智慧型行動裝置設備商為提供消費者更佳的使用體驗，正努力打造低功耗、高效能的產品；產品開發人員透過新一代電量計、SDR系統開發平台與高效能量測儀器，即可提升產品電源管理與無線射頻系統效能。
隨著智慧型手機與平板裝置市場競爭日益激烈，設備製造商不僅持續努力強化成本競爭力，亦不斷導入新一代技術進行產品研發，並致力延長電池使用壽命與強化聯網品質。
事實上，在行動裝置資料處理量與日俱增下，電池電力損耗速度也同時遽增，並影響電量顯示精準度；行動裝置製造商為改善此一問題，正全力導入新一代高精度電量計，以提供行動裝置使用者零誤差的電量顯示功能。
高精度電量計扮要角 行動裝置電量顯示零誤差
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| 圖1 Maxim亞太地區執行總監張登益指出，高階智慧型行動裝置已導入高精度電量計，藉此提升使用者操作體驗。 |
Maxim亞太地區執行總監張登益(圖1)表示，由於現今行動裝置所具備的大尺寸顯示器、多核心處理器與高效能無線通訊晶片等關鍵零組件，在運作時都相當耗電，因此造成鋰電池充放電的速度愈來愈快，影響剩餘電量的顯示精準度，輕則降低使用者裝置操作體驗，重則將影響產品使用安全。
事實上，當行動裝置鋰電池充放電過快時，電池狀況容易出現異常，此時電量顯示將忽高忽低，而此一現象若無法透過電量計精準呈現，勢必會讓消費者處於產品安全有疑慮的使用環境中，而設備製造商若由於電池安全性導致產品須全面性召回，亦將會造成龐大的損失。
張登益進一步指出，行動裝置設備商正亟需一個高精準度、低功耗與高可靠度的電量計解決方案，改善鋰電池在負載、溫度與電壓變化過大時所造成的漂移問題，以確保電池剩餘容量能精準呈現給使用者。
有鑑於此，Maxim新一代電量計解決方案--ModelGaugem3兼具庫倫計(Coulomb Meter)與電壓電量計(ModelGauge)優勢，可精確估算電池剩餘容量以及工作時間，其功耗可較目前市面上的電壓電量計降低75%，且晶片尺寸僅1.5毫米(mm)×1.5毫米，可較一般電量計節省50%電池模組的空間。
據了解，ModelGaugem3的核心技術是整合了開路電壓(OCV)狀態估算和庫倫計的混合演算法，可讓新一代電量計不僅具有庫侖計出色的短期高精度與高線性度特性，同時也具備電壓電量計出色的長期穩定性，並且還能透過溫度補償強化電量顯示精準度。
張登益強調，相較於市場上其他競爭對手同級解決方案電量誤差約7%，ModelGaugem3電量誤差則僅2%，且系統設計人員亦毋須進行電池與電量計之間的校準，可立即導入手機或平板產品設計中，加速產品開發時程。
張登益補充，目前電量計主要的應用領域有筆記型電腦、行動裝置與電動車等三大市場；其中，行動裝置是現今電量計出貨量最大的市場，各家品牌業者的高階智慧型手機與平板電腦都已開始大量導入兼具庫倫計與電壓電量計的新一代電量計，可望加速此電量計市場發展日益蓬勃。
另一方面，原始設備製造商(OEM)為提供使用者更佳的通訊體驗，正大量支援各種無線通訊技術與頻段，並且透過以現場可編程閘陣列(FPGA)為基礎的軟體定義無線電(SDR)系統開發平台，進行產品量產前的通訊測試與驗證，藉此降低製造成本，並縮短產品開發時程，進而促使此一解決方案市場需求看漲。
加速多頻多模產品開發 SDR開發平台需求增溫
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| 圖2 Nutaq產品經理Tristan Martin表示，行動裝置設備商利用SDR系統開發平台，即可快速縮短多頻多模產品開發時程。 |
Nutaq產品經理Tristan Martin(圖2)表示，由於市場對同時支援2G、3G與4G等多模多頻技術的行動裝置需求與日俱增，開發人員所面臨的系統設計挑戰也益發艱鉅，因此如何在產品量產前，以最低成本進行多頻多模通訊系統設計與驗證，已成為各家設備製造商提升市場競爭力的關鍵課題。
Martin進一步指出，現今行動裝置皆講求輕薄設計，基頻處理器(BP)若放置過多的功率放大器(PA)或天線，儘管能滿足通訊技術多頻多模的要求，卻難以兼顧輕薄設計，且整體物料清單(BOM)成本與功耗也容易遽增，而透過SDR技術則可實現各種無線通訊協定的轉換，並藉此讓前端射頻元件(RF)產生各頻段所需的波形，以滿足行動裝置多頻多模功能。
