Wi-Fi 7箭在弦上 LitePoint大秀旗艦級測試解決方案
- 孫昌華／台北
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2021年市場上最引人注目的，除了5G等火紅的無線通訊技術之外，膾炙人口的高速Wi-Fi 6E與異軍突起的超寬帶(UWB)技術也不遑多讓，還有白牌O-RAN與Small Cell的電信機房革命所引起的爆炸性的議題，萊特菠特(LitePoint)看準這個大趨勢，特別在2021年11月9與11日兩天，分別在台北與新竹盛大招開「智造、質造、制勝之道」創新測試技術研討會，做為2021年歲末的一場重要的科技饗宴，透過廣泛使用範例與測試解決方案的逐一亮相，擦亮客戶的無線通訊產品在市場上的品牌光環，並加速產品量產與上市時間，搶佔市場先機。
LitePoint台灣、印度暨東南亞區業務總經理任為龍先生的開場引言，清楚描繪LitePoint在5G與Wi-Fi等多個無線測試解決方案的產品發展策略，為了迎接5G產品2021年所帶來的全面量產的測試挑戰與新商機，舉凡多待測物(Multi-DUT)測試、毫米波測試與製造生產線上的ATE自動測試，一舉幫助電子供應鏈追求巨量量產的時效性，就是LitePoint的制勝之道。
LitePoint業務副總經理李鎮如(Adonis Lee)從在家工作(WFH)與元宇宙(Metaverse)的趨勢中看到大量雙向溝通所需要的無線傳輸技術及數據消耗量大幅增加，揭示5G通訊、Wi-Fi 6E與UWB在新頻譜上所帶來的各種無線產品的新需求及新市場，樹立耳目一新的應用典範。
LitePoint從快速掌握不同無線技術的進展，迅速整合上游晶片商各個技術環節，提供更快、更簡單、更具成本效益的測試解決方案，並協助客戶抓住最佳的獲利時機。
揭露Wi-Fi 7時代的最新進展
Broadcom亞洲區工程技術部資深協理Eugene Chow分享Wi-Fi 7規格的新發展，這個即將在2022-2024年市場上粉墨登場的新技術，技術協議稱為IEEE 802.11be又稱為EHT(Extremely High Throughput)技術，主要的功能訴求就是超大頻寬的效益，具備46.1Gbps最高傳輸速率，提供320MHz頻寬，使用4096 QAM正交振幅調變，以及16x16陣列天線並導入MLO、Multi-RU模式，支援 2.4GHz、5GHz、6GHz等三個頻段，實際上因為成本的考量，Chow預測市場上主要產品會以4x4天線，傳輸速率會在11Gbps，2021年5月已經有Draft 1.0的草案公布，正式標準預計在2024年完成，但是2023年12月應該就會開始有交互測試的進度產生。
Chow的簡報著重於幾個主要功能，首先是多鏈路操作MLO (Multi-Link Operation)規格的進展，由於Wi-Fi 7的使用情境看準了虛擬實境AR/VR與元宇宙的應用，再加上6HGz頻譜的開放，提供很大的優勢，以資料傳輸的品質與延遲時間的要求(QoS/Latency)，每一個裝置要求至少要有1Gbps的傳輸速度，所以MLO因應這樣的一個技術功能而生。
Chow第二個議題以AFC (Automated Frequency Coordination)來解決頻譜雍塞時，利用頻譜資料表查表(Database lookup)方式找到特定地理區域中適當的使用頻譜的規格，由於Wi-Fi 7強調320MHz的頻寬，5GHz與以下頻段的使用都已經非常擠了，所以6GHz頻段比較有機會做到，但是6GHz頻譜的使用功率都很小，使用LPI (Low Power Indoor)方式來運作很多挑戰，所以AP裝置用Database lookup的方式來找到頻段，再與STA來連線，提供室內Wi-Fi 7的有效使用。
AFC需要每一個AP裝置提供GPS位置，才能使用，所以晶片組上需要內建一個GPS的功能，這些協定與操作機制都需要FCC的標準規範討論會議中逐一確認，對於各家晶片商在802.11be上的實際進展都還在定義當中，對於802.11be產品線未來的發展相當有看頭。
LitePoint展示高效率Wi-Fi 6E量產製造測試
LitePoint應用技術部副理黃民仰(Young Huang)先生接續上台，他的演講聚焦於Wi-Fi 6E的工程測試與大量製造測試挑戰，以及Wi-Fi 7的測試準備，目前市場上6GHz頻譜帶的使用已經是目前熱門的議題，拜COVID-19(新冠肺炎)疫情之賜，大量頻寬的使用變成主流，單單以目前Wi-Fi 6產品區隔來看，全球使用Wi-Fi 6E規格的產品到2021年底會成長到將近30%的滲透率，成長速度驚人。
