趕搭LTE商用熱潮　儀器商研發、產線兩頭布局

長程演進計畫(LTE)發展持續升溫。隨著全球電信營運商從小規模試點到大規模建置，LTE網路用戶數與市場規模皆節節攀升。

根據資策會產業情報研究所(MIC)統計資料顯示，2011年全球LTE用戶達七百萬戶，其中，美國威瑞森(Verizon)的用戶數占比高達六成。預估2012年，全球LTE用戶數將成長至兩千六百三十萬戶，至2015年，整體LTE用戶更將達到兩億四千萬戶。

全球行動供應商協會(GSA)則指出，截至今年3月，全球已有三百零一家電信商決定投入LTE商用網路布建，較1年前成長50%，其中已有五十七家已商用，預計至今年底，將有一百二十八家營運商推出商用服務。另外，由中國移動發起成立的TD-LTE全球發展倡議(GTI)，亦在今年全球行動通訊大會(MWC)中，宣布未來3年TDD-LTE部署目標--2014年全球TDD-LTE基地台達五十萬個，覆蓋人口超過二十億，彰顯GTI運營商協力打造TDD-LTE全球市場規模的決心。

此外，台灣的LTE發展也在國家通訊委員會(NCC)決議提前至20132014年發放4G執照後，而有新的進展，如中華電信在2012年台北電信應用展中，首度展示FDD-LTE技術網路；台灣網通設備商亦磨刀霍霍準備從外銷市場反攻台灣內需市場。

從上述可發現，無論是FDD或是TDD-LTE，全球LTE技術的發展相當蓬勃，但是隨著LTE網路的陸續布建，包括研發及產線端LTE相關技術難題也一一浮上檯面，此時即需量測儀器的襄助，才能順利跨越門檻。而儀器商為掌握LTE測試商機，也紛紛展開布局。

研發/產線端量測要求迥異

LTE測試可略分為兩大部分，亦即產品研發與產線測試，此兩階段最大的差別在於測試項目的數量與完整度，由於產線端訴求快速測試，測試項目將依據各家公司的安排而有所調整，也因此衍生產線端利用非信令(Non-signaling)測試。

研發階段測試項目力求完整性

在產品研發初期，無論是晶片商或是終端產品製造商皆須通盤測試LTE通訊協定(Protocol)、標準組織陸續頒布的新增技術規範，以及應用功能的效能等，因此主要進行所謂的信令(Signaling)測試。

圖1　安立知產品技術副理薛伊良表示，同時支援信令與非信令測試的單機儀器產品，將為儀器產業重要趨勢。

LTE信令測試中，須透過基地台模擬器將儀器模擬成基地台，讓手機實際與基地台進行通話，以判別訊號與通話品質。安立知(Aniritsu)產品技術副理薛伊良(圖1)表示，除通話品質的測試之外，業者還需要測試產品應用功能的效能表現，綜合測試儀即可派上用場。

安立知技術副理吳錫坤補充，就射頻(RF)測試項目來說，綜合測試儀也可完整測試第三代夥伴計畫(3GPP)針對LTE射頻定義的36521-1驗證規範，並可確保產品可符合歐洲全球認證論壇(GCF)與北美PCS型號認證委員會(PTCRB)的要求。

不過，為確保產品完全符合LTE標準規範，不但須測試手機與基地台實際通話狀況與RF訊號品質外，還須利用訊號產生器產生干擾源，進一步觀察產品的訊號能否達到抗干擾的標準。台灣羅德史瓦茲(R&S)業務經理曹維陵指出，LTE傳輸速率較高，因此3GPP在規範中也提出訊號衰減(Fading)的測試，因此在研發階段，須測試LTE多重路徑衰減，因此也需通道衰減模擬器。

事實上，由於目前LTE終端裝置如同其他行動裝置整合多種技術，因此研發端也須測試數位訊號，安捷倫(Agilent)電子量測事業群行銷處市場專案經理徐正平表示，高速串列介面與高頻訊號也將被導入LTE裝置中，因此針對數位訊號的測試，示波器與頻譜分析儀亦不可少。

另外，LTE傳輸速率較快，相對將造成終端裝置耗電量較高，因此在研發過程中須注意產品的功耗，並進一步控制產品的功率，LTE基地台模擬器即可為業者把關。

產線要求高測試速度

相對於研發端需要多台不同儀器構成完整的LTE產品測試環境，產線端僅需一台支援LTE、2G、3G、無線區域網路(Wi-Fi)、藍牙(Bluetooth)、CDMA2000等多種通訊技術的綜合測試儀即可。儀器廠商皆認為，業者對產線端測試最大的要求就是快速，第二為成本，因此業者在產線端的產品測試不會完全比照研發端，測試項目較少，如射頻訊號與終端產品發送的聲音訊號品質、面板效果等。

