IEEE 802.11ac無線網路方案 進階2.0挑戰大

IEEE 802.11ac傳輸效能倍數增加，善用多天線傳輸技術是一大關鍵。Linksys

隨著Apple iPhone 6/6 Plus全面搭載IEEE 802.11ac Wi-Fi聯網功能，IEEE 802.11ac已成Apple與non-Apple終端設備的無線連網技術主流技術方案，不僅相關主流晶片方案完整，延伸多天線、升速傳輸技術，終端裝置可望提升至高達3？4Gbit/s傳輸效能…

繼Apple新款iPhone 6、6 Plus相繼推出市場後，也間接影響非Apple的Android智慧裝置，在中？高階新機在Wi-Fi應用模組相繼升級至IEEE 802.11ac規格，而在Apple與非Apple行動裝置全面使用IEEE 802.11ac Wi-Fi技術，不僅確保了未來Wi-Fi技術主流，同時相關晶片、生產與驗證需求驟增，晶片、解決方案業者與後端量測驗證設備業者，紛紛搶推新的技術方案因應市場變化。

Apple積極導入IEEE 802.11ac無線網絡服務

以Apple iPhone 6、6 Plus全面使用IEEE 802.11ac Wi-Fi技術規格，光是Apple智慧手機晶片與相關驗證需求用量，已經為IEEE 802.11ac市場需求奠定基礎，可以預估目前以中？高階非Apple手機、平板電腦將積極跟進在新機導入新Wi-Fi技術方案外，部分低價入門機種預計也會直接導入主流IEEE 802.11ac無線網路技術方案，而隨著終端產品線從低、中、高階全面擴大導入IEEE 802.11ac晶片方案，刺激相關無線晶片需求暴增，IC與解決方案業者也紛紛競推新版或規格升級的方案，爭取終端業者導入採用。

Qualcomm即相繼發表系列整合IEEE 802.11ac技術方案的行動處理器，新方案支援MU-MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output) IEEE 802.11ac Wave 2的無線解決方案，產品架構為透過行動裝置內的傳輸介面LP-PCIe(low-power PCI Express)替換傳統的MIPI(Mobile Industry Processor Interface)介面連接方案，不僅保證在無線端達到的傳輸升速效果，不至於被晶片間的傳輸介面效能拖累，以達到高速、低延遲體驗的2×2 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)多天線無線技術方案能發揮到顯著的升速效果，同時提升近兩倍的IEEE 802.11ac在終端裝置上的實際傳輸效能。

非A陣營在低？中？高無線網通技術導入  全面看好IEEE 802.11ac

業界預估，IEEE 802.11ac在智慧手機、平板電腦應用上全面放量的時機點，會在2015年在各種智慧裝置中全面換用，加上業界積極關注可將傳輸效能倍翻的多用戶、多重輸入？多重輸出MU-MIMO天線技術，甚至是延伸802.11ac加上60GHz IEEE 802.11ad整合晶片方案，不僅可達成多裝置同時連線的傳輸效能維持設計目的，甚至可以再將傳輸效能推升到3？4Gbit/s的傳輸速率表現。

不只是晶片業者積極關注IEEE 802.11ac無線技術市場商機，在晶片、模組與解決方案出貨持續提升，進階無線技術的應用需求也隨之驟增，連帶相關晶片、模組的量測儀錶與技術升級需求更會跑在市場之前，主流量測儀錶業者除發表因應傳輸速度高速翻倍的IEEE 802.11ac量測解決方案，還要延伸支援進階的60GHz IEEE 802.11ad整合技術的量測分析需求。

針對高速化的IEEE 802.11ac/ad訊號進行解調處理、多埠RF元件測試的向量網路分析，量測所需的高階訊號產生器、頻譜分析儀等量產必備的驗證量測設備，也相繼推出新款的解決方案因應產線大量、快速的量測需求。

進階802.11ac搭配多天線技術升速  量測複雜度更高

對生產整合IEEE 802.11ac或是進階整合60GHz IEEE 802.11ad無線技術方案的終端裝置生產業者而言，面對大量的生產需求，在產線端能以最短時間完成批量量測程序，也就能節省更多等待測試的成本，智慧手機、平板電腦業者大多會選擇升級量測設備因應生產需求，尤其是針對IEEE 802.11ac優化的量測方案，也會有一波新設備的升級需求。

