馬堤的剪報筆記

新電子 2011/9  黃耀瑋

在全球分時-長程演進計畫(TD-LTE)發展倡議(GTI)組織的推動 之下，TD-LTE已成為另一種4G網路布建的選擇，其主要勝出關鍵在於只需單一頻譜即能進行分時非對稱式傳輸，而分頻雙工(FDD)-LTE則需成對頻 譜以實現分頻對稱式傳輸，相對須占用較多頻譜空間。  

故短中期來看，市場趨勢雖仍以FDD-LTE為主流；但長期來看，頻譜空間擁擠的國家勢將轉進TD-LTE，加上中國大陸的中國移動、印度的Bharti Airtel、日本的Softbank Mobile及美國的Clearwire等電信營運商採用機會頗高，TD-LTE可望在百花簇擁之下，在4G市場上快速擴張版圖。  

生態系統力拱　TD/FDD-LTE互通有模有樣  

為解決4G國際漫遊問題，除全球TD-LTE發展倡議組織不遺餘力推動TD與FDD-LTE標準互通外，包括電信營運業者、晶片商，以及設備商也紛紛發表多頻多模產品，因此，在生態系統相關業者齊頭並進下，TD/FDD互通發展可望水到渠成。  

圖1 中華電信研究所無線通信研究室主任楊文豪認為，台灣目前的WiMAX使用頻段與LTE主流頻段重疊，政府應可考量執照到期後將頻譜收回做最有效率的運用。

中華電信研究所無線通信研究室主任楊文豪(圖1)表示，目前中國移動、沃達豐(Vodafone)等電信營運商正透過下一代行動網路(Next Generation Mobile Network, NGMN)聯盟與分時-同步分碼多重存取產業聯盟(TD-SCDMA Industry Alliance, TDIA)等機構，著手推動TD/FDD-LTE的標準互通與合作。  

與此同時，通訊晶片大廠如高通(Qualcomm)、意法易立信(ST-Ericsson)也有多頻多模晶片問世，再加上阿爾卡特朗訊(Alcatel- Lucent)、諾基亞西門子(NSN)、華為和中興也推出同時支援TD/FDD-LTE的微型基地台與路由器等產品，故在電信、晶片及設備等業者多方並 行的加持下，TD/FDD互通已近在咫尺。  

楊文豪分析，中國移動力拱TD/FDD-LTE融合的主要用意，無非是希望TD-LTE技術能走出中國，進而在全球遍地開花，除可擴展TD-LTE終端產品的多樣性外，亦能解決國際漫遊的問題，從而迎頭趕上FDD-LTE的發展步伐。  

為達此一目的，中國移動已極力拉攏NGMN聯盟其他成員如荷蘭皇家電信(KPN)、NTT DoCoMo、Orange、Sprint和T-Mobile等重量級電信營運商，期建構強而有力的推動陣容，以利TD/FDD-LTE標準互通。一旦 2012～2013年電信和終端設備的LTE多模產品成熟後，兩種技術相容的發展將不脛而走。  

據了解，TD/FDD技術的主要差異在於網路實體層(Physical Layer)架構，因此若要實現相容互通，終端勢必須支援更多的TD/FDD頻段，將成為關鍵的技術難題。另外，依國際電信聯盟(ITU)發布的國際頻段 標準可發現，部分頻段將出現TD/FDD頻段相鄰的情形(如2.5～2.69GHz)，如何降低可能的通訊干擾問題，亦將是終端設備技術上的挑戰。  

因此，各種迥異的技術標準得以互通絕對有助於LTE產業的快速發展，並滿足用戶國際漫遊的需求，而往後終端設備的進展能否加快，制定TD/FDD互通標準的腳步將扮演關鍵角色，不論身為電信業者或使用者，都將樂見其成。  