曹維陵認為，終端產品須要測試哪些射頻訊號，端看各家業者對於產品品質控制與穩定性的重視程度，因此在產線端射頻測試上，綜合測試儀即可滿足所需，毋須再整合其他測試儀器。

事實上，在產線階段應同時進行信令與非信令的測試，以確保從研發階段到產品量產的過程中，不會發生不確定因素，造成終端產品的射頻特性、品質偏離產品最初設計時所要的結果。不過，業者為求快速測試，減少測試項目的趨勢成形後，也促使可更快速並節省成本的非信令測試獲得重視。

徐正平預期，非信令測試毋須將儀器模擬為基地台，因此可加速測試的速度，儀器的建置數量也可較少，將為大勢所趨。

解決不同階段測試挑戰　儀器商各顯神通

有鑑於LTE晶片或終端產品在產線與設計研發端的測試要求各有不同，量測儀器廠商也有不同的產品發展方式，以符合市場需求，並鞏固市場。

在設計研發端，儀器廠商皆已戮力讓現有的LTE測試儀器中涵蓋更完整測試項目為目標，如此一來，更能確保業者設計產品過程中能完全符合標準規範的要求。

為此儀器廠商在研發端的測試儀器皆以一機整合更多測試項目為布局目標，並展開LTE測試項目通過認證數量的角力戰。

不過，要能在儀器產品中內建最完整的LTE測試項目，以及貼近電信營運商自有測試規範的要求，參與標準組織並和LTE晶片商、電信業者維持密切的合作關係，都是關鍵，所以各家儀器廠商亦積極與LTE主要晶片供應商，包括高通(Qualcomm)、博通(Broadcom)、Altair、聯發科，以及威瑞森(Verizon)、AT&T、中國移動等LTE電信業者合作。

薛伊良表示，安立知與晶片商、電信業者的密切合作使其成為目前GCT與PTCRB所公布已通過認證的測試項目數量的領先廠商。

圖2　羅德史瓦茲業務部業務協理盧迦立認為，CMW500搭配該公司獨有的VTS解決方案，可進行Video overLTE的測試。

羅德史瓦茲業務部業務協理盧迦立(圖2)則指出，由於該公司LTE測試項目的認證都是以兩個待測物(DUT)為基準，因此通過認證的時間相對會比只有一個待測物長，不過，今年4月中羅德史瓦茲通過認證的LTE測試項目數量已大幅增長。

專注於研發端市場的艾法斯(Aeroflex)台灣分公司總經理許居永(圖3)也強調，Aeroflex LTE產品系列組合包括7100 LTE數位無線電測試套組，該套組為完整單機測試系統，專用於LTE用戶端設備(UE)晶片組和行動終端，是目前市面上唯一擁有整合式衰退模擬器的產品，亦支援2G和3G標準，用以驗證語音通話的電路交換回退效能。

看好VoLTE(Voice over LTE)將是LTE發展下一階段的重點，羅德史瓦茲與安立知皆將於2012下半年於現有的測試平台中，增加VoLTE測試功能軟體。

產線測試為現階段主要布局重點

圖3　Aeroflex台灣分公司總經理許居永表示，該公司具備單機與PXI模組化測試儀器產品，可同時滿足產線與研發端測試所需。

由於LTE已從實驗室研發、實驗網與小規模布建階段，進入全球電信業者大規模建置網路的階段，因此LTE晶片與終端產品產能需求大增，產線測試也成為近期儀器商強力布局的重點市場。

為滿足產線測試時間與成本的要求，產品聚焦於產線端的萊特菠特(LitePoint)以IQxstream強打LTE產線測試市場。萊特菠特市場產品總監John Lukez表示，該公司與Altair合作建立的IQxstream手機測試平台，是第一個在TDD和FDD兩種模式下，提供四個LTE晶片所有平行驗證與校準的平台。該新解決方案提供單個測試儀能夠提供的最高處理量，使Altair的客戶能夠以較低成本快速地將LTE手機產品導入大量生產。

