UHD传输炙手可热 LTE/11ac测试需求扩大

　　超高画质（UHD）影音传输热潮正带动802.11ac芯片朝160MHz频宽升级，因此量测仪器商正力推具备160MHz频宽的向量讯号分析仪（VSA）及向量讯号产生器（VSG），协助芯片商抢先卡位4K×2K影音无线通讯传输商机。

　　

　　图1 安捷伦已针对160MHz频宽的802.11ac芯片版本推出VSA/VSG量测方案。
图由左至右依序为安捷伦***区总经理张志铭、全球解决方案伙伴经理
Joseph Kovacs以及亚太区无线通讯事业部市场开发经理梁雄峰。

　　安捷伦（Agilent）亚太区无线通讯事业部市场开发经理梁雄峰（图1右）表示，在超高画质影音时代，消费者欲传送的资料量愈来愈大，带动多通道、多频率範围、高频宽芯片的测试需求持续加温，例如今年802.11ac芯片频宽以80MHz为主，但明年开始将出现160MHz版本，未来更将朝向 500MHz方案迈进（表1）。

　　

　　有鉴于此，安捷伦推出模组化PXIe向量讯号分析仪，可提供高达160MHz频宽，而向量讯号产生器则内建40MHz频宽，可升级为100MHz或160MHz，并利用即时硬体重取样（Resampling）技术执行高速调变分析。

　　梁雄峰指出，研发端与产线端采用量测仪器时最大的差异在于，后者大多考量预算及机台占位空间，倾向采用模组化方案，但工程师却常遭遇量测结果与研发端大相迳庭的窘境。为协助采用模组化向量分析仪的工程师突破技术瓶颈，安捷伦提供与桌上型分析仪相同的量测应用软体，以相同的量测演算法及介面，让工程师快速比对产线与研发阶段量测资料，节省开发测试系统所需的时间。

　　据了解，安捷伦X系列量测应用软体支援主要无线通讯和连接标準，包括长程演进计画（LTE）、全球行动通讯系统（GSM）、宽频分码多重存取 （WCDMA）和802.11ac等，因此客户毋须将仪器送回塬厂或更换硬体元件，即可立即测试最新通讯标準，及时推出宽频功率放大器、前端模组、收发器等产品。

　　值得一提的是，安捷伦向量讯号分析仪采用功率和射频切换技术--Fastune，藉由调整数位基频功率位準和频率偏移，维持振幅和相位校準準确度，可大幅缩短量测时间，协助客户在产线量测过程中降低测试成本。

　　事实上，无线芯片商因应超高画质影音串流需求，不仅积极研发更高频宽的802.11ac芯片，亦将智能手机基频处理器的规格由3G逐渐升级至4G LTE，而中国大陆中低价智慧手机正快速崛起，带动的LTE量测商机亦不容小觑，然而，中低价手机若导入LTE芯片，将带给手机厂更严峻的量测成本考验。

　　中低价手机崛起　LTE量测成本挑战遽增

　　中国大陆政府年底将针对TD-LTE市场释照，届时将带动一波中低价手机导入LTE芯片的热潮，然而，在手机持续低价化的浪潮下，如何在同样的量测投资成本下提高测试产能，已成为中国大陆手机厂的首要之务。

　　工研院产经中心（IEK）电子与系统研究组系统IC与製程研究部研究员蔡金坤表示，全球智能手机市场成长速度将趋缓，其中，高阶手机出货成长速度不较以往快速是主要原因，不过，相反地，中低价市场成长力道却有逐步增强的趋势，至2015年100-300美元价格区间的手机将超过六成市占、跃居主流（图 2）。值得关注的是，100美元以下的智能手机出货量成长将十分迅速，其2011-2015年出货量将由五百万支劲扬至一亿五千六百万支，年复合成长率 （CAGR）高达134%。

　　

　　图2 2011∼2015年全球各价位智能手机出货比重分析　资料来源：工研院IEK（09/2013）

　　据了解，应用处理器大厂高通（Qualcomm）、辉达（NVIDIA）、联发科、博通（Broadcom）、展讯、锐迪科、联芯及迈威尔 （Marvell）皆已提前在300美元以下中低价手机市场卡位，而高通、辉达、博通及迈威尔等也已量产LTE整合方案，因此，待今年底中国大陆政府正式释出4G执照，上述厂商将可以整合型方案进攻中低价市场，为营收表现增添动能。

