眺望2019年的5G快速崛起

第五代通讯(5G)技术持续在2018年的各大科技媒体与商业频道发烧热议，这个众所瞩目的标准除了成为全球芯片大厂、网通巨擘、手机大腕与解决方案商口中的重要焦点之外，实际的进展上也看到年初韩国平昌冬季奥运的试点展示，牛刀小试观赏运动赛事的临场新技术，体验包括同步视角(Sync view)、时间切片(Time Slice)、360度全景的虚拟实境效果，以及智能农业与交通的崭新经验。

在5G通讯标准制定的进度上也走的风风火火，Release 15在2017年12月版本已经涵盖5G非独立(NSA)和新无线电(NR)技术，2018年6月更进一步通过5G独立式(SA)规范，让电信运营商可以摩拳擦掌进行初期的部署计划。

不仅各主流科技大厂早已藉由各擅胜场的解决方案，竞逐卡位关键市场地位，举凡美国、国内大陆与韩国等国的政府主管机关，更是紧锣密鼓准备开放5G使用频谱的竞标活动，一展天价竞逐后而各国国库大丰收的欢颜，以美国联邦通讯委员会(FCC)为例，2018年11月14日开放5G使用频谱竞标，且初期就直接瞄准28GHz频段的使用权，政府与产业界携手的速度，已经超过大家普遍的期待。

莱特菠特(LitePoint)为了迎接5G时代的到来，协助台湾网通产业界掌握5G系统验证与测试技术的新发展，主办「蓄势待发，迎接5G新时代」活动，一共2场的科技飨宴，于2018年11月27与28日两天，分别在台北与新竹盛大招开，LitePoint全球业务副总裁谢顺富(Richard Hsieh)先生的开场致词，除了向与会贵宾致意之外，他指出5G通讯技术比我们的所预期的进度还要多、还要快，不只是中、美等国市场如此，所有的亚太区市场与国家都看到这个开创先河的趋势。

为了迎接5G所带来的全新产品企划与不断开展的新商机，谢顺富表示，LitePoint帮助电子供应链，快速掌握不同商业化进程中各个5G标准的技术环节，提供更快、更简单、更具成本效益的测试解决方案，确实管理从DVT到产品量产的每一个进程，达到高品质的要求，协助客户打造无线通讯产品在市场上的竞争优势，并加速产品上市时间，抢占市场先机。

他强调，5G所涵盖的物联网(IoT)发展更是加速迎面而来，复杂的无线通讯规格纷纷端上台面，LitePoint的解决方案不断向简单最好(Simple is the best)的策略靠拢，提供快速的服务，满足Time-To-Market需求，有效控制最低的生产成本，提供快速与高品质的服务，LitePoint会和大家站在一起，面对5G愈来愈复杂的测试挑战，掌握生龙活虎的生意机会。

预览2019年即将上市的5G新产品与服务

5G的产品预计在2019年开始亮相，涵盖大量产品、服务在2019年即将展现关键的发展趋势，LitePoint产品协理处长Adam Smith在研讨会中从几个不同向度来谈5G的发展，首先是5G的标准，目前正式公告的标准已经涵盖5G NR的公告，Multi-City Fixed Wireless，以及预计2019年即将设立的5G智能手机的标准，都已经近在眉睫，高速的网络速度为了迎接大量视讯影像数据的到来，以数据流量来分析，今天有约56%的数据属于视讯影像，到2023年时，预估会成长到73%，占据大部分的带宽使用。

频谱竞逐是一场科技的军备竞赛，根据3GPP的说法，5G将支持从1到50 GHz涵盖低、中和高频频谱，由于与4G拥有共同的频谱，意味着下一代电信网络的转变将是渐进式的，5G网络将结合同步使用4G LTE频段，并藉由逐渐更新技术来提高传输数据效能，换来更快的速度，所以5G无可避免地将在很长一段时间内依赖已经完成的4G LTE网络提供服务，而不是采取一夕之间改朝换代的大革命。