Wi-Fi 6E晶片組的競爭更是一級戰區，由於6GHz頻譜帶的使用延續到未來的Wi-Fi 7的競逐，目前從Wi-Fi 7的Draft 1.0規格草案上看到包括4096 QAM與 320MHz頻寬的功能，由於在6GHz頻譜有多個重疊的320MHz頻帶，透過MLO規格的規範找尋最適當的使用方式，例如Preamble puncturing的功能，提供在Wi-Fi 6與未來的WiFi-7提供更多的頻譜選擇的彈性。
再者，Wi-Fi 7還提出Multi-Link的概念，在一個160MHz的頻譜帶，可以使用不同的組合頻帶經過加總的使用情境，因此擴大同時使用諸如5GHz加上6GHz不同頻譜的同時使用概念，將蔚為風潮。
舉例來說，AP裝置的MAC層雖然看到是一組MAC address，但在實體層上可以走5GHz，也可以走6GHz頻譜，看當時哪個頻段連線較穩定或速度較快，也可以同時使用5GHz和6GHz頻段，以增加傳輸速率，這些功能特別是為了要解決公共場所中，大量使用者同時使用Wi-Fi而大塞車等情境與問題。
在現役的Wi-Fi 6E的頻道，已經使用包含BW20/40/80/160多種頻寬選擇，對於UNII-6、UNII-8頻段，有些頻道像是BW80的Channel 119與BW160的Channel 111，皆是跨越交錯其中，再加上各國皆對6GHz頻譜都訂定出不同的功率分類，像Standard Power、Low Power Indoor或是Very Low Power的規範，對AP router裝置而言，只有掌握各原件的調適搭配，才能在6GHz頻譜帶有卓越的性能表現，其中的挑戰眾多，包含6GHz橫亙1,200MHz的頻譜帶裡，需要考量元件會隨著頻率的不同而有不同效能反應，另外Power Spectrum的精密控制，以解決6GHz頻譜帶和相鄰頻譜帶能夠共存降低干擾的效應，這些規格都需要測試解決方案強大的支持能力。
LitePoint的IQxel-MW系列解決方案，涵蓋IQxel-MW 6G、IQxel-MW 7G與IQxel-MX等系列，針對Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E與未來Wi-Fi 7在BW160與BW320的規格測試，當中IQxel-MX機台更大力支援從工程驗證一直到大量製造的測試解決方案，IQxel-M2X是用來支援DVT驗證測試，而IQxel-M8X 用來對Mobile (STA)量產測試，而IQxel-M16X 用來做為對AP量產測試之用，利用機台的精確功率控制功能，完成複雜的測試要點，是產業界測試Wi-Fi 6E裝置所不可或缺的測試解決方案。
UWB精確的測距和定位 NXP布局鎖定車用、手機與物聯網市場
下午的議題以UWB技術開場，由恩智浦半導體(NXP)的資深工程師李家林(Allen Lee)率先上台簡報，他聚焦UWB的解決方案與使用範例，由於UWB的技術使用飛時測距Time-of-Flight (ToF)技術，其精密定位可以小到10公分以內，做為包括臉部辨識身分識別、位置偵測服務(LBS)，以及裝置對裝置間的相互身分識別等重要使用範例，具備非常高的安全性，市場上從智慧型手機所引領的一波側重於高度安全性要求的新應用正如火如荼地推廣，甚至在智慧城市應用中，如電動車充電樁、紅綠燈秒數控制、人流管控的各種新興的應用，將進一步影響每一個人未來生活上的大小事。
NXP的UWB的半導體解決方案以Trimension系列為主，已經為汽車與動裝置產品提供安全應用服務，例如使用UWB鑰匙在雙手抱著一堆東西時可以快速打開車門。在智慧家居應用上也推陳出新，例如智慧門禁、智慧鑰匙。在台灣，已經可以看到國際連鎖旅館應用智慧門禁；在美國，UWB已經開始應用於COVID-19(新冠肺炎)防疫距離警示。
在進行解決方案設計時，NXP會整合UWB以及包括藍牙(BT)與近場通訊(NFC)技術做為備援，這項設計對於需要使用電池做為動力來源的裝置非常重要。再者，UWB基於精密與安全特性，在測距偵測用途上，可偵測車內或車外的物件距離後，再觸發啟動車內智慧應用，能夠帶給使用者更好的車內體驗。在安全性方面，NXP解決方案則已提供完整的CCC安全標準規範認證。
IQgig-UWB專責UWB的精確定位檢測的量產製造測試
應用工程部經理趙偉清(Chris Chao)接續UWB議題上台簡報，他對於UWB的市場熱火的情況感到令人驚喜，全球因為COVID-19(新冠肺炎)而經濟波動甚鉅，在無線傳輸的技術上UWB的應用可以說一枝獨秀，受到使用者熱烈的擁抱，僅僅海峽兩岸的電子供應鏈客戶，2021年在過去的6個月期間，其所開創的UWB合作案的數量，創下新高，幾乎與Wi-Fi的熱度不相上下。