新一代的量測設備，也因應日趨複雜、高頻化的RF待測物進行功能與使用方式升級，例如，以向量網路分析設備為例，新一代的量測設備多改為模組化設計搭配多埠獨立測試，以平行同步測試的機制擴充單一工作站的量測效能，等於以往單次僅能測試一兩組待測設備、升級為視單站安裝多少測試模組，就能橫向擴充同時待測的設備術，倍數擴充量測效能，此外，模組化量測設計也能節省設備成本、設備佔位空間，同時讓生產線的加工、量測流程更為順暢。

因應多設備的整合需求  晶片、天線、效能均須列入檢視項目

除IEEE 802.11ac無線網路功能應用本身，終端設備也不可能僅有單一種RF無線支援功能，通常伴隨設備需求，還會有藍牙、GSM/3G/4G Lte等無線通訊技術整合使用，單一裝置的RF功能整合複雜度相當高，尤其是在頻段使用方面，IEEE 802.11ac與4G Lte頻段部分重疊，對於實際RF天線設計傳輸效能、品質等，對RF晶片、天線、前端設計、量測規劃等增添更多開發變數，也為產品量測增加更多技術門檻。

尤其是進階Lte在使用未授權頻段的多個Lte-U與Wi-Fi存取點共用頻段，雖然可以增加有限頻段的使用效率、同時增加設備的傳輸效能，但實際上進行技術導入與小型基地台的導入佈建前，不只是晶片、解決方案須先進行測試調整，也需要進行Over-the-air進行空中測試，若以技術規格檢視，Lte-U技術方案若能導入商用，不只是可以利用未授權頻段進行傳輸乘載量的擴充，對於單一設備的傳輸效能也能突破現有的技術限制，顯著提升傳輸效能與頻段使用效率。

Lte-U突破商用頻帶受限門檻  但RF複雜度高、增加驗證難度

尤其是當4G Lte或是更新一代的5G行動通訊網路，未來勢必要面對聯網設備量暴增的行動裝置、物聯網裝置等發展趨勢，不只是單一設備的傳輸資料量暴增、同時連接網絡的設備量也會較目前有百倍、甚至千倍的擴增，無線通訊系統對於網路頻寬、可用頻段的需求將更高，尤其是電信服務商在爭取4G商業用可用頻段已投入大量授權金，在擴展至新一代進階型4G行動通訊網路或是未來的5G行動通訊網絡，在現有4G商業服務還未能攤平頻段取得成本前提下，為擴展現有服務再擴增更多授權頻段的可能性不高，反而是利用未授權頻段的動態整合資源會更適合電信運營商，用以擴展更新穎、快速的無線網路接取服務。

善用頻譜資源固然是好事，但實際上Lte-U未授權頻段畢竟是未嚴格管制的頻帶，這也表示在此頻帶仍有其他設備、裝置可能同時使用同一個頻段資源，甚至以極接近的狀態同時運行，雖然仍可透過技術動態調整傳輸狀態，但實際上也可能因為電波干擾或高速傳輸，影響了傳輸品質，已較新穎的整合方向為，除4G Lte本身的商用頻段外，在技術還可搭配Lte-U技術方案使用5GHz非授權頻段、用以擴充傳輸容量？速度，同時亦可支援多組3 x 20MHz的載波聚合，或是在5GHz頻段下支持最高40MHz連續載波聚合，積極有效擴展Lte的傳輸頻寬。

IEEE 802.11ac 2.0擴充Wi-Fi傳輸效能  與Lte-U信號互不干擾成為設計關鍵

而導入Lte-U無線通訊技術，勢必也必須同時維持IEEE 802.11ac Wi-Fi無線網絡正常運行，兩種無線網路必須共存、又不能互相干擾，尤其是Lte-A(LTE-Advanced)的性能擴張重點即在Lte-U的未管制頻段的資源使用效率，在提升行動寬頻服務效能同時，還必須維持各種無線通訊技術須能達到彼此穩定運行、不互相干擾，網路服務還需優於現有商業運轉的Lte無線數據傳輸效能，甚至勝過Wi-Fi無線網路獨立運用，未來還需擴充商業服務的傳輸效能、加值服務支援等。

在IEEE 802.11ac逐步形成主流後，IEEE 802.11ac Wave2(IEEE 802.11ac 2.0)也將成為後繼重點解決方案，在IEEE 802.11ac切入高速、無線的聯網規格競賽後，各大通訊除積極著手整備IEEE 802.11ac 2.0產品外，經相關技術的整合發展，目前、Marvell、Mediatek、Qualcomm等業者紛紛推出進階解決方案，運用多天線技術方案已可有效將單用戶的最高傳輸效能進一步提升，例如，採行4 x 4多天線設計傳輸效能即可上看1.7Gbit/s，若是使用到兩組3 x 3多天線配置，則可將傳輸速度再推升到3.2Gbit/s。