兩岸漫遊商機可期　TD-LTE在台發展優勢大  

值得一提的是，在中國大陸可觀的市場規模撐腰下，TD-LTE對台灣通訊產業與電信業者所帶來的商機，將明顯超越FDD-LTE技術，尤其兩岸經貿互動密切且市場依附性強，在電信系統互通、漫遊的考量下，TD-LTE無疑成為電信業者最佳的布局方向。  

圖2 全球一動總經理蔡木源表示，FDD-LTE技術發展雖領先TD-LTE，但礙於兩者的頻段使用特性，採單一頻段傳輸的TD-LTE可望在頻譜擁擠的國家脫穎而出。

全球一動總經理蔡木源(圖2)表示，中國大陸已將TD-LTE視為4G通訊的核心技術，並採用2.3GHz頻段全力發展，而台灣政府也極力清出頻譜使用空 間，並可望在2015年隨2G的900/1,800MHz執照重新發送，而一併釋出2.3G的頻譜執照。因此，對新取得執照的台灣電信商而言，投入TD- LTE發展不失為一著好棋，將可發展與中國大陸電信系統互通，並掌握兩岸商務及觀光人士電信漫遊的龐大商機。  

不僅如此，台灣在全球微波互通存取介面(WiMAX)的推動不遺餘力，然其市場後勢發展卻荊棘密布。因此，也可藉著WiMAX技術架構與TD-LTE極為相似的優勢，順勢轉進TD-LTE發展，幫助台灣既有的WiMAX電信商挺進4G市場，成功升級轉型。  

值得注意的是，台灣2G採用的900/1,800MHz頻段執照，在行政院宣布延照4年後，預計在2015年重新發放，由於此兩頻段相互對稱，可適用於區 分上、下行頻段進行資料傳輸的FDD-LTE技術，因而有業者認為，未來取得該頻段執照後應朝FDD-LTE發展。然而，當前台灣三大電信業者中華電信、 遠傳、台灣大哥大的2G用戶仍占多數，且因基礎設施成本均已回收完畢，多用一分全球行動通訊系統(GSM)就等於多一分收益，故是否縮減2G轉而加速建置 4G服務仍持兩派說法。  

蔡木源透露，目前2G可說是國內三大電信業者的金雞母，且用戶量還持續增長，因此，雖4G潮流勢不可當，但2G在語音支援表現較佳及廣大用戶支持下，仍將 在整體電信服務中位居要角。如此一來，採用原有2G頻段推展以FDD-LTE技術為基礎的4G服務，須在犧牲5MHz頻寬之下兼容2G，可能出現頻寬吃緊 的情形，造成顧此失彼的局面。  

相形之下，若2.3G頻譜執照能順利發放，不僅有助電信業者兼顧2G服務，也可透過發展TD-LTE與中國大陸接軌，並加速WiMAX業者轉型，顯然為電信商較佳的選擇。  

蔡木源指出，單採FDD-LTE勢將造成兩岸商業往來上的不便，尤其可支援TD/FDD雙模系統的終端設備尚在萌芽階段，仍須3～5年以上方能大量普及。 有鑑於此，若單純以台灣及中國大陸的市場鄰近性為指標，TD-LTE的重要性將日益突顯，對電信業者而言，也不失為一個「安內攘外」的良策。  

手機大廠宏達電已推出支援FDD-LTE的產品，TD/FDD雙模支援的產品亦可望於明年問世。

不過，楊文豪認為，基於營運成本及頻段使用效益的考量，電信營運商同時布建TD/FDD-LTE網路的機會可說是微乎其微，而估計未來全球採FDD- LTE技術部署4G環境的國家及電信業者仍會占絕大多數，如此一來，在生態系統完備之下，將具有較大的經濟規模，有助降低終端價格及增加產品多樣性，對消 費者較為有利。再者，因採用FDD的國家較多，國際漫遊也較為方便，從這幾個角度來看，2015年台灣2G執照重新釋出後，用以發展FDD應較為合適。至 於是否考量台灣與中國大陸互通，而適度開放部分頻段供業者建置TD-LTE，則須視政府的頻譜規畫而定。  

