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象空间。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 t)在物联网的架构上，即指人们可以在任何时间、任何地方使用智能的产品，并享用智能的成果。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。

物联网的智能元素，来自于机器对机器(Machine to Machine, M2M)的自动沟通，以及大量资信的无线传递和网络运算，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，以及大量资信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、无误地完成接口转换与资信分配。

现阶段支持3G/4G长期演进计划(Long Term Evolution, LTE)、无线区域网络(Wi-Fi)/802.11ac等基础建设，并符合无线通信标准的终端产品，有智能型手机、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，注入技术创新与智能化功能的挑战与愿景。

拆解支持4G/LTE、Wi-Fi/802.11ac智能型的无线终端产品，如智能型手机、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，使得结合智能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标准化规格的智能型手机，其无缝连接(Seamless Connectivity)可支持物联网全局网(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与全球移动通信系统(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空中接口(Air Interface)的标准。但这样的技术将会衍生出劣化信号的峰均功率比(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，降低射频前端组件功耗的封包追踪(Envelop Tracking, ET)技术，也已成为新一代智能型手机的关键指标。

在LTE移动通信与Wi-Fi/802.11ac无线网络的引领下，翻新的多模多频射频前端设计，将带动智能型手机与相关的可穿戴式装置，更贴近物联网的智能对象与智能终端产品。

多模多频的射频前端需求

支持无国界漫游的LTE智能型手机，加以考虑功耗与精巧外型，那么多频多模的射频前端设计便是唯一的选项。放眼全球射频前端组件制造商，如Skyworks、RFMD、Anadigics与立积电子(RichWave)，甚至包含积极跨入整合主芯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智能型手机支持五模，分别为分频多任务(Frequency-pision Duplex, FDD)-LTE、分时多任务(Time-pision 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，定义支持4G/LTE四十四个频段范围，其中频段(Band)1?32为分频多任务、频段33?44为分时多任务，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移动通信LTE相关之射频组件，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)滤波器，与无线网络Wi-Fi/802.11ac及全球卫星定位系统(Global Position System,