未来无线通讯趋势与发展.DOCVIP

未來無線通訊趨勢與發展 黃韋欽 萬芳高中：生活科技、電腦、數學教師 摘要 就無線通訊的運用發展而言，迄今已近半個之久，在製程上：究因於半導體製程的進步，使得能夠以更微小的晶片組產生更高的通訊效能，如SoC(System on Chip)，加上利用低溫共燒陶瓷的技術(LTCC)，建立起前端(Front-End)模組及功率放大器(PA)模組等，使得通訊產品，能夠傳輸距離更遠、傳輸資料更多、通道頻寬更大，而在產品的本身則成本與體積的改善。 本文中則僅簡單的介紹RF系統，就無線通訊趨勢的應用：如Smartphone、Bluetooth、802.11x、RFID、UWB等現今無線通訊上作一簡單的介紹。 Smartphone：站在Anyone、Anywhere、Anytime都可以取得資訊的角度，最具個人化的通訊產品，其功用除了手機通話的功能，更有取代PDA產品的味道，是為新世代的3G手機，甚至可視為4G手機，達到影音下載的功能。 Bluetooth：即所謂的藍芽，是一種短距離的傳輸，約10公尺，使用於2.4G的頻帶，早期用起因於取代紅外線，後為WLAN取代，現今多內建於手機之中，或內建其他資訊家電中。 RFID：RF ID(Radio Frequency Identification)系統開發得以迅速升起且漸漸發展成一個跨領域的專業研究，包含高頻技術、電磁相容性、半導體技術、資料保全與密碼學、電信、製造技術等許多專業領域。實際上RFID應用包羅萬象，除供應鍊物流管理外也被應用於生產製造與裝備、行李/郵件和包裹處理、身份識別、防偽、門禁、防盜、高速公路收費、圖書館管理等未來更可能被貼附在鈔票上以防偽造 WLAN：使用於 2.4GHz及5GHz無線區域網路（Wireless Local Area Networks，縮寫成WLAN）可取代有線之區域網路或作為其延伸。應用領域包括：金融、證券、銀行、保險、展覽會場、醫院、學校、倉儲、安全監視系統、便利商店、零售業、製造業、批發業；及機場、車站、餐廳、網咖等公共場所之區域網路、網際網路無線寬頻上網及多媒體傳輸等多種應用模式，相當廣泛 關鍵字：無線通訊、3G、802.11x、RFID、UWB 前言 由於科技的發展，許多產品不斷推陳翻新，將人類生活的便利性帶至前所未有的光景。而在眾多的科技產品當中，通信產品無疑是極重要的一環。以目前和未來通信而言，無線通信和光通訊是主要的發展趨勢。近代無線通信的發展始於第二次世界大戰，但其主要發展是由於最近二十年在電子積體電路製程技術高度發展、電腦與通信的整合的結果，尤其是蜂巢式行動電話的開發，無線通信更在個人通信業務的需求下，飛快的成長。光通訊則利用光纖做為傳輸媒介，是寬頻通信的必要條件，而如何有效控制光子傳輸，已因應網際網路通訊的需求，已是當前與未來最重要的技術。不論是無線通信，抑或光通訊，二者皆朝向微小化、積體化、低成本、高可靠度的元件發展。本文中就無線通訊的發展與趨勢來談。 無線通訊似乎從古至今，始來有至，在古代，山谷之間的通訊，採用打鼓節奏的方式傳播訊息；如是兩端相隔距離較遠時，亦可採飛鴿傳書的方式相互連繫；而相距更遠，則使用驛站或大鵰漫遊的方式，傳達資訊。與現代之無線通訊相比，兩者亦有相同之處。如在短距離100內之處，即可採用Bluetooth 與紅外線技術；同理，中距離的範圍內，即1~2公里之內，即可使用WLAN 或CT-2的方式；而對應於古代的驛站，就如同現在的基站台方式了，驛站的換馬就如同是基站台與行動設備的遞交了。由 1G~3G的演進，即可知其傳達的訊息的內容，由聲音進化至文字簡訊，甚至是多媒體的展現。 而無線通訊系統之中，RF(Radio Frequency)扮演了相當吃重的角色，成本的比例中，RF便佔了百分之五十之譜，因此就目前之言，好的射頻電路成了關鍵的影響性。RF電路的設計依趨勢而言，分別為Soc[System on chip]為SiP[System in package]兩大方式：所謂的SoC即是將所有RF系統的電路完全製作於晶片chip之中，其困難相當高，一般而言，很難達成；而SiP則是不把RF電路完全製作於晶片之中，而是把RF系統中的天線或濾波器等，於封裝時再行加入，如此，便把RF系統的個別元件，製成所謂的odule 無線通訊的RF系統與製程趨勢簡介： 圖(一) Block Diagram for Wireless LAN System 而圖(三)為藍芽模組示意圖，其系統的RF的部份與圖(一)、圖(二)皆同，而此示意圖中，採用的是所謂LTCC(Low Temperature co-fire Ceramic)，其特性是用多層結構的分式建立模組，現今大多的無線通訊模組，多利用此方式，使用產品積體變小、成本亦大為降低。另外在設計上亦