眺望2019年的5G快速崛起

第五代通訊(5G)技術持續在2018年的各大科技媒體與商業頻道發燒熱議，這個眾所矚目的標準除了成為全球晶片大廠、網通巨擘、手機大腕與解決方案商口中的重要焦點之外，實際的進展上也看到年初南韓平昌冬季奧運的試點展示，牛刀小試觀賞運動賽事的臨場新技術，體驗包括同步視角(Sync view)、時間切片(Time Slice)、360度全景的虛擬實境效果，以及智慧農業與交通的嶄新經驗。

在5G通訊標準制定的進度上也走的風風火火，Release 15在2017年12月版本已經涵蓋5G非獨立(NSA)和新無線電(NR)技術，2018年6月更進一步通過5G獨立式(SA)規範，讓電信運營商可以摩拳擦掌進行初期的部署計畫。

不僅各主流科技大廠早已藉由各擅勝場的解決方案，競逐卡位關鍵市場地位，舉凡美國、中國大陸與南韓等國的政府主管機關，更是緊鑼密鼓準備開放5G使用頻譜的競標活動，一展天價競逐後而各國國庫大豐收的歡顏，以美國聯邦通訊委員會(FCC)為例，2018年11月14日開放5G使用頻譜競標，且初期就直接瞄準28GHz頻段的使用權，政府與產業界攜手的速度，已經超過大家普遍的期待。

萊特菠特(LitePoint)為了迎接5G世代的到來，協助台灣網通產業界掌握5G系統驗證與測試技術的新發展，主辦「蓄勢待發，迎接5G新世代」活動，一共2場的科技饗宴，於2018年11月27與28日兩天，分別在台北與新竹盛大招開，LitePoint全球業務副總裁謝順富(Richard Hsieh)先生的開場致詞，除了向與會貴賓致意之外，他指出5G通訊技術比我們的所預期的進度還要多、還要快，不只是中、美等國市場如此，所有的亞太區市場與國家都看到這個開創先河的趨勢。

為了迎接5G所帶來的全新產品企劃與不斷開展的新商機，謝順富表示，LitePoint幫助電子供應鏈，快速掌握不同商業化進程中各個5G標準的技術環節，提供更快、更簡單、更具成本效益的測試解決方案，確實管理從DVT到產品量產的每一個進程，達到高品質的要求，協助客戶打造無線通訊產品在市場上的競爭優勢，並加速產品上市時間，搶佔市場先機。

他強調，5G所涵蓋的物聯網(IoT)發展更是加速迎面而來，複雜的無線通訊規格紛紛端上檯面，LitePoint的解決方案不斷向簡單最好(Simple is the best)的策略靠攏，提供快速的服務，滿足Time-To-Market需求，有效控制最低的生產成本，提供快速與高品質的服務，LitePoint會和大家站在一起，面對5G愈來愈複雜的測試挑戰，掌握生龍活虎的生意機會。

預覽2019年即將上市的5G新產品與服務

5G的產品預計在2019年開始亮相，涵蓋大量產品、服務在2019年即將展現關鍵的發展趨勢，LitePoint產品協理處長Adam Smith在研討會中從幾個不同向度來談5G的發展，首先是5G的標準，目前正式公告的標準已經涵蓋5G NR的公告，Multi-City Fixed Wireless，以及預計2019年即將設立的5G智慧型手機的標準，都已經近在眉睫，高速的網路速度為了迎接大量視訊影像資料的到來，以資料流量來分析，今天有約56%的資料屬於視訊影像，到2023年時，預估會成長到73%，佔據大部分的頻寬使用。

頻譜競逐是一場科技的軍備競賽，根據3GPP的說法，5G將支持從1到50 GHz涵蓋低、中和高頻頻譜，由於與4G擁有共同的頻譜，意味著下一代電信網路的轉變將是漸進式的，5G網路將結合同步使用4G LTE頻段，並藉由逐漸更新技術來提高傳輸資料效能，換來更快的速度，所以5G無可避免地將在很長一段時間內依賴已經完成的4G LTE網路提供服務，而不是採取一夕之間改朝換代的大革命。