SmithAdam表示，可能要等到2021年以后才会让纯5G网络开始有主要的使用流量，所以4G网络仍是撑起半边天的要角，5G时代带来大量频谱的使用，无论是6 GHz以下(FR1)频段，或是毫米波(FR2)的频段的使用，目前不同国家所选用的频谱使用皆各有所好，而且初期6 GHz以下的频谱，仍将是主要移动设备或手机通讯的主场优势，毫米波频谱初期只用在纯数据传输的用途。

可预见的产品面上，主要环绕在三大类型的用户端设备(UE)装置，分别是5G NR口袋型分享器、5G智能手机与固定无线终端(FWT)装置，SmithAdam从美国两大电信服务商AT&T与Verizon最近所发布的新上市产品可以看到几个主要的应用，以时间轴来看，5G口袋型分享器拔得头筹，AT&T的产品是5G的网络分享器，使用28 GHz与39 GHz毫米波传递信息，预计从2018年第4季就开始有产品亮相。

而Verizon最近也测试纯5G数码数据传输的智能手机试点，但是具备毫米波频谱的5G手机预计要2019年下半才会上市，至于5G FWT类固网宽频闸道器的装置，一边接5G，一边接Wi-Fi，提供市郊区域没有光纤宽频网络的使用者，更是锁定2019年下半上市。

5G的数据传输上的优势，可以让原本由每月累积流量计价的模式，开始可以尝试愿意依照传输速度收费的顶级客户群的商业模式，也就是利用4G/LTE的现有网络，持续将设备摊提到一定比率之后，再陆续部署全5G通讯的网络，但是开发特别的5G商用收费机制，以创造新的生意，则是各电信公司仍想破茧而出的关键应用。

OTA Testing Chamber简化阵列天线测试与验证，提高效率

测试5G装置的毫米波(mmWave)频段的产品，阵列天线的设计与测试验证的方法需要使用OTA(Over- The-Air)的测试技术，LitePoint的产品经理温中义(Middle Wen)介绍使用LitePoint的OTA Testing Chamber(毫米波天线量测舱)来量测复杂的相位阵列天线(Phased Array Antenna)的天线效能、参数和信号测试，由于毫米波频谱测试远场(Far Field)与近场(Near Field)测试的不同要求，OTA测试对研发设计与验证团队造皆面对相当大的技术挑战。

温中义罗列使用Testing Chamber量测所需关照的重点与迷思，他建议从天线当初设计的Link Budget的计算中开始，Testing Chamber架设完毕时，使用28 GHz与39 GHz来做为测试时，算出电缆的每米的耗损值，先了解施行测试的标准方式(Criteria)算出Link Budget之后，就可以完成测试计划的内容，温中义提醒整个测试的设定过程中，OTA loss占据整体损耗的90%，而电缆的耗损反而是最小的，需要先知道OTA测试损耗，才能知道功率发射与接收端的连接效率。

接下来去做OTA Testing Chamber的校准，算出Cable损耗值及算出OTA损耗值，才能开始测试5G这装置，他强调，IQgig-5G是一台真正单一机箱的测试解决方案，搭配OTA Testing Chamber，快速完成测试前校准，让天线量测可以容易施行，并节省重要的设定时间，目前的Testing Chamber适用28 GHz与39 GHz频谱的天线，未来使用更高的毫米波频谱时，LitePoint会再提出相关的解决方案，至于大量制造时所需的多待测物(Multi-DUT)的设计，LitePoint也规划有不同系列产品提供。

温中义认为LitePoint 的OTA Testing Chamber与搭配IQgig-5G合组的测试解决方案，具备大量简化设定与校准时间的优点，只要先计算Link budget，再选择白箱(White Box)与黑箱(Black Box)方式将待测物摆在Testing Chamber内的位置，DFF与CART的选择，使用适当的微米波天线的测试。

