TriQuint强调LTE将带来的挑战与商机

2014-01-13 22:25:34来源: DIGITIMES 关键字:TriQuint  LTE
    行动通讯装置已对我们的生活带来深刻影响,行动通讯科技更早已深入每个人的生活中。仅在数年以前,行动电话只是用来拨打及接听电话的设备,然而,随着时代进步,如今我们多数人均拥有智慧型手机或平板电脑,而其功能也不亚于一台电脑。现今这些智慧型装置更配备了全球定位系统、加速计、相机、距离感应器、近场通讯技术,及陀螺仪等功能。

我们的生活已无法离开这些行动通讯设备。据报导,有95%的人整天将行动电话置于离自身一公尺的范围内,这意味着我们可以在任何时间、任何地点接听电话、阅读简讯以及检查电子邮件。这现象导致了数据通讯大幅增加,若是智慧型手机持续普及,预计未来五年内,数据通讯量将是目前的十倍以上。


图一:预测LTE智慧型手机将大幅成长。

   
图二:不同的LTE频率区段及适用滤波器综览。




流量巨幅增加,是由于消费者不断企求更多的行动宽频服务以支援网际网路使用、影音串流、数位内容下载、电动游戏以及其他高频宽需求,及资料密集的多媒体应用。这些需求激增已使通讯基础建设负担沉重。因此,世界各地的通讯服务业者正在更新其网路,以确保有足够的容量及覆盖率来满足客户的期望。

TriQuint半导体公司作为创新无线通讯射频解决方案及晶圆代工的业界领导者,能提供先进的高效能解决方案,透过高度的整合专业能力,将更多功能包装在单一的模组中,而且其所占的尺寸比一个单独的个别电子元件还更小。

在以下的专访中,TriQuint讨论到公司的观点、行动通讯装置与网路基础建设方面的商机,以及对于业界的展望。


LTE技术加速部署

问题1:第四代LTE技术如何影响无线网路基础建设?

答:LTE的部署让通讯服务业者能更有效率地传输更大的数据通讯量,进而推升基地台至无线网路通讯撷取点的容量需求。容量增加也会进一步促使光纤网路使用在后置网路的大量数据资料传送,以及连结行动用户至网际网路节点及国外网站的应用。LTE技术可更好的利用现有频谱、提高数据传输速率、降低延滞、降低每一位元组传输成本,以及简化网路架构。(请参照图一)

当更多的LTE装置来临时,会促使基础建设投资大幅增加。目前,全球各地的业者已启动了200个以上的LTE网路,而计划中的数量更多。变换至4G的速度将比当年业界进入3G服务的速度要快许多。举例而言,在亚太区域,LTE预计在2018年涵盖其人口数的一半。

在此同时,电信营运商也多将数据通讯量卸载至Wi-Fi技术为主的小型蜂巢网路(femtocells),这些泛称为微蜂巢或毫微微蜂巢网路系统,用来减轻过度的网路负载。在异质网路(Heterogeneous networks;HetNets)中,小型蜂巢网路将扮演扩充人口密集都会区网路涵盖范围的关键角色。异质网路可让业者将其频谱组合,以及将现有无线网路资产做最佳化使用,同时给与客户更好的全面使用经验。小型蜂巢网路的出现,也让网路服务得以扩及偏远地区,其低廉的成本使得即使部署在较低人口密度的区域,仍然有利可图。

当无线网路演进至4G或是更先进的技术后,各个蜂巢基地台的频宽需求会大幅增加,所以业者将面临的另一个挑战是要由微型基地台回载大量数据到后置网路。对此,光纤网路与微波无线电均是合理的解决方案。

光纤网路为新技术提供更高容量,较佳品质及较低成本的选择,而微波/点对点无线电方案,从9至27 GHz的系统,可提供足够的频宽及距离。光纤目前已可以自10至40Gb/s 提升至100Gb/s或是更高的速率,而微波无线电可以达到光纤布署成本太高或太慢的区域。TriQuint提供这些部署途径的高效能解决方案,透过高度的整合专业能力,将更多功能包装至相较于分离式解决方案尺寸大幅缩小的单一模组中。

问题2:LTE的部署如何冲击智慧型手机市场?

答:LTE建置正大幅增加智慧型手机使用的频段数量,进而为设计工程师带来了新的挑战,除了需应付迫切的性能需求,工程师还要将数量激增的频段容纳在行动通讯装置中。下一世代的智慧型手机必须继续支援主要的2G频段、3G频段、新的4G外加Wi-Fi以及蓝牙。3G的5个专属频段与4G LTE至少20个频段相比,已相形见绌,而未来其数量还可能扩充至40个。

问题3:当LTE继续部署时,移转至高性能滤波器会带来什么影响?将会如何影响市场?