SmithAdam表示，可能要等到2021年以後才會讓純5G網路開始有主要的使用流量，所以4G網路仍是撐起半邊天的要角，5G世代帶來大量頻譜的使用，無論是6 GHz以下(FR1)頻段，或是毫米波(FR2)的頻段的使用，目前不同國家所選用的頻譜使用皆各有所好，而且初期6 GHz以下的頻譜，仍將是主要行動裝置或手機通訊的主場優勢，毫米波頻譜初期只用在純數據傳輸的用途。

可預見的產品面上，主要環繞在三大類型的用戶端設備(UE)裝置，分別是5G NR口袋型分享器、5G智慧型手機與固定無線終端(FWT)裝置，SmithAdam從美國兩大電信服務商AT&T與Verizon最近所發布的新上市產品可以看到幾個主要的應用，以時間軸來看，5G口袋型分享器拔得頭籌，AT&T的產品是5G的網路分享器，使用28 GHz與39 GHz毫米波傳遞資訊，預計從2018年第4季就開始有產品亮相。

而Verizon最近也測試純5G數位資料傳輸的智慧型手機試點，但是具備毫米波頻譜的5G手機預計要2019年下半才會上市，至於5G FWT類固網寬頻閘道器的裝置，一邊接5G，一邊接Wi-Fi，提供市郊區域沒有光纖寬頻網路的使用者，更是鎖定2019年下半上市。

5G的資料傳輸上的優勢，可以讓原本由每月累積流量計價的模式，開始可以嘗試願意依照傳輸速度收費的頂級客戶群的商業模式，也就是利用4G/LTE的現有網路，持續將設備攤提到一定比率之後，再陸續部署全5G通訊的網路，但是開發特別的5G商用收費機制，以創造新的生意，則是各電信公司仍想破繭而出的關鍵應用。

OTA Testing Chamber簡化陣列天線測試與驗證，提高效率

測試5G裝置的毫米波(mmWave)頻段的產品，陣列天線的設計與測試驗證的方法需要使用OTA(Over- The-Air)的測試技術，LitePoint的產品經理温中義(Middle Wen)介紹使用LitePoint的OTA Testing Chamber(毫米波天線量測艙)來量測複雜的相位陣列天線(Phased Array Antenna)的天線效能、參數和信號測試，由於毫米波頻譜測試遠場(Far Field)與近場(Near Field)測試的不同要求，OTA測試對研發設計與驗證團隊造皆面對相當大的技術挑戰。

溫中義羅列使用Testing Chamber量測所需關照的重點與迷思，他建議從天線當初設計的Link Budget的計算中開始，Testing Chamber架設完畢時，使用28 GHz與39 GHz來做為測試時，算出電纜的每米的耗損值，先了解施行測試的標準方式(Criteria)算出Link Budget之後，就可以完成測試計畫的內容，温中義提醒整個測試的設定過程中，OTA loss佔據整體損耗的90%，而電纜的耗損反而是最小的，需要先知道OTA測試損耗，才能知道功率發射與接收端的連接效率。

接下來去做OTA Testing Chamber的校準，算出Cable損耗值及算出OTA損耗值，才能開始測試5G這裝置，他強調，IQgig-5G是一台真正單一機箱的測試解決方案，搭配OTA Testing Chamber，快速完成測試前校準，讓天線量測可以容易施行，並節省重要的設定時間，目前的Testing Chamber適用28 GHz與39 GHz頻譜的天線，未來使用更高的毫米波頻譜時，LitePoint會再提出相關的解決方案，至於大量製造時所需的多待測物(Multi-DUT)的設計，LitePoint也規劃有不同系列產品提供。

温中義認為LitePoint 的OTA Testing Chamber與搭配IQgig-5G合組的測試解決方案，具備大量簡化設定與校準時間的優點，只要先計算Link budget，再選擇白箱(White Box)與黑箱(Black Box)方式將待測物擺在Testing Chamber內的位置，DFF與CART的選擇，使用適當的微米波天線的測試。