事實上，儘管長程演進計畫(LTE)與進階長程演進計畫(LTE-A)等技術已開始應用於行動裝置中，但通訊協定標準仍持續制定中，而設備商為支援最新規格，勢必得透過高彈性的開發平台，才能確保無線聯網效能，並讓產品能支援最新規格，進而推升SDR系統開發平台需求增長。
有鑑於此，Nutaq推出桌上型SDR解決方案PicoSDR，其採用兩個多模SDR與雙通道RF收發器模組，且內建賽靈思(Xilinx)的FPGA元件與高效能記憶體，此一解決方案亦可堆疊，形成一個2×2或4×4多重輸入多重輸出(MIMO)完整解決方案，支援從基頻處理到空中射頻介面。
據悉，PicoSDR能夠從遠端電腦透過超高速乙太網路(GbE)接口進行上行和下行數據流傳送，並透過添加嵌入式處理器的刀鋒伺服器，讓嵌入式基頻處理可被遠端啟動，讓產品開發人員更加便捷。
此外，PicoSDR還整合Nutaq獨特的軟體架構，可大大降低產品的上市時間，為開發人員帶來所需的廣泛應用性能，如感知無線電、空白頻譜、多模SDR、各種通訊協定測試、MIMO系統與網狀網路等應用。
Martin強調，SDR系統開發平台可讓行動裝置開發人員預先模擬以SDR技術為基礎的通訊測試，且由於內建具可編程特性的FPGA，因此在軟體程式修改方面亦相當便利，目前已獲得不少學術研究單位、網通業者與設備商爭相採用。
然而，僅有高精準度電量計與SDR系統開發平台仍不足以打造品質無虞的智慧型行動裝置。產品開發人員仍須仰賴量測儀器進行產品功能測試與驗證，尤其是支援進階長程演進計畫(LTE-Advanced, LTE-A)通訊技術的裝置，由於測試項目更多，因此更需高效能綜合測試儀助陣。
電信商加速商轉 LTE-A測試市場商機擴大
繼全球LTE商轉規模快速擴大後，LTE-A通訊技術也已成為各家電信營運商下一個階段商轉的目標。電信營運商除已開始要求旗下行動裝置供應商須盡快開發支援此一技術的產品外，亦要求行動裝置須支援載波聚合(Carrier Aggregation, CA)技術，以提升電信商頻譜使用效率，進而推波LTE-A測試市場商機湧現。
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| 圖3 羅德史瓦茲應用工程支援部經理林志龍指出，LTE-A測試需求正快速升溫，成為各家儀器商競逐的新戰場。 |
羅德史瓦茲應用工程支援部經理林志龍(圖3)表示，在南韓SK Telecom推出全球第一個LTE-A商用網路服務後，未來AT&T、威瑞森(Verizon)、T-Mobile和Sprint等電信營運商也勢必將於近期內陸續商轉，以爭搶LTE-A市場商機，因而激勵可測試LTE-A複雜訊號量測的綜合測試儀需求攀升。
林志龍進一步指出，由於行動聯網應用日益普遍，包括高畫質影音、網路瀏覽與網路語音通訊等應用都導致使用者對頻寬需求愈來愈高，因此催生傳輸速率更快、頻寬更大的LTE-A市場需求攀升。然而，LTE-A因具備載波聚合技術，所以在產品量測上難度較高，因此開發人員亟需一個高效能解決方案，藉此快速完成產品開發。
有鑑於此，羅德史瓦茲旗下CMW500綜合測試儀已導入LTE-A無線通訊測試功能，且能模擬各種頻段，並可支援載波聚合技術量測。
林志龍補充，CMW500可依據LTE Release 10進行測試情境定義。相較於LTE Release 10，現今的LTE Release 8/9最多只能分配20MHz的頻寬，無法滿足超高畫質影音資料傳輸速率的需求。此外，由於多數電信營運商都沒有大量的連續頻譜資源可用，因此載波聚合技術將可為業者提供更大的頻寬，藉此提供消費者更佳的行動聯網體驗。
另一方面，LTE-A的測試項目不但比LTE更多、更複雜，且對設備商而言，所須要花費的儀器成本也更高，但開發人員若是透過CMW500綜合測試儀進行量測，即可一次完成訊號模擬、分析與驗證等工作，進而加速產品開發時程，並降低儀器投資成本。
綜上所述，智慧型行動裝置產品開發人員藉由導入新一代電量計，不僅能提升電池剩餘量的準確度，且利用SDR系統開發平台，亦可加速產品原型開發時程，並透過高效能綜合測試儀進行聯網品質的測試，進而可望打造具市場競爭力的產品。