UWB的崛起在於3D的定位的需求愈來愈火紅，UMB只要部署4個感測器就能做到準確的3D定位，精準度在10公分以內，以FiRa Consortium所揭櫫的UWB三大主流用途，就是不動手(Hand free)的門禁服務、位置偵測服務(LBS)與裝置間的互動服務，UWB藉由精確定位，還可以兼具傳輸資訊資料的技術，提供多樣化的用途正成為一股巨大的市場旋風。
測試UWB有三大要項，第一，安規測試，功率密度需要合於政府規範，例如FCC的Part15規範，第二，相容性測試(Interoperability)，第三，效能測試，LitePoint打造IQgig-UWB機台滿足客戶需求，採用IEEE 802.15.4z的規格認證，提供完整校準設定，測試頻率範圍5至19 GHz涵蓋UWB所需要的選項，使用IQfact+的ATE量產輔助軟體與內定的標準測試程序，作為UWB自動化量測的最佳解決方案，在測試報告圖表分析工具上提供IQramp視覺化圖表軟體，IQgig-UWB機台並獲得FiRa Consortium的實體層(PHY Layer)一致性測試驗證，成為國際認證實驗室的標準測試機台。
5G測試解決方案展示工程設計到Multi-DUT量產測試的無縫接軌
LitePoint亞洲區應用工程部協理謝定龔(Alex Hsieh)先生的簡報聚焦於5G趨勢，LitePoint自2017開始進入5G測試解決方案市場，看到5G市場從手機起步而創造大量營收，在接續目前的多樣化的智慧型應用場景，更將產生4.7倍的智慧型手機的產值，5G用戶也將於2026年達到35億個用戶，值得一提的，5G網路的發展上，關於5G SA網路服務的營運商，以美國與中國為首，全球加總一共達到12個營運商開通服務，也為更多的使用場景揭開序幕。
LitePoint的測試解決方案從最前緣之晶片設計端的驗證開始，橫亙晶片量產、通訊模組測試，一直到整個產品的系統開發、製造、大量生產等所有重要環節，用相同測試平台來統籌測試方案，LitePoint一共提供3個主要的測試設備，包括IQXstream-5G(用在sub-6GHz頻譜)、IQgig-IF(以中頻5-19GHz為主)，以及IQgig-5G(高頻23-45GHz使用)，這些解決方案提供完整5G的FR1到FR2的頻譜測試，並使用IQfact5G (專為晶片開發) 和IQfactATM (專為模組開發)系列軟體做為ATE輔助來簡化設定參數，並驗證待測物的特性，兼具產品量產時的成本與測試時間上的優勢。
信令測試確保5G產品品質 打造符合真實世界場景的測試方案
陳柏中(Marcus Chen)先生是LitePoint資深應用工程師，他介紹IQCell-5G測試解決方案，這是信令測試技術為主的解決方案，需要先建立網路連線的前提下，再執行使用情境的測試，其牽涉到實際資料傳輸與交換的實際測試，因為需要有前置時間的設置，所以比較少用在生產線上的測試方案，多半在研發與工程設計階段，做為實際使用體驗與產品性能驗證的用途。
通常在裝置的EOL(End of Line)測試、使用者經驗測試與通訊產品規範測試會使用這個解決方案，用來驗證連網品質、天線敏感度效能、資料傳輸效能，以及QA品質系統的壓力測試等項目，目前的IQCell-5G機台以支援FR1頻譜NSA與SA組網的測試，毫米波方案則需要等下一個階段的產品計畫，另外，在軟體方面，ATE軟體使用IQfact-S做為測試輔助與內定的標準測試程序之用。
5G應用場景起飛 5G Small Cell與O-RAN測試系統上市
LitePoint產品經理温中義(Middle Wen)介紹「5G網絡中的下一個關鍵部署：小型基站和 O-RAN 射頻單元」做為壓軸，聚焦於Small Cell與O-RAN的RU(Radio Unit)的新發展與測試應用，這是台灣的網通與伺服器供應鏈發展非常具有前瞻性發展機會的一個新興領域。
5G的技術打破4G世代以前的電信機房的架構，在效率與營運成本的考量下，電信營運商大膽擁抱白牌的開放系統的供應商，O-RAN聯盟、Telecom Infra Project (TIP)聯盟與Small Cell Forum (SCF)聯盟挺身而出，制定開放標準而引起 Small Cell與O-RAN的RU的革命性的風潮。
測試解決方案是用LitePoint既有的5G測試機台，將過去對UE的測試加以擴充來用來測試RU、RRH的裝置，並遵照3GPP的測試規格與測項，說起來是簡單的概念，其主要的賣點在於ATE軟體上，因為Small Cell基地台所用的晶片組不再是過去大家所熟悉的晶片大廠的完整產品，而是多樣化零組件商所搭配的系統整合系統，測試上需要一套ATE程式來掌握複雜的個別設定，LitePoint憑藉IQfact5G_ORAN的ATE測試軟體工具，提供兼具彈性與TurnKey解決方案的效益，達成客戶所需要自動化測試流程，大大提升測試多樣化Small Cell基地台的效率，為客戶有效掌握全新的生意機會。
