LTE/11ac引领潮流　手机射频前端设计翻新

物联网(IoT)带动的议题持续在国内外各种正式与非正式的场合发烧，人们对无所不在的智慧产品，或所谓智慧的应用注入更多的想像空间。近年来，在市场规 模饱和的压力下，各行各业随时都抱持着下一代嵌入式智慧(Embedded Intelligence)产品能早日到来的希望。

现今，任何物体只要冠上「智慧」，人们便会趋之若鹜。智慧的物体(Smart Object)在物联网的架构上，即指人们可以在任何时间、任何地方使用智慧的产品，并享用智慧的成果。当具性价比的智慧产品改变人们的生活，甚至依赖它 时，市场规模的巨大成长便是可预期的，这也是物联网上、中、下游厂商戮力研发追求成长的基石。
物联网的智慧元素，来自于机器对机器 (Machine to Machine, M2M)的自动沟通，以及大量资讯的无线传递和网路运算，由事件的起源直至事件成果的聪明呈现，符合人们对事件解决的期待，同时将人们无效率的干涉降至最 低。上亿台机器间的相互沟通，以及大量资讯的传递与云端的资料运算，都必须仰赖可靠的基础建设，才得以即时、无误地完成介面转换与资讯分配。

现阶段支援3G/4G长程演进计划(Long Term Evolution, LTE)、无线区域网路(Wi-Fi)/802.11ac等基础建设，并符合无线通讯标准的终端产品，有智慧型手机、穿戴式装置、无线网卡与智慧家庭产品 等，这些产品也将随物联网高速、高频宽、高效益的本质需求，注入技术创新与智慧化功能的挑战与愿景。

拆解支援4G/LTE、Wi- Fi/802.11ac智慧型的无线终端产品，如智慧型手机、射频前端模组(Radio Frequency Frond-end Module, RF FEM)的创新技术，也将是成就所谓智慧的、无界的、高效率的、高性价比的重要关键技术。

达成全球无缝连接　手机支持多模/多频成关键

LTE 与Wi-Fi/802.11ac的标准化规格，使得结合智慧型手机的相关物联网应用，成为消费市场最可预见的曙光。内建4G LTE与802.11ac标准化规格的智慧型手机，其无缝连接(Seamless Connectivity)可支持物联网全域网(Ubiquitous Networks)的基本特征，同时提供宽频影音与即时控制的智慧化个人与家庭相关应用。

4G LTE的建议频率多达四十四个，依据国情不同，使用频段也各有差异，又为了与过去传统的3G与全球行动通讯系统(GSM)互相通联，达成全球无缝连接，并 游走于各频段，因此具有支持多模(Multimode)、多频(Multiband)的架构，已成为手机射频前端的关键技术。

在各国 频谱资源有限与相对昂贵的使用费率下，以高效能的数位调变技术来达到高传输速度的需求，已是目前LTE与Wi-Fi/802.11ac空中介面(Air Interface)的标准。但这样的技术将会衍生出劣化讯号的峰均功率比(Peak to Average Power Ratio, PAPR)，增加更多的电能消耗，并降低手机的电池使用效率。在绿能环保意识的提升，以及人们对手机使用时间增长的要求下，降低射频前端元件功耗的封包追 踪(Envelop Tracking, ET)技术，也已成为新一代智慧型手机的关键指标。

在LTE行动通讯与Wi-Fi/802.11ac无线网路的引领下，翻新的多模多频射频前端设计，将带动智慧型手机与相关的可穿戴式装置，更贴近物联网的智慧物件与智慧终端产品。

多模多频的射频前端需求

支 援无国界漫游的LTE智慧型手机，加以考量功耗与精巧外型，那么多频多模的射频前端设计便是唯一的选项。放眼全球射频前端元件制造商，如 Skyworks、RFMD、Anadigics与立积电子(RichWave)，甚至包含积极跨入整合主晶片与射频前端模组的高通 (Qualcomm)，这些厂商在进行相关产品研发时，皆以支持多模多频的设计为目标。

综观而言，4G/LTE智慧型手机支援五模， 分别为分频多工(Frequency-division Duplex, FDD)-LTE、分时多工(Time-division Duplex, TDD)-LTE、分时同步分码多重存取(TD-SCDMA)、宽频分码多重存取(WCDMA)与GSM，此外，多频(由使用地区与营运商的运转频段决 定)与全球漫游已是各国营运商和消费者的基本需求。

欧洲电信标准协会(European Telecommunications Standards Institute, ETSI)在技术文件3GPP TS 36.101中，定义支援4G/LTE四十四个频段范围，其中频段(Band)1?32为分频多工、频段33?44为分时多工，详细的LTE各频段频率分 布可参考表1。

手机射频前端模组主要包含行动通讯LTE相关之射频元件，如天线开关模组(Antenna Switch Module, ASM)、功率放大器(Power Amplifier, PA)、双工器(Duplixer)、表面声波滤波器(Surface Acoustic Wave Filter, SAW)、薄膜体声波谐振(Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR)滤波