毫米波天线的Beamforming测试皆具成本与时间优势

LitePoint应用工程副理廖明堃(Vito Liao)先生的简报延续天线相关的议题，聚焦于探讨多天线下的波束成行(beamforming)特性徵化与测试验证的方法，这种利用控制相位改变以更动天线的指向性的功能，具备的优点在于1. 提高数据传输速度，2. 增加能量传输效率并可以更省电，3. 减少干扰，解决线上使用者连线不良的状况，用于支持在高流量都会地区，来提供更高的移动容量和效率，成为5G的一种重要的技术。，并且不同与于4G LTE时代所用的方式，5G使用Massive MIMO与Massive APAA两种不同的方式。5G NR FR2 频谱是毫米波频段，使用分时多工(TDD duplexed)方式来区分上行(UL)与下行(DL)信号，基站可基于上行信号的通道特性来得知对用户端设备(UE)下行最佳的波束。

廖明堃指出5G NR FR2 频谱是毫米波频段，使用分时多工(TDD duplexed)方式来区分上行(UL)与下行(DL)信号，系统需要找寻DL与UL的最佳的使用效率，所以量测多组天线的所使用Beamforming特性徵化时，着重于找出Codebook的特性，通常只要装置的外机壳材料一有改变，就都需要重新再测一次Beamforming特性徵化，所以验证与测试的工作并不轻松。，由于传统上使用VNA信号的复杂度高，LitePoint推荐使用OTA TestingCATR Chamber与搭配IQgig-5G合组的测试解决方案，使用VSA信号来加以简化测试。

针对用户端设备(UE)装置与5G模块的DVT测试验证时，LitePoint的Beamforming 验证测试使用Direct Far Field (DFF) Testing Chamber，透过Phi 与Theta角度的双轴旋转来验证待测物的特性，兼具成本与测试时间上的优势。

IQxstream系列测试解决方案迎接5G手机与物联网装置的测试挑战

唐卫华(Weihua Tang)先生是LitePoint国内大陆的资深应用工程部经理，他首先援引数字说明全球的手机用户普及率，截至2018年11月15日的数字已经有51亿个手机门号的使用者，而包括M2M等无线连接数量到达91亿个装置，预估到2025年(也就是由2019~2025间)，纯5G的手机会到达12亿支数量，其他4G的手机数量会有60亿支，所以5G时代来临时，4G LTE装置还会持续存在。

在3GPP测试项目的R15规格来看，唐卫华摘录2018年10月公告的38.521规格，指出FR1频段中，特别标示n77、n78与n79三个频段，这是使用6G以下的频谱，其最大数据传输带宽为100MHz，而子载波间距SCS(Sub-Carrier Space)规格包括15、30与60kHz，对于EVM量测，需要做到256QAM的支持，这些测试规格大都与4G LTE略同，但是会多出子载波间距规格与新的调变的规格。

LitePoint因此推出IQxstream-5G的测试解决方案，涵盖包括Sub-6G的5G智能手机、UE装置、Small Cell(小型基站)与无线AP闸道器与5G模块的测试，对于CPE装置的测试则使用IQxel-MW Model XT为主，这些产品在2019年的大展身手，都有相当令人期待的市场机会。

由于5G的应用中对于智能城市与智能制造的应用中大量推广低功耗广域(LPWA)通讯技术为基础的联网装置，在国内大陆的应用以共享单车的应用最引人注目，但是随着单车营运商的起落，目前已经逐步扩展到智能电表的应用上，举凡电表、水表与瓦斯表的应用，都相当红火，这属于工业物联网的范畴。

规格上以NB-IoT与LTE Cat M1两大主流，他指出大约有60%物联网装置以低功耗广域(LPWA)通讯技术为基础，其中国内大陆地区倾向于使用LTE Cat NB1 (NB-IoT)的标准，目前的规格使用180KHz200KHz的带宽提供Downlink与Uplink传输数据，另一方面，欧、美地区则以LTE Cat M标准为大宗，使用1.4MHz/5MHz1.08MHz的带宽提供数据传输支用，其他新兴的通讯标准如Sigfox、ZigBee或LoRa的使用也逐渐赢得信心，可以说各擅胜场。

