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聯盟成果

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台灣電磁產學聯盟2013 傑出講座系列:The Inside Story of Gigabit Wi-Fi Standards and 60-GHz CMOS Design Introduction

活動成果
張貼人:網站管理員公告日期:2013-07-23
 
聯盟特約記者/鄭創元

       近年來隨著科技的進步,行動裝置及雲端運算帶動巨量資料(big data)的時代已經來臨,現今802.11n 主流傳輸速率早已無法滿足市場需求,而為了建置高速網路的規格標準,同時推動跨裝置的無線網路串聯,不僅英特爾登高一呼,全球兩大無線網路組織WiFi 聯盟以及WiGig 聯盟在今年初也宣布開始合併,共同推動60GHz高速網路普及化。5 月28 日廣達電腦與電磁產學聯盟合作,邀請台大電信所黃天偉教授至廣達電腦演講,與業界同仁分享高速傳輸無線通訊發展上的過程,以及自身參與制訂通訊協定的經驗,並且介紹其在60-GHz CMOS 設計上的應用以及未來的發展。

      演講一開始,黃教授便以今年初的新聞做為一個引子,告訴業界同仁隨著WiFi 及WiGig聯盟的合併,使得一直是聯盟成員的聯發科與瑞昱兩家公司也準備好在今年第二季開始量產802.11n 升級版的802.11ac 規格晶片,並且也將在年中後開始出貨802.11ad 規格的60GHz 晶片,由此現象可知由於高速傳輸網路資料的產品越來越多,各國通訊頻段間的整合以及各公司間的合作已經是無可避免的趨勢。接下來,黃教授秀出近十年來個人電腦的傳輸介面與無線網路Wi-Fi 科技發展的路線圖,從圖中可清楚看出隨著時間演進,資料傳輸量越來越大,另外由於無線雲端高速通信之平板電腦與智慧型手機的出現,讓原本只有兩個頻段(2.4Ghz 及5GHz)的WiFi 也將把60GHz 整合進來,進而拓展成Triband,像是高通(Qualcomm)在2011 年便推出了Tri-band 的產品。

      在同仁們對此次主題有些了解後,黃教授稍微岔開主軸,講述一下近年來iPhone 崛起以及近期受制於三星的故事。蘋果在當時推出iPhone便形成風潮,其成功的關鍵便在於它研發出了省電的A4 處理器,且讓手機上的按鍵消失變成觸控式螢幕,而這樣的3G 手機在早期一台便有55% 的利潤,也讓蘋果賺了很多錢;當然隨著近年來產品越作越精密,內部元件價格也隨之攀升,不過即使利潤沒有從前高,卻一樣還是可以賺錢;然而在去年推出的iPhone5 中,它的A6處理器卻是蘋果委託三星製造的,因此當三星把價格提高為原本的20% 時,這便使得蘋果在沒有其他替代元件的情況下,最後只好忍痛吞下這些價差,所以這也讓蘋果考慮下一代A7 處理器要換給台積電研發。


      因此,有一句在國際市場上流行的順口溜這麼說道:「四流企業賣力氣,三流企業賣產品,二流企業賣專利,一流企業賣標準。」所以像蘋果、三星賣產品之間的競爭其實並不算可怕,反而像是手上擁有很多專利的高通更為厲害,因為只要未經它的許可用到其產品,它便能請律師到法院控告侵權,如韓國手機製造商在1995~2005年便向高通支付了約26 億美元的CDMA 專利,可見專利在市場上是一個非常重要的利器。所以只要今天有人將他自己的專利放進一個團隊共同推出的產品中,而這個人卻將專利賣給其他公司,那這個團隊的產品等同將永遠受制於這家公司了。

     當然除了專利外,在無線通訊中更重要的便是標準,而標準的制定通常都是從我們的需求及運用來製訂定的,黃教授從2008 年開始便參與通訊協定制訂會議,因此對於整個議會的流程也相當清楚。其中所有通訊協定的訂定與修改全都需要會議中的人共同表決來決定,而投票表決分成三個選項:贊成(Yes)、不贊成(No)以及廢票(Abstain),其最特別之處就在於它是以贊不贊成的比例來決定該方案是否通過,且贊成比例需超過75%,因此若在所有人都投廢票的情形下,只要其中一人投贊成,那這方案便會通過,反之若投不贊成,那便會不通過,也因此在通訊協定制定的會議上投票,若想要使自己的方案通過,那就必須拉到很多贊成票,這必然就需要有很多會互相支持的朋友或者像中國華為一樣擁有人數上的優勢,雖然這樣的投票非常政治性,但若沒有這樣的會議,許多目前所看到的通訊協定也無法規範出來了。至於大眾要如何得知這些會議的結果?則可以上IEEE802.11 的網站去搜尋每次開會的會議紀錄,裡面會詳細記載此次會議所修改以及新增的項目有哪些。

      而為了讓同仁們更了解當時的情況,黃教授以兩個有關超外差(heterodyne)系統的收發機方案為例,與同仁們進行一場模擬投票來決定哪個方案可以通過。第一個方案是日本人提出的自我超外差(self-heterodyne)系統,第二個則是IMS 所提出一般的超外差系統,而在教授大致講解了這兩個方案的內容後便開始投票。投票的結果是兩個方案皆通過了,不過幾乎所有業界同仁們都贊成第一個方案,第二個贊成的比例相對就比較少,教授也在此時告訴大家雖然第一個方案看起來似乎很不錯,不需要額外做本地震盪源,但是它其實是無法實際運用的,其隱含的問題便是它占去了原本系統中的一個頻帶,也就是它的spectral efficiency 不好,而這對電信業者來說其實是最不想要的情況,畢竟能擁有一個頻段是很珍貴的,若少了一個頻段可以運用,那相對可以賺的錢就變少了,也因此目前在市面上也沒有這樣的產品出現。

      最後, 黃教授為大家講述60GHz 標準制定的演進史及其在產品上的應用,並為今天的演講做一個總結。原本60GHz 標準最早訂定為802.15.3c,但因為一些制定及內部問題,最後變成目前的802.11ad,另外這個頻帶有7GHz 的頻寬(57~64GHz),這是比802.11ac 還多很多,在產品應用上除了要求寬頻,也要求達到低功耗、線性度好、花費少等性能,而此頻段最主要的特色便是能在近距離達到高速傳輸。從802.11n 到802.11ac, 傳輸速率也從1Gbps 到2Gbps, 可見無線高速通信將改變我們的電腦架構, 並邁向真正的雲端通信。而除了IEEE802.11ac 標準的RF 特性, 未來IEEE802.11ad(60GHz)也會參與其中,另外為了達到高速傳輸,OFDM(Orthogonal frequencydivision multiplexing)的技術將取代傳統低速的單一載波(Single carrier),並且其寬頻特性也將持續發展,進而兼顧多頻道的收發機線性度。

      本場演講由廣達電腦與電磁產學聯盟合辦,邀請黃天偉教授至廣達電腦演講並分享自身經驗,當天有30 多位業界人士參加,其與黃教授間熱情的互動和討論為本次業界演講畫下完美句點。
 
最後修改時間:2013-07-23 PM 11:07

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