復(fù)雜的場景。LTE-A設(shè)備製造商可藉此特色重復(fù)且高度控制LTE-A量測模式，對設(shè)備進行廣泛且嚴苛的測試，可望顯著降低開發(fā)時間與成本，加速LTE-A設(shè)備上市時程。

　　伴隨著LTE及802.11ac技術(shù)規(guī)格推陳出新，量測儀器商無不火力全開，推出相對應(yīng)的量測方案，在新一波的量測商機中提前卡位。不過LTE-A及更高頻寬的802.11ac方案量測難度亦節(jié)節(jié)攀升，各大儀器商將在這波商機中提出什么樣的競爭策略，值得業(yè)界拭目以待。