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名人講堂－美商國家儀器台灣分公司總經理孫基康無線通訊技術快速變化　催生量測產業新風貌

（黃建智∕DigiTimes Research） 2006/09/11
對無線通訊產業而言，最大挑戰之一在於層出不窮的新標準。若以2000年做為分水嶺，近5年來，不論從短距離無線個人區域網路（WPAN）、無線區域網路（WLAN）、無線城域網路（WMAN）到無線廣域網路（WWAN），新標準出現量可說是2000年前的數倍。這造成產品開發環境變動快，對設計彈性需求提高，而在面對終端市場競爭之下，成本控制成為不可避免手段之一。

　通訊應用走向水平領域發展

　功能則趨於集中單一裝置　在「無所不在」（Ubiquitous）連網概念日趨普及下，通訊技術存在於各個領域。從既有資通訊產業，到消費性電子、食品業、藥品業、汽車業、紡織業、國防產業等，應用通訊之程度逐漸深化。其中，無線通訊更是實現「無所不在」的關鍵。換言之，通訊技術從垂直應用走向水平延展，因此通訊產品所面對環境的多樣化，有可能是個人隨身攜帶裝置、有可能存在於車輛中，也有可能設計於工廠生產線中。

　從另一個角度來看，強調將多種功能設計建置於單一產品已為潮流。對業者而言，所面對技術可能超乎既有專長。再者，包括無線通訊在內的多種技術整合於單一產品時，如何避免彼此干擾，又能無縫隙連結，達到最高效能，同樣成為業者所需解決的首要問題。

　透過通訊技術將資訊應用或服務傳送至車輛之中的Telematics裝置可說是最好例子。10年前車內裝置的產品概念僅止於AM∕FM收音機加上錄音帶，但現在談的Telematics概念，除了影音功能外，還包括衛星導航、無線通訊、車況診斷等，單一裝置所需處理訊號，較以往複雜許多。除產品本身設計趨於複雜、以及所處環境多樣化之外，若再加上產品上市時間壓力，三重因素交相壓迫，成為產品開發人員最棘手的挑戰。

　換言之，由於技術發展不確定性，以及數位匯流趨勢，晶片設計業者試圖將多種通訊技術製作於同1顆晶片中。終端設備也面臨相同趨勢，例如筆記型電腦（NB）、PDA手機、一般手機等，除行動通訊或WLAN技術外，配備藍芽已漸普遍，未來走向附加數位廣播、GPS、RFID更無法避免。如何確保異質網路整合無礙，在標準制定過程中即須考量。例如最近超寬頻（Ultra Wide Band；UWB）與藍芽技術聯盟（Bluetooth Special Interest Group；SIG）開始討論，如何讓同樣以WPAN為訴求的2種標準，在單一裝置上互動。

　採開放式平台架構測試環境

　提升設計彈性及降低成本　若從量測產業來看無線通訊的快速變化，不僅是機會，同時也是挑戰。從量測業者的客戶角度，不論是產品研發、雛型設計、上線生產到成品，量測技術均扮演吃重角色，佔產品成本不小比例。量測技術可提供包括功能及效能驗證、品質測試、規格測試等。對一般業者而言，對量測相關設備投資不可謂之不小。若單就無線通訊業者而言，其所面對變化速度更快，為求產品開發符合標準及市場需求，對量測設備投資更是不在話下。

　傳統的量測系統設計概念，單一技術就得採用單一功能測試設備，這在產品功能或所使用技術單純時尚可因應，一旦產品功能趨於複雜，必須添購各種測試裝置以因應需求。

　此外，過去業者投入有關RF之測試設備，使用年限通常為5～7年，但在2000年後，業者面對無線通訊技術標準變化之迅速，先前投資的設備往往無法滿足最新技術標準，不僅業者必須購置新的測試設備，還得同時處理新舊設備之間的整合問題。

　為因應客戶端所面臨之議題，量測業者除傳統單一功能量測設備外，更積極推廣所謂軟體定義的「虛擬儀控」（Virtual Instrumentation）技術，來提升設計彈性，並達成降低成本、縮短上市時間的目的。

　首先在降低成本上，量測設備如同過去個人電腦的發展，逐漸走上標準介面，過去動輒上百萬的測試設備也開始走向平民價格。由於是採用軟體定義測試功能，因此業者可依照階段性需求購置測試模組，不需投資在使用率低的單一功能設備。

　其次，在設計彈性方面，業界都希望在標準底定前，即能開發出產品以搶得先機，因此研發人員往往在標準尚處草案階段時即投入。採軟體定義的虛擬方式，提升研發人員工作上的靈活性，在標準演變時很快即可調整，以因應訊號格式變化。

　由於測試環境基本硬體需求相同，撰寫測試軟體亦形成1套標準，因此測試設備不再僅侷限於少數廠商之手，許多協力廠商、甚至業者本身亦可參與撰寫測試模組。透過軟體設計不同模組來因應層出不窮的新通訊標準，業者不需苦等新標準的測試設備出現，對縮短上市時間具有相當大的幫助。

　如何掌握產品上市時間　測試為重要一環

　由於標準變化快速，在標準組織或產業聯盟掌握規格制定的主導權，對量測業者或一般業者是相當關鍵的戰略。甚至許多業者希望在標準尚未底定前立刻推出產品，希望能藉此搶得先機。以過去WLAN發展歷程，802.11g未定之前，Broadcom推出Pre g產品，奠定其在WLAN晶片領域地位。而在802.11n世代，多家業者亦期望循此模式，搶得市場先機。

　當業者欲採此模式攻打市場，軟體定義之虛擬儀控方式，對設計彈性及上市時間掌握的幫助甚多。因為對業者而言，搶得先機必須低調進行、同時隱含著市場不確定性，在此情況下，業者可於公司內部由研發人員依需求撰寫測試模組，不致於有產品設計外洩之虞，同時也能自行掌控產品開發進度，避免延誤上市時間。

　除上述研發階段測試外，生產過程及成品完成時測試則是另1個關鍵點。由於多數無線通訊產品開發完成後，皆需通過測試始能上市。對業者而言，並不希望花費在複製1套與認證機構完全相同的測試環境。為合理投資測試設備，具軟體設計彈性的測試儀器成為較佳的選擇。

　多種標準並存的結果，產生終端產品更為複雜的組合。針對於此，量測業者便必須朝著訴求系統開放性及延展性的方向發展，方可確保客戶投資效益，同時也大幅提升設計彈性。對客戶過去購置的測試設備，亦能有效整合，避免投資浪費。

　無線通訊於近幾年大鳴大放的發展，不僅改變通訊產業生態，同時也在向來穩定的量測產業間掀起相當大的改變。對無線通訊產品設計而言，由於訊號傳輸於虛無飄渺間，但透過量測設備，工程師能較為具體掌握到產品設計完成後所展現的成果。為因應客戶面臨瞬息萬變的產業型態，量測業者亦體認出產品必須快速趕上技術及市場變化，過去銷售單一設備的模式不復存在。

　展望未來無線通訊技術，可預見的是發展及淘汰更加快速。當3G尚未站穩市場腳步時，業界已開始討論4G。而在各式各樣無線通訊技術中，又是由多個基礎技術元件（Building Block）所組成。面對產業界如此發展，從產業服務者角度來看，量測產業勢必得重新調整思維，全面性滿足客戶需求。（美商國家儀器台灣分公司孫基康口述，黃建智整理）

posted by C.H. Chen @ 8:16 PM