測試腳步動起來　TD-LTE手機明年大舉出籠  

除電信業者的進展外，在晶片大廠力拱之下，可支援TD-LTE的晶片已紛紛送樣，引發終端產品製造商一波導入智慧型手機設計的熱潮，且相關產品測試腳步亦隨之展開，預期明年上半年將有大量產品問世，為TD-LTE的發展再添動能，可望迎頭趕上FDD-LTE。  

圖3 安立知產品技術副理薛伊良表示，MIMO的連結效能是LTE測試的重要環節，因此安立知的測試儀器已可支援至4×2 MIMO分析。

安立知(Anritsu)產品技術副理薛伊良(圖3)表示，該公司目前已接獲許多TD-LTE手機的測試訂單，因此，從產品測試通常須歷經半年左右的過程才能開花結果來看，推估明年上半年，將是TD-LTE相關產品出關的旺季。  

據了解，隨著高通和意法易立信針對高階智慧型手機與平板裝置所推出的TD/FDD-LTE雙模支援晶片已於今年第二季送樣，包括宏達電、三星 (Samsung)等一線行動裝置製造商，均已如火如荼著手進行手機產品的導入設計，並陸續啟動產品測試作業。若一切順利，明年中起，市場上即可看到相關 終端產品接二連三登場，進一步炒熱TD-LTE市場。  

屆時，隨著量產需求湧現，產品穩定性測試將躍居要角。薛伊良指出，因應此一趨勢，安立知旗下的MD8475A應用程式測試儀將在明年初導入TD-LTE測 試支援軟體，其具備模擬基地台及伺服器的能力，可在產品設計完成後，針對TD-LTE連結效能做第一道把關，並持續監控其穩定性，進而讓廠商無後顧之憂的 投入量產。此外，MD8475A亦將與安立知其他晶片端和相容性測試產品，構成一貫化的解決方案，以滿足行動裝置製造商未來在量產測試上的各種需求。  

除晶片與終端產品大幅進展外，扮演TD-LTE核心推手的中國移動近來亦動作頻頻，並與聯發科、諾基亞西門子、中華電信研究所、安捷倫(Agilent)、羅德史瓦茲(R&S)等電信、晶片及量測業者共組TD-LTE測試中心，顯見該技術後勢發展力道強勁。  

儘管業界普遍認為TD-LTE在頻譜占用方面較FDD-LTE更具優勢，但據安立知實測顯示，囿於TD-LTE的分時運行架構必須使用20MHz頻寬才有 足夠的能力同時支援上下行資料傳輸，在目前各國頻譜均相當擁擠的情況下，勢必須採用1.8GHz以上的頻段，才有足夠的頻寬來滿足此一要求。然而，高頻在 訊號穿透性及涵蓋範圍表現較差是眾所周知的問題，故TD-LTE在目前的頻譜使用效率上，反而略遜FDD-LTE一籌，未來若要進一步擴大通訊範圍，勢必 要付出增設基地台的成本，為其往後發展的隱憂。  

薛伊良強調，雖然TD-LTE整體生態系統正快步茁壯，但後續能否超越FDD-LTE躍居主導地位仍在未定之天。也因此，晶片廠兩邊押寶並朝 TD/FDD-LTE兼容的發展，勢將蔚為潮流，從而促使終端產品和量測業者跟進，擴大在TD-LTE方面的布局，為TD-LTE未來可望與FDD- LTE平起平坐的局面加溫。  

EDA軟實力雄厚　安捷倫LTE量測面面俱到 

瞄準LTE產品大量湧現的測試需求，量測業者也秣馬厲兵強化儀器功能，其中安捷倫(Agilent)強打整合電子設計自動化(EDA)工具的一貫化解決方案，特別是藉由獨有的射頻EDA工具與儀器結合，可協助廠商在測試過程中同時優化設計，對晶片、設備業者而言極具。  