答:在无线射频前端模组中,滤波器扮演着关键的角色,它能够选择让有效的讯号通过,而排斥无效的杂讯。与能涵盖多重频段的功率放大器(PA)不同,滤波器是频段专属的,所以频道数量的增加直接导致设备中滤波器或是双工器数量的增长。

虽然一部手机要能支援全球所有的频道的想法并不实际,但一部性能充分、足以在国际通用的手机,必须具备能过滤2G、3G及4G的收发途径,至少15个频道,还要外加Wi-Fi、蓝牙以及GPS。此一手机需要至少30至40个滤波器。而未来状况可能更加复杂,下一世代高阶手机可能需要50个以上的滤波器。

除此之外,智慧型手机的每一个分频多工及分时多工频道都需要高达三个滤波器:主要传送途径及接收途径均需要一个多工器,另外还要一个滤波器给次要接收途径。依频段而定,还需要一个共存的Wi-Fi滤波器。
问题4:为符合LTE性能规格,需要何种滤波器技术?

答:随着滤波器需求数量的增加,其性能需求也增高了。不仅在设备中的所有频段均需隔离以避免彼此干扰,而拥挤的频谱也意味着相邻两波段间的保护频带将显著的减少,甚或完全消失。为减轻因此而产生的干扰问题,需要采用高性能的滤波器。在某些频谱重整后重新指派给LTE的频段,也对滤波器有不同的需求。例如:狭窄的5 MHz及10 MHz的4G LTE频段,需要较3G WCDMA更敏锐的滤波器。

TriQuint可藉助于其先进科技组合,解决最困难的滤波挑战。我们的表面声波(SAW)及温度补偿表面声波(TC-SAW)滤波器适用范围可达1.5 GHz,在高于此频率范围的部分,TriQuint的体声波(BAW)滤波器具有令人信服的性能优势。(请参照图二)


我们的BAW技术是满足某些最具挑战的LTE频道需求的唯一途径。BAW波滤波器提供了优异的精确性能,包括陡峭的外缘(steep skirts)、极低温度漂移的高抑制频谱,适用于解决相邻波段之间令人烦恼的干扰抑制问题。BAW滤波器的尺寸随频率增高而递减,因而对性能与尺寸具高要求的3G与4G应用而言,体声波滤波器为最佳选择。


区域性频段分配所带来的冲击

问题5:区域性频段分配所带给手机设计的冲击为何?

答:手机设计者必须努力解决区域间,甚或是国家之间显著的频段分配差异,所带来的问题。而在未来,当更多LTE频段被分配之后,情况只会变得更严峻。例如在亚洲,LTE频段分配之所以复杂,归因于几个不同的地区市场之区域频段分配所致;大陆是个广大的潜在市场,但有其特殊的需求。其他国家,诸如日本与南韩这两个最积极投入4G LTE的国家,也各自有其需求。

在大陆,其指定采用的LTE技术是分时多工,而非北美洲所用的分频多工。许多LTE频段分布于高频带,包括许多邻接Wi-Fi的频段。此一状况产生了对BAW Wi-Fi共存滤波器的强烈需求。例如图三所示,可以发现位于频段40与41的两个紧邻的LTE分时多工频道。(请参照图三)。

夹在两个频道中的Wi-Fi频道,其下方与频段40绝无间隙,而其上方与频段41也仅有最小的间隙。高性能的BAW共存滤波器将是需要的。此外,依照客户的优先顺序来做取舍是必要的;若要支援波段40全波段,则可能需要放弃某些低频的Wi-Fi频道。若支援所有Wi-Fi频宽是优先的考量,则某些厂商会选择放弃部分的频段40。由于频段41与邻接的Wi-Fi之间尚有狭小的保护频带,频段41的共存状况较不具挑战性。即使在大陆,也存在地区性的差别,例如在香港,便以频段7及频段38替代频段41。

南韩市场十分特别,因其智慧型手机使用率高,LTE技术采用速率亦快。在南韩,大约有2,600万人拥有智慧型手机,超过其总人口的一半。而其中的1,500万人预期在2013年底之前会使用4G LTE。南韩频谱重整后重新指派频段3及频段5给LTE,从今年起,所有的手机将能支援频段7。频段26也已分派,因此将需要TC-SAW滤波器。虽然与频段5有所重叠,频段26包含了部分频段5滤波器未能涵盖的频率。频段3与频段7将需要BAW滤波器,对于Wi-Fi共存滤波器也有实质的需求。

日本的状况更增加了区域的复杂性。日本很不寻常地使用频段26、11及21。另外也有用到频段41,需要BAW Wi-Fi共存滤波器。

问题6:载波聚合(Carrier Aggregation)技术所带来的影响为何?

答:由于行动无线网路的容量需求大幅的增加,而无线电频率分配的稀有特性,使得频谱成为历史上最有价值且快速增值的商品。这也是为何通过LTE升级版所启动的载波聚合技术能有如此的吸引力。它能让网路业者将频谱中多个分散的零碎区块,整合成一个单一较宽的频道,而能有较大的容量及较高的数据传输速率。LTE升级版将需要高性能的滤波器技术,而TriQuint正与业者、晶片供应商及其他系统夥伴密切合作,以解决最困难的无线射频挑战。(请参照图四)


整合趋势仍在进行中

问题7:在市场持续整合之下,TriQuint具有哪些特性,使其能于市场保持领先?

答:无线射频解决方案持续在朝高度整合方向进行。TriQuint承担此项设计挑战,透过简化RF设计及最佳化性能,以提供客户在更小的空间中有更多
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关键字:TriQuint  LTE

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2014/0113/article_29647.html
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