　　

　　图3 莱特菠特业务协理陈文豪（左）指出，大中华地区仍然是
今年该公司的重要布局市场。右为莱特菠特应用工程技术部经理朱绍华

　　莱特菠特（LitePoint）业务协理陈文豪（图3左）指出，中国大陆智能手机市场呈现M型发展，以华为、中兴等品牌为主的高阶手机厂商，欲开发属于自己的处理器，以树立产品差异化优势，因此对量测仪器投资需求高，甚至有专属测试团队；相反地，中低价市场的白牌手机厂商则追求少量多样，多半以联发科或其他处理器厂商的公板设计手机，且对量测仪器的需求则受限于预算，多半的量测需求是短时间内高产能，以因应移动装置生命週期短的特色。

　　莱特菠特应用工程技术部经理朱绍华（图3右）分析，儘管智能手机持续朝低价化发展，手机厂仍须因应手机通讯技术的世代移转，投入更多的量测仪器预算，而相较于3G量测方案，4G LTE量测复杂度提升五倍之多，其中包含更多的频率、天线、数据分析等，因此，仪器厂商须在同样量测预算内，提供更具成本效益的LTE量测方案。

　　朱绍华进一步指出，相较于传统的信令（Signaling）测试方案，莱特菠特的IQxstream解决方案采用非信令测试技术，可让仪器执行序列式及平行测试，为客户省下高达75%的测试时间，产能约传统测试仪器的六倍，手机厂利用该方案可提升旗下产品量测投资效益。

　　陈文豪认为，虽然目前偏好一台机器四个待测物（DUT）、对量测方案产能有极高需求的仍多属于高阶智能手机厂商，不过，随着中低价智能手机逐渐崛起，即便是白牌厂商亦须由单一待测物量测方案升级至多重待测物方案，以提高测试产能，方能在市占竞赛中拔得头筹。

　　值得注意的是，随着影音串流应用逐渐普及，工业电脑及汽车品牌厂商也对该应用展现高度兴趣，希望将LTE导入旗下产品，提供消费者华丽的影音飨宴。

　　工规手机/汽车争相导入　LTE量测商机火速延烧

　　过往多半是网通厂或电信商对LTE的发展较为积极，但由于LTE应用商机诱人，因而吸引传统工业电脑（IPC）大厂也开始导入，研发工规LTE手机并抢攻汽车电子市场。

 

　　图4 安立知业务暨产品技术支援部门副理杜建一表示，
工业电脑厂商及品牌车厂双双跨入LTE市场，对量测仪器商而言将是拓展营收的重要契机。

　　安立知（Anritsu）业务暨产品技术支援部门副理杜建一（图4）表示，工业电脑大厂以前只做电脑主机板及模组化产品，但为进一步拓展其营收来源，已藉由吸引手机厂人才引进LTE模组设计技术，欲开发工规LTE手机以及汽车LTE相关模组，拓展新事业版图。

　　据了解，物流业者及工厂对具备高稳定度的工规LTE手机需求若渴，而另一方面，不仅奥迪（Audi）已于最新的S3 Sportback车款中导入LTE通讯系统，未来通用汽车（GM）、宝马（BMW）、宾士（Mercedes-Benz）等知名品牌车厂皆计画于新车当中内建LTE通讯功能，欲利用LTE网路实现更丰富的车载资通讯（Telematics）服务。

　　事实上，欧洲将于2015年启动汽车紧急通报救援（eCall）系统，采用GSM亦即俗称的2G传送求救讯息，因此，未来欧洲仍将是2G、3G、LTE并行的状态。不过若将场景搬至美国，由于频谱资源愈来愈吃紧，电信业者如威瑞森（Verizon）、Sprint及T-Mobile等皆已开始研议将2G系统关闭，并协助所有客户转移至3G及LTE网路，因此，未来LTE商机将开始于美国市场火速延烧，并拓及更多的应用领域。

　　看好LTE未来应用发展，知名工业电脑大厂正戮力开发工规等级的LTE手机以及汽车嵌入式LTE通讯系统，欲以耐高温、震动、高湿度，拥有高讯噪比（SNR）等抗严苛环境的特色，吸引工业、汽车客户青睐。