圖4 台灣安捷倫電子量測事業群行銷處副總經理羅大鈞(左)表示，4G多頻多模已成業界研發方向，解決各種技術及頻段相互干擾的問題，將是儀器商站穩4G市場的關鍵。右為台灣安捷倫電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇。

台灣安捷倫電子量測事業群行銷處副總經理羅大鈞(圖4左)表示，隨著全球LTE商用發展開枝散葉，包括晶片端、電信網路端，乃至於設備端的量測需求已大量 湧現，促使許多儀器商競相投入LTE測試方案布局。有別於其他業者，安捷倫可提供從上到下的全方位解決方案，除完整測試儀器外，更涵蓋EDA工具，因而從 產品設計到聯網、互通相容(IOT)和量產穩定測試無所不包，在這場量測競賽中更勝一籌。  

台灣安捷倫電子量測事業群應用工程部協理陳俊宇(圖4右)進一步指出，針對無線射頻(RF)和微波(Microwave)設計，安捷倫已發布最新版的 2011先進設計系統(ADS)，可透過電磁模擬技術，協助工程師建立產品的仿真(EM)模型，藉以挑出設計缺陷，加速產品開發時程。尤其目前4G晶片走 向多頻多模支援已成定局，將該軟體加入安捷倫一系列LTE量測方案陣容後，更可讓晶片商、晶圓代工廠及設備製造商在設計改善與系統測試上一氣呵成，大幅節 省時間及成本。  

陳俊宇強調，ADS 2011有助LTE系統解決多重輸入多重輸出(MIMO)天線設計的挑戰，實現多通道模擬測試，尤其目前全球電信業者運行LTE頻段不一，再加上現有的 2G和3G後，相關設備往往須支援四到六個頻段以上，讓設計愈趨複雜，因此，ADS 2011將成為絕佳的開發幫手。  

據了解，安捷倫針對TD/FDD-LTE所提供的量測方案陣容，包括MXE系列電磁干擾(EMI)訊號分析儀、N5106A PXB基頻產生器及通道模擬器、無線數位跨域(RDX)解決方案、E6621A無線測試儀、N6070A訊號相容性測試儀、N7100多通道訊號分析系 統，以及射頻與訊令相容性測試系統等。  

此外，瞄準未來先進長程演進計畫(LTE-Advanced)的發展趨勢，安捷倫亦以向量訊號分析軟體89600B VSA SW為MIMO測試、載波聚合(Carrier Aggregation)等設計挑戰提供完整支援。  

羅大鈞也透露，目前業界的LTE量測方案均宣稱擁有全方位支援，但卻沒有自家的EDA工具，而須尋求如AWR等相關廠商的協助，形成儀器與軟體間難以匹配 的局面，系統相容性將成一大疑慮。反觀安捷倫ADS 2011與自家產品的相容性則無此顧慮，且該工具已廣泛被高通、三星、意法易立信、思寬、GCT和聯發科等一線行動晶片商採用，足見其備受市場肯定。  

值得一提的是，隨著TD-LTE的發展增溫，儀器商也開始整軍經武，藉優化軟體支援能力搶進TD-LTE量測領域。陳俊宇強調，由於TD-LTE係在中國 大陸崛起的4G技術，安捷倫已透過在北京的研發中心，針對中國特定通訊標準進行研發，並與北京創毅視訊密切合作，共同制定TD-LTE資料傳輸器的射頻測 試規範。  

與此同時，陳俊宇分析，中國移動全力推展TD-LTE之際，與台灣交通大學、網通設備廠、晶片和量測業者共組的第四代行動寬頻測試研發平台(4G Testbed)中心，最主要的目的就是希望能拉攏台灣業者投入更多研發資源，以加速TD-LTE產品進展，並進一步促成該技術普及。而安捷倫亦在其中扮 演重要的儀器供應角色，在未來TD-LTE市場已取得極佳的發展位置。