毫米波天線的Beamforming測試皆具成本與時間優勢

LitePoint應用工程副理廖明堃(Vito Liao)先生的簡報延續天線相關的議題，聚焦於探討多天線下的波束成行(beamforming)特性徵化與測試驗證的方法，這種利用控制相位改變以更動天線的指向性的功能，具備的優點在於1. 提高資料傳輸速度，2. 增加能量傳輸效率並可以更省電，3. 減少干擾，解決遠端使用者連線不良的狀況，用於支援在高流量都會地區，來提供更高的行動容量和效率，成為5G的一種重要的技術。，並且不同與於4G LTE世代所用的方式，5G使用Massive MIMO與Massive APAA兩種不同的方式。5G NR FR2 頻譜是毫米波頻段，使用分時多工(TDD duplexed)方式來區分上行(UL)與下行(DL)訊號，基地台可基於上行訊號的通道特性來得知對用戶端設備(UE)下行最佳的波束。

廖明堃指出5G NR FR2 頻譜是毫米波頻段，使用分時多工(TDD duplexed)方式來區分上行(UL)與下行(DL)訊號，系統需要找尋DL與UL的最佳的使用效率，所以量測多組天線的所使用Beamforming特性徵化時，著重於找出Codebook的特性，通常只要裝置的外機殼材料一有改變，就都需要重新再測一次Beamforming特性徵化，所以驗證與測試的工作並不輕鬆。，由於傳統上使用VNA訊號的複雜度高，LitePoint推薦使用OTA TestingCATR Chamber與搭配IQgig-5G合組的測試解決方案，使用VSA訊號來加以簡化測試。

針對用戶端設備(UE)裝置與5G模組的DVT測試驗證時，LitePoint的Beamforming 驗證測試使用Direct Far Field (DFF) Testing Chamber，透過Phi 與Theta角度的雙軸旋轉來驗證待測物的特性，兼具成本與測試時間上的優勢。

IQxstream系列測試解決方案迎接5G手機與物聯網裝置的測試挑戰

唐衛華(Weihua Tang)先生是LitePoint中國大陸的資深應用工程部經理，他首先援引數字說明全球的手機用戶普及率，截至2018年11月15日的數字已經有51億個手機門號的使用者，而包括M2M等無線連接數量到達91億個裝置，預估到2025年(也就是由2019~2025間)，純5G的手機會到達12億支數量，其他4G的手機數量會有60億支，所以5G世代來臨時，4G LTE裝置還會持續存在。

在3GPP測試項目的R15規格來看，唐衛華摘錄2018年10月公告的38.521規格，指出FR1頻段中，特別標示n77、n78與n79三個頻段，這是使用6G以下的頻譜，其最大數據傳輸頻寬為100MHz，而子載波間距SCS(Sub-Carrier Space)規格包括15、30與60kHz，對於EVM量測，需要做到256QAM的支援，這些測試規格大都與4G LTE略同，但是會多出子載波間距規格與新的調變的規格。

LitePoint因此推出IQxstream-5G的測試解決方案，涵蓋包括Sub-6G的5G智慧型手機、UE裝置、Small Cell(小型基地台)與無線AP閘道器與5G模組的測試，對於CPE裝置的測試則使用IQxel-MW Model XT為主，這些產品在2019年的大展身手，都有相當令人期待的市場機會。

由於5G的應用中對於智慧城市與智慧製造的應用中大量推廣低功耗廣域(LPWA)通訊技術為基礎的連網裝置，在中國大陸的應用以共享單車的應用最引人注目，但是隨著單車營運商的起落，目前已經逐步擴展到智慧電表的應用上，舉凡電表、水表與瓦斯表的應用，都相當紅火，這屬於工業物聯網的範疇。

規格上以NB-IoT與LTE Cat M1兩大主流，他指出大約有60%物聯網裝置以低功耗廣域(LPWA)通訊技術為基礎，其中中國大陸地區傾向於使用LTE Cat NB1 (NB-IoT)的標準，目前的規格使用180KHz200KHz的頻寬提供Downlink與Uplink傳輸資料，另一方面，歐、美地區則以LTE Cat M標準為大宗，使用1.4MHz/5MHz1.08MHz的頻寬提供資料傳輸支用，其他新興的通訊標準如Sigfox、ZigBee或LoRa的使用也逐漸贏得信心，可以說各擅勝場。