　　杜建一指出，如此的发展趋势不仅对工业电脑厂商而言是开拓蓝海的重要契机，对量测仪器厂商而言亦是建立业务往来的好机会。由于工业电脑厂商过往不具备射频 （RF）元件的模组整合经验，仅能从手机品牌厂或代工厂延揽人才，但碍于人手不足，难以自行进行整体的量测仪器操作并撰写客製化软体。 有鑑于此，安立知为工业电脑大厂提供一整套的量测仪器服务，包括提供仪器、测试软体以及测试法规的研读等，结合客户自有的严苛环境测试工具如烤箱，以及安立知的量测仪器，加速工规LTE手持式装置以及车用LTE通讯系统开发效率。

　　儘管LTE技术发展已十分成熟，且于各种应用市场中遍地开花，不过，若要实现更高品质的影音串流，于移动装置中导入进阶长程演进计画（LTE-Advanced）技术已势在必行。

　　LTE-A市场萌芽　CA/eICIC量测选项出炉

　　全球多家电信商已展开LTE-A布建计画，包括Verizon、AT&T、T-Mobile、软银（Softbank）及Sprint等多家电信商皆已指出在不久后的将来即将推出LTE-A商用化服务。

　　市调机构ABI Research研究报告指出，2018年全球LTE用户将达十四亿六千七百万，其中LTE-A用户将占34%的比例，而其他42%及24%的使用者则分别采用LTE-FDD及LTE-TDD两种服务。

　　ABI Research首席分析师Nick Marshall认为，LTE-A布建将分阶段拓展，电信商首先将导入载波聚合（Carrier Aggregation， CA）技术，紧接着再完成增强型蜂巢式区域间干扰协调（Enhanced Inter Cell Interference Coordination， eICIC）以及协调式多点传输与收送（Coordinated Multiple Point， CoMP）功能，甚至是增强版的多重输入输出（MIMO），上述特色将有助于电信商提供更符合高负载资料传输的技术需求。

　　***罗德史瓦兹应用工程支援部经理林志龙表示，针对LTE-A技术演进，罗德史瓦兹CMW500通讯协定测试仪推出LTE-A下行网路载波聚合软体选项，让客户以既有平台针对不同电信商要求的不同频宽频段进行组合，增加频谱使用率，且相较于其他方案须以机器堆叠完成载波聚合测试，罗德史瓦兹仅需一台 CMW500即可完成所有LTE-A测试。

　　事实上，现阶段能提供支援LTE-A功能的芯片厂仅有高通一家（图5），提供的方案虽仅能支援两个频段各10MHz的频宽，不过，电信商为避免频段塞车问题，将倾向采用LTE-A芯片，确保遇到频段干扰时可切换频段，即使通讯频宽利用载波聚合技术后与LTE方案几无差距，仍可保持通话弹性，且在未来载波聚合技术仍将持续演进，LTE-A最高将迈向100MHz频宽规格。

　　

　　图5 三星Galaxy S4已采用高通支援LTE-A通讯功能的处理器。

　　林志龙指出，罗德史瓦兹CMW500将协助芯片商依据LTE-Advanced Release 10的规範进行测试情境定义，包含实体层（PHY Layer）、协定堆叠及传输量的测试及验证，电信业者所需的任何情境都可以在实验室中模拟及测试。此外，CMW500可模拟LTE-A网路下的两个基地台，工程师仅须结合两台CMW500即可进行LTE-A网路的换手（Handover）测试，验证无线网路装置于LTE Release 10下行网路载波聚合的连续覆盖行为。

　　与此同时，Anite看好eICIC技术量测商机，抢先发表支援eICIC的LTE-A设备测试解决方案。该方案基于Anite开发工具（Development Toolset），目前已完成对该测试能力的验证，可协助客户加速LTE-A设备的测试部署。

　　Anite验证eICIC特徵的开发工具套件，可以让用户在贴近真实的LTE-A网路的测试环境下，更快地验证复杂的场景。LTE-A设备製造商可藉此特色重复且高度控制LTE-A量测模式，对设备进行广泛且严苛的测试，可望显着降低开发时间与成本，加速LTE-A设备上市时程。

　　伴随着LTE及802.11ac技术规格推陈出新，量测仪器商无不火力全开，推出相对应的量测方案，在新一波的量测商机中提前卡位。不过LTE-A及更高频宽的802.11ac方案量测难度亦节节攀升，各大仪器商将在这波商机中提出什么样的竞争策略，值得业界拭目以待。