要实现无缝连网，＂调制＂(Modulation) 是一大学问。是德科技 (Keysight) 通信方案事业群营销经理 Joe Rickert 表示，行动连网装置和无线应用的蓬勃发展，加上车用雷达市场的蓄势待发，让毫米波 (mmWave) 晋身下世代通信要角——在车用雷达 77～81GHz 规格外，地球环境应用探测已朝 86～92 GHz 频段迈进，而小型基站后端点对点传输再拉高至 92～95 GHz，研究层级更已推升至 100 GHz！凡此种种，连带让带宽向 5GHz 靠拢以增加传输率。然而，在人们对带宽和数据传输率有高期待的同时，将为相关电子产品的开发及量测带来以下挑战：
1. 要改善车用雷达分辨率，可利用高频与宽带特性，但如此一来，相位噪声 (Phase Noise)、调制信号与频率响应误差恐随之升高；
2. 一旦拉高频率／加大带宽，更容易衍生许多细微难辨的噪声，增加误差向量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM)；
3. 高频信号会因距离增加而迅速衰减，在随频率升高，噪声也升高，很难借助＂前置放大器＂(preamplifier) 协助量测，测试更形复杂；
4. 以往须通过降频器及高频配件，仪器才得以量测到高于 110GHz 频段的信号，对量测重复性是一大挑战！
1. 要改善车用雷达分辨率，可利用高频与宽带特性，但如此一来，相位噪声 (Phase Noise)、调制信号与频率响应误差恐随之升高；
2. 一旦拉高频率／加大带宽，更容易衍生许多细微难辨的噪声，增加误差向量幅度 (Error Vector Magnitude, EVM)；
3. 高频信号会因距离增加而迅速衰减，在随频率升高，噪声也升高，很难借助＂前置放大器＂(preamplifier) 协助量测，测试更形复杂；
4. 以往须通过降频器及高频配件，仪器才得以量测到高于 110GHz 频段的信号，对量测重复性是一大挑战！
照片人物：Keysight 通信方案事业群营销经理 Joe Rickert
110GHz 成新一轮高频指标
资深营销项目经理郭丁豪直言，在高频降低系统整合复杂度、提高单机内建规格，是上述困境的根本解决之道。Keysight 去年 10 月推出业界首款 110GHz 信号分析仪 N9041B UXA，便是由此而生；频谱范围横跨 3 Hz～110 GHz，上限甚至高于当前研究水平，能捕捉＂巨细靡遗＂的信号。N9041B UXA 内建分析带宽为 1GHz，可减少线材与降频器的架设；若搭配示波器，分析带宽更可达 5GHz，为业界最高，大幅提升了高频下量测星座图 (constellation) 的能力。不须前置放大器，就具有卓越灵敏度；频率大于 50GHz 时，平均噪声位准 (DANL) 只有 -150 dBm / Hz，任何微小信号波动都难逃法眼，包括谐波与镜像信号等。
资深营销项目经理郭丁豪直言，在高频降低系统整合复杂度、提高单机内建规格，是上述困境的根本解决之道。Keysight 去年 10 月推出业界首款 110GHz 信号分析仪 N9041B UXA，便是由此而生；频谱范围横跨 3 Hz～110 GHz，上限甚至高于当前研究水平，能捕捉＂巨细靡遗＂的信号。N9041B UXA 内建分析带宽为 1GHz，可减少线材与降频器的架设；若搭配示波器，分析带宽更可达 5GHz，为业界最高，大幅提升了高频下量测星座图 (constellation) 的能力。不须前置放大器，就具有卓越灵敏度；频率大于 50GHz 时，平均噪声位准 (DANL) 只有 -150 dBm / Hz，任何微小信号波动都难逃法眼，包括谐波与镜像信号等。
N9041B UXA 除了 1.0 mm 输入接口，还提供 2.4mm 第二输入接口供只需3 Hz～50 GHz 区间连续扫频使用，以保护高频连接。此外，Keysight 全系列多点触控信号分析仪中的 N9030B PXA 44 / 50 GHz 机种，性能再度提升；除了增加 255 / 510 MHz 分析带宽，还支持 255MHz 实时频谱功能，可撷取 3.57 微秒、稍纵即逝的信号，达成 100% 的信号拦截率 (Probability of Intercept, POI)。新的本地振荡器选项让相位噪声低至 -136 dBc/Hz，而基频输入选项将带宽增至 255MHz，大幅增加未来宽带应用所需规格。
照片人物：Keysight 资深营销项目经理郭丁豪
在现场测试方面，FieldFox 系列的手持式射频和微波分析仪亦新增实时频谱 (RTSA) 功能，并支持 50GHz、可捕获持续时间仅 12 微秒的瞬间信号，做干扰信号捕获 (Interference Hunting) 和信号监测之用，应对各类复杂的射频信号测试情境，包含电信与军事用途；再搭配相关软件，只要一部 FieldFox 在手，就能测试线材、天线、滤波器、放大器和频率转换器，不必额外动用一堆异质仪器。