LitePoint的测试解决方案整合IQxstream与IQxstream-M机台为主，其中LTE Cat NB1 装置的测试，主要芯片大厂的认证，而LTE CatM1的测试也获得相关大厂的认证，这是长久以来，LitePoint与国际芯片厂多年紧密合作的重要成果，对于物联网装置的未来发展，持续提供完整的支持，以助于物联网应用的迅速普及。

对于2019的测试解决方案，唐卫华也预告毫米波频谱的重要性，以28GHz、39GHz为主流，而新兴的机会如24GHz、44GHz，甚至是车用雷达常用的77GHz等频谱的测试解决方案都会持续吸引各方的关注，LitePoint也保持与产业界紧密的互动，提供适当的解决方案来协助电子制造供应链夥伴掌握5G产业的新商机。

Wi-Fi 6正式启动，5G测试中不可或缺的重要一环

LitePoint应用工程部经理赵伟清(Chris Chao)的简报强调Wi-Fi 6的测试解决方案与发展，由于Wi-Fi标准与5G通讯标准相互竞争早已路人皆知，为了方便记忆与一别苗头之便，Wi-Fi联盟已经将IEEE 802.11ax的标准改名成为Wi-Fi 6的标准，而前一时代的802.11ac则成为Wi-Fi 5，同理也将802.11n称为Wi-Fi 4，可以看出使用大一号的代表性数字的用心，期盼对5G来个直球对决的态势。

目前上市的Wi-Fi 6的AP与闸道器装置来看，外观上配置大量的天线，看起来像是特异的飞行器一般，预计2018年底到2019年将可望大量上市，其最重要诉求在于数据传输效率上的改善，以解决公共场所中，大量使用者同时使用而大塞车等问题，技术上则以OFDMA与MU-MIMO两个最重要的卖点，这也是系统厂商测试上所面对的最大的挑战，由于此二者整合一起的多元测试项目与多使用者情境的模拟测试，造成大量与复杂的组合测试，经常容易出错。

另一个重要的测试挑战就是功率(Power Control)与时序(Timing Control)的控制，这尤其以AP的测试最具代表性，AP经常扮演控制一切的角色，协调所有终端装置间的数据交换与传递，所以处理AP的Downlink与Uplink的不同测试要求的模拟，加上Wi-Fi 6所规范的Power Boost的功能，让不同距离的STA可以维持一致的量测功率，精细把握Trigger Base的Timing Control的过程，都代表着不同测试难度的挑战，利用测试机台的精确功率控制功能，才能有效模拟复杂的测试状况，而LitePoint解决方案就是为了降低这些测试门槛而设计，帮助系统厂商节省宝贵的测试时间，目前LitePoint提供IQxel-MW的系列机种，提供平行多DUT测试架构，获得测试速度和效率的大幅度提升，是产业界测试Wi-Fi 6装置所不可或缺的测试解决方案。

为了进一步简化测试程序，软件的功能不可少，LitePoint利用「IQfact +」的软件，搭配组成个别的AP测试顺序模式(Sequence Mode)，大量简化测试的流程，甚至可以将几个测试项目加以整合，节省更多的测试时间，帮助系统厂商掌握Wi-Fi 6的测试技术。

虽然产业界已经开始谈论Wi-Fi的下一阶段新规格的订定工作，新的「极高吞吐量」(extreme high-throughput，EHT)规格，开始看6 GHz频段的支持，但是赵伟清认为，市场上大家关注的焦点，还是Wi-Fi 6装置何时可以开始放量生产，因为前期投资都有回收获利的压力，只有产品放量生产之后，才有获利的机会，也才具备能力向前迈进。

目前市场上的预估还是看好2019年的下半年，因为5G的旗舰级智能手机也即将上市，届时Wi-Fi 6芯片组也会加入智能手机的应用，连带会带动Wi-Fi 6装置的普及速度，另外，成本考量上也是一个重要的因素，随着2X2天线等低价位的Wi-Fi 6装置开始问世，也是一个不可或缺的推力，展望2019年的大势，Wi-Fi 6与5G皆将会是产业界的重要焦点，届时系统厂商将会摩拳擦掌，全力应战。