4G通訊的發展已如火如荼展開，尤其在TDD與FDD雙模晶片組、原型化硬體平台，以及相關測試方案陸續到位後，更促使相關硬體裝置的開發時程與成本大幅縮減，不僅加速4G全面商用營運的來臨，亦有助設備製造商掌握此波商機。
在全球4G通訊產業火熱發展且市場蓄勢待發之際，相關硬體開發的挑戰也逐漸迎刃而解，例如，能夠支援分時雙工(TDD)和分頻雙工(FDD)的雙模長程演進計畫(LTE)晶片的問世，可徹底解決跨國漫遊的問題；原型化硬體平台的助陣，能夠有效改善傳統軟硬體整合的流程與效率；而完整且經濟實惠的測試方案，則可以大幅提升LTE通訊設備的可靠度及聯網品質。
隨著智慧型手機(Smart Phone)與平板裝置(Tablet Device)熱銷，用戶對無線通訊傳輸速率需求也日漸增高，催生各國電信商加快布建4G無線通訊基礎建設。其中，已獲全球主要電信營運商力挺的LTE聲勢更是如日中天，也進一步帶動LTE晶片的需求。
迎接4G商機 Altair雙模LTE晶片組搶市
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| 圖1 Altair Semiconductor全球銷售副總裁Mark Rice表示，由於4G通訊正以前所未有的速度快速發展中，也同時刺激裝置對於4G通訊晶片的需求。 |
Altair Semiconductor全球銷售副總裁Mark Rice(圖1)表示，由於3G無線通訊技術的傳輸的速率與頻寬已逐漸無法流暢地播放高畫質、三維(3D)影音等豐富的多媒體內容，因此，4G通訊技術順勢而起，並在全球如火如荼的加速發展中(圖2)。據總計，全球已有四十二家以上的設備製造商計畫推出一百三十七款支援LTE技術的設備裝置，促使LTE晶片的需求快速攀升。
為爭搶逐漸開始增溫的4G應用市場，Altair已推出FourGee-3100/6200第三代合作夥伴計畫(3GPP)LTE晶片組，能支持TDD和FDD，並且已經廣泛地與所有領先的基礎建設解決方案進行過互聯互通測試(IOT)，可應用於機器對機器(M2M)嵌入式模組、路由器、平板電腦、筆記型電腦、個人電腦、智慧型手機、通用序列匯流排數據機(USB Modem)等裝置中。
目前Altair正積極布局亞洲市場，其中主要鎖定的目標市場為中國大陸、日本及印度。該公司旗下產品日前已通過中國訊息產業部的資格認證，獲得其晶片得以在中國銷售的正式批准。至於日本方面，該公司晶片則獲SoftBank Mobile的採用。
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資料來源：GSA
圖2 LTE是至今發展速度最快的無線通訊技術 |
FourGee LTE晶片組從2011年初開始量產，在全球已被超過十五家原始設計製造商/原始設備製造商(ODM/OEM)採用，預估明年產能將會持續成長。Rice進一步指出，為使行動裝置能夠進行國際漫遊，以支援各地不同的網路與技術，未來大多數的LTE設備都將具備雙模特性，即同時支援TDD與FDD LTE，這同時也將帶來整合上的設計挑戰，如功率消耗、無線電共存、天線設計、軟體複雜性與成本等，而Altair已運用特別的晶片設計解決上述的問題。
加速4G演算法開發 原型化硬體平台助陣
此外，為加速產品面市，各家廠商皆戮力縮短產品開發時間，而在開發過程中，尤以演算法的軟、硬體整合與驗證最為費時耗工，為突破此瓶頸，導入模型式設計(Model-based Design)與現成的快速原型化硬體平台，已成4G產品開發大勢所趨。
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| 圖3 思渤科技綜合業務部經理楊志強表示，加速演算法開發流程，將有利讓產品儘早面市。 |
思渤科技綜合業務部經理楊志強(圖3)表示，傳統的系統開發流程，軟、硬體整合須耗費相當長的時間；在軟體上須先將MATLAB/C演算法進行開發與驗證，接著再把驗證過的演算法導入現場可編程閘陣列(FPGA)或數位訊號處理器(DSP)；而硬體的開發則要經過HDL Coding與FPGA驗證、基頻積體電路(IC)開發與選用、中頻/射頻(IF/RF)設計，以及印刷電路板(PCB)的開發等流程，最後才將軟硬體整合，經歷這些流程後，產品上市時間早已失去競爭力。
楊志強進一步指出，為徹底改善冗長的開發流程，勢必要將開發流程革新，讓軟、硬體能夠同時進行開發與驗證，因此，可善用硬體開發工具，來加速演算法的開發與原型的建立，可較傳統的開發流程節省掉不少時間。
為解決此一問題，思渤所代理的Lyrtech可提供完整的演算法開發工具與快速原型化硬體平台，如小型軟體無線電(SFF SDR)平台、多重輸入多重輸出先進設計系統(MIMO ADS)，以及μSDR平台讓設計人員利用Model-based Design使系統快速建模，驗證模擬結果。
其中，μSDR硬體平台可支援PCIe、GigE、SRIO、XAUI等匯流排規格，可以與主控端(Host)作高速資料交換，並在Host電腦開發媒體存取控制層(MAC Layer)或高階控制Layer。此外，μSDR還包含Radio420X可以在0.3G∼3GHz頻率間交互切換，達到迅速驗證的功能。
搶占LTE行動商機 通訊系統測試扮要角
除了須滿足系統頻譜效率需求之外，各家廠商為爭食LTE大餅，對於關乎行動裝置聯網品質的LTE通訊系統測試亦相當重視。
美國電信營運商AT&T宣布於2011年11月6日正式開賣宏達電與三星(Samsung)的4G LTE手機後，旋即開啟了4G行動裝置的市場戰火。為加速原始設備製造商(OEM)產品盡快面市，LTE通訊系統技術設計與測試將不可或缺。
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| 圖4 安捷倫電子量測事業群應用工程部專案經理胡珍儀表示，完整的通訊系統測試，有助提升聯網品質，並降低開發與驗證系統時的成本。 |
安捷倫(Agilent)電子量測事業群應用工程部專案經理胡珍儀(圖4)表示，由於LTE未來所引領的高速無線聯網時代即將來臨，此高速資料傳輸技術雖大幅提升傳輸速率，並帶來生活便利，但是也為訊號完整性及相容性的設計與測試上帶來嚴峻的挑戰，為符合LTE規範要求，以及順利取得國際電信聯盟(ITU)認證，避免在測試驗證等過程中造成不必要的成本浪費，做好完整的系統測試對OEM而言相當重要。
胡珍儀進一步分析，測試LTE通訊系統時，最重要的就是通訊系統要能聯網，因此，第一個步驟就是要先進行連線上網測試，待聯網成功後，再進行用戶端上行與下行傳輸效率的測試，並且驗證用戶端在待機模式(Idle Mode)中的各種運作是否正常，最後是再次檢測通訊系統的傳輸能不能達到LTE所要求的100Mbit/s的速率，在通訊系統測試的過程中務必要仔細且確實，才不會導致產品未來量產時，聯網品質不佳等衍生的問題。
此外，由於各家廠商對系統測試需求越來越多，花費在測試設備成本日趨可觀，所以找到經濟實惠的系統測試儀器即成為目前業界迫切的需求。包含安捷倫在內的主要幾間儀器商，皆已開始推出功能整合型的儀器滿足客戶的需求。