软件堆栈＋硬件模块，研发、产线各取所需
利用密度显示模式，即使位于同一个频段，FieldFox 也能清楚辨别是 Bluetooth 或 Wi-Fi。＂它可侦测隐藏在主要载波旁边的信号，揪出任何细微潜在威胁；还能测试上／下行、共频、相邻通道和交互调制＂，郭丁豪强调。问及对无缝连网的看法，郭丁豪将物联网 (IoT) 归类几个要素：距离及涵盖率、数据传输率、平台延续性、商业模式、产业联盟与终端应用；而当前物联网产品测试挑战，来自于多样化和低功耗。＂我们的硬件皆已就绪，用户不须更换机台，只要经由软件选购、升级即可满足不同应用的需求＂，他说。
利用密度显示模式，即使位于同一个频段，FieldFox 也能清楚辨别是 Bluetooth 或 Wi-Fi。＂它可侦测隐藏在主要载波旁边的信号，揪出任何细微潜在威胁；还能测试上／下行、共频、相邻通道和交互调制＂，郭丁豪强调。问及对无缝连网的看法，郭丁豪将物联网 (IoT) 归类几个要素：距离及涵盖率、数据传输率、平台延续性、商业模式、产业联盟与终端应用；而当前物联网产品测试挑战，来自于多样化和低功耗。＂我们的硬件皆已就绪，用户不须更换机台，只要经由软件选购、升级即可满足不同应用的需求＂，他说。
针对低功耗测试，CX3300 组件电流波形分析仪搭配专用的电流传感器可量测从 100 pA 位准动态电流，一直到具 200 MHz 最大带宽的 10 A 电流。以 NB-IoT 为例，从先期研发设计软件、开发测试、实验室认证，到大量生产测试，Keysight 皆提供完整测试方案，力图保持领先。先期对芯片大厂的合作格外重要，这也是为何科技业界总是在与时间赛跑、抢先发布胜果的原因。他进一步说明，Keysight 软件可藉永久买断或时间授权取得，另有可转移备援方案；至于机台本身，则提供快速送修、跨厂牌的校验服务、以及三年标准或十年延长保固。
Keysight 大中华区无线市场部经理白瑛，则再度力陈 PXI 模块化产品的特点，该系列 M3xxxA 任意波形产生器 (AWG) 和数字转换器 (digitizers) 皆已开放 FPGA 编程功能。他指出，未来许多应用面临诸多测试挑战与要求，例如通道数增加、同步化、串流应用、客制化，使量测工作更趋复杂；唯有加快测试速度且在通用硬件上重复配置，才能降低测试成本。为了提高传输率和频谱效率，下行速率大于 20 Gbps 的 5G，800MHz 带宽、64 QAM 调制、大于 16 个信道已是基本盘，而 802.1 ax 的带宽更上看 160 MHz、8X8 天线，调制可多达 1024 QAM！
照片人物：Keysight 大中华区无线市场部经理白瑛
实时排序、多信道／多模块同步，调制更容易
PXI 模块化产品能提供实时排序和多信道／多模块同步功能，以支持多信道应用软件，例如，多用户波束成形 (beamforming) 技术。Keysight M9336A PXIe AWG 包括多个独立或同步的信号输出，适合用来产生宽带通信系统所需的数字调制波形，以及可用于雷达和卫星测试的高分辨率波形；单槽 PXIe 模块提供 16 位分辨率、高达 1GHz 的调制带宽，并可控制每个通道的增益、偏移和频率偏差。工程师可使用Signal Studio、MATLAB、Waveform Creator 等工具来产生符合产业标准或客制波形，并轻易将其整合至多应用开发环境中。
PXI 模块化产品能提供实时排序和多信道／多模块同步功能，以支持多信道应用软件，例如，多用户波束成形 (beamforming) 技术。Keysight M9336A PXIe AWG 包括多个独立或同步的信号输出，适合用来产生宽带通信系统所需的数字调制波形，以及可用于雷达和卫星测试的高分辨率波形；单槽 PXIe 模块提供 16 位分辨率、高达 1GHz 的调制带宽，并可控制每个通道的增益、偏移和频率偏差。工程师可使用Signal Studio、MATLAB、Waveform Creator 等工具来产生符合产业标准或客制波形，并轻易将其整合至多应用开发环境中。
M9243A PXIe 示波器则承袭 Keysight InfiniiVision 示波器技术，提供高达 1 GHz 的带宽，拥有每秒百万个波形更新率和先进探量技术，可对随机和偶发信号进行除错，见人所不能见；包括光标和标记、触发、波形平均、波罩和其它 31 种可选择的量测功能。该示波器与 Keishgt 89600 VSA 软件的组合，能充分利用 1 GHz 带宽来解调并评估复杂的 IQ 波形。Keysight 总结其在无缝连网的量测优势：藉由单机或模块仪器的软件升级支持推陈出新的标准，而不同平台能满足研发与生产的不同需求——延续单机式软件功能与硬件技术，将其用在自家模块化产品上，可满足 MIMO 或生产线做多通道需求，并让未来模块化测试更具信心。
图：Keysight 关于 NB- IoT 的解决方案
资料来源：Keysight 提供
