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。
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