更重要的是，IQxstream可一次測試四至八個待測物，Lukez強調，萊特菠特的平行處理架構，可在使用傳統測試法測試兩部裝置的時間內，完成四部裝置的測試，提高測試效率後，成本即可進一步降低。

Aeroflex則以PXI 3000系列模組化儀器作為LTE產線測試市場推展重點，許居永指出，該射頻測試系統，不但可用來加速製造的生產量，並縮短從設計到產品上市的時間，同時還能兼顧目前與未來射頻測試的需求。另外，該產品亦提供多重通訊技術測試能力，適用於大量製造環境之關鍵性測試。

不同於其他儀器業者將LTE測試產品區分成產線與研發端兩類，羅德史瓦茲則以單一機台通吃兩塊市場為策略。盧迦立表示，羅德史瓦茲設計CMW500測試平台時，即將所有產線與研發階段將遭遇的測試難題與項目，完整加入CMW500測試平台中，並考慮未來通訊技術的進化，保留儀器升級空間，因此透過CMW500，業者從研發初期到產品量產皆可透過一台單機測試平台滿足LTE所有測試需求。

盧迦立並強調，CMW500測試平台不但具備信令與非信令測試功能，還可用於通訊協定、多重輸入多重輸出(MIMO)，還支援2G、3G、藍牙、Wi-Fi等無線通訊技術，滿足業者最完整的測試需求。

讓量測工作更一致　信令非信令測試合而為一

除羅德史瓦茲推出可同時用於設計與產線端的CMW500測試平台外，安立知也已計畫推出兼備信令與非信令測試能力的產品，可看出非信令與信令訊號測試整合的單機儀器將為產線端測試市場的一大趨勢。

薛伊良表示，設計初期到產品最終測試的過程中，若能採用同一套測試系統，除了可節省測試儀器建置的成本外，工程師也可消弭採用不同測試系統所造成的測試結果差異，更能確保終端產品的品質與效能。因此，看準信令與非信令測試儀器整合為單機量測平台的市場需求，安立知已著手研發相關產品。

羅德史瓦茲業務部經理姜政宏透露，近期知名手機大廠為確保手機品質，也開始重視產線端信令的測試，對業者而言，在產線端增加信令量測儀器將是新的測試成本支出，因此信令與非信令的測試可由一台單機儀器解決，將可更加節省測試成本。

一般而言，在產品設計階段，工程師須要利用信令測試將儀器模擬為基地台，實際測試手機能否真正撥接電話，並是否符合標準規範；產線端則為加快產品測試的速度，因此採用非信令儀器測試射頻訊號等是否合乎標準，以進一步節省測試成本。

然而業者可能在非信令與信令測試中選擇不同廠家的儀器設備，且信令與非信令本身的測試結果也稍有差異，若能採用同一套測試系統進行測試，即可解決種種問題，因此促成儀器廠商將信令與非信令測試整合為一機。

放眼LTE-Advanced測試市場

在儀器廠商積極布局LTE測試市場的同時，亦關注新世代的LTE-Advanced技術測試。

薛伊良表示，2012年行動通訊大會(MWC)中，安立知已實際展示可支援4×4 MIMO技術的LTE-Advanced IP吞吐量測試儀器，相較於目前其他業者僅以訊號分析儀(SA)與訊號產生器(SG)組成的測試系統應付市場需求，領先一大步。

另外，Aeroflex也已經發布新的LTE-Advanced測試產品，可支援載波聚合與高階MIMO兩項LTE-Advanced重要的技術。許居永表示，TM500 LTE-Advanced測試產品模擬LTE-A用戶設備真實世界的效能，支援3GPP Release 10所指定的所有載波聚合情境，同時也可升級至支援Release 11規範。

至於萊特菠特的IQxstream亦可支援LTE-Advance測試。Lukez表示，IQxstream內建多核心處理器，可使該儀器迅速捕捉具備大資料量傳輸特性的LTE-Advanced訊號，並進行快速檢測。若連接個人電腦(PC)，將可進一步加快IQxstream訊號分析、處理的速度。

盧迦立表示，雖然LTE-Advanced標準尚未底定，全球電信業者也還沒開始部署，不過，羅德史瓦茲CMW500支援頻寬已可涵蓋LTE-Advanced，為未來LTE-Advanced市場起飛預作準備。

LTE已確定為未來行動寬頻主流，儀器廠商勢必不會在市場中缺席。為全面掌握LTE商機，儀器商以競相推出最符合不同測試環境所需的產品，並開始布局下世代通訊標準LTE-Advanced。