LitePoint的測試解決方案整合IQxstream與IQxstream-M機台為主，其中LTE Cat NB1 裝置的測試，主要晶片大廠的認證，而LTE CatM1的測試也獲得相關大廠的認證，這是長久以來，LitePoint與國際晶片廠多年緊密合作的重要成果，對於物聯網裝置的未來發展，持續提供完整的支援，以助於物聯網應用的迅速普及。

對於2019的測試解決方案，唐衛華也預告毫米波頻譜的重要性，以28GHz、39GHz為主流，而新興的機會如24GHz、44GHz，甚至是車用雷達常用的77GHz等頻譜的測試解決方案都會持續吸引各方的關注，LitePoint也保持與產業界緊密的互動，提供適當的解決方案來協助電子製造供應鏈夥伴掌握5G產業的新商機。

Wi-Fi 6正式啟動，5G測試中不可或缺的重要一環

LitePoint應用工程部經理趙偉清(Chris Chao)的簡報強調Wi-Fi 6的測試解決方案與發展，由於Wi-Fi標準與5G通訊標準相互競爭早已路人皆知，為了方便記憶與一別苗頭之便，Wi-Fi聯盟已經將IEEE 802.11ax的標準改名成為Wi-Fi 6的標準，而前一世代的802.11ac則成為Wi-Fi 5，同理也將802.11n稱為Wi-Fi 4，可以看出使用大一號的代表性數字的用心，期盼對5G來個直球對決的態勢。

目前上市的Wi-Fi 6的AP與閘道器裝置來看，外觀上配置大量的天線，看起來像是特異的飛行器一般，預計2018年底到2019年將可望大量上市，其最重要訴求在於資料傳輸效率上的改善，以解決公共場所中，大量使用者同時使用而大塞車等問題，技術上則以OFDMA與MU-MIMO兩個最重要的賣點，這也是系統廠商測試上所面對的最大的挑戰，由於此二者整合一起的多元測試項目與多使用者情境的模擬測試，造成大量與複雜的組合測試，經常容易出錯。

另一個重要的測試挑戰就是功率(Power Control)與時序(Timing Control)的控制，這尤其以AP的測試最具代表性，AP經常扮演控制一切的角色，協調所有終端裝置間的資料交換與傳遞，所以處理AP的Downlink與Uplink的不同測試要求的模擬，加上Wi-Fi 6所規範的Power Boost的功能，讓不同距離的STA可以維持一致的量測功率，精細把握Trigger Base的Timing Control的過程，都代表著不同測試難度的挑戰，利用測試機台的精確功率控制功能，才能有效模擬複雜的測試狀況，而LitePoint解決方案就是為了降低這些測試門檻而設計，幫助系統廠商節省寶貴的測試時間，目前LitePoint提供IQxel-MW的系列機種，提供平行多DUT測試架構，獲得測試速度和效率的大幅度提升，是產業界測試Wi-Fi 6裝置所不可或缺的測試解決方案。

為了進一步簡化測試程序，軟體的功能不可少，LitePoint利用「IQfact +」的軟體，搭配組成個別的AP測試順序模式(Sequence Mode)，大量簡化測試的流程，甚至可以將幾個測試項目加以整合，節省更多的測試時間，幫助系統廠商掌握Wi-Fi 6的測試技術。

雖然產業界已經開始談論Wi-Fi的下一階段新規格的訂定工作，新的「極高吞吐量」(extreme high-throughput，EHT)規格，開始看6 GHz頻段的支援，但是趙偉清認為，市場上大家關注的焦點，還是Wi-Fi 6裝置何時可以開始放量生產，因為前期投資都有回收獲利的壓力，只有產品放量生產之後，才有獲利的機會，也才具備能力向前邁進。

目前市場上的預估還是看好2019年的下半年，因為5G的旗艦級智慧型手機也即將上市，屆時Wi-Fi 6晶片組也會加入智慧型手機的應用，連帶會帶動Wi-Fi 6裝置的普及速度，另外，成本考量上也是一個重要的因素，隨著2X2天線等低價位的Wi-Fi 6裝置開始問世，也是一個不可或缺的推力，展望2019年的大勢，Wi-Fi 6與5G皆將會是產業界的重要焦點，屆時系統廠商將會摩拳擦掌，全力應戰。