英國(guó)倫敦有數(shù)千臺(tái)由合格出租車司機(jī)駕駛的黑頭出租車。為了取得出租車牌照，這些司機(jī)必須通過(guò)考試，證明他們對(duì)每一條街道名稱、每一個(gè)轉(zhuǎn)彎、從甲地到乙地的路線都了如指掌?？荚嚽?，他們花了幾個(gè)月的時(shí)間進(jìn)行訓(xùn)練：帶著地圖、騎自行車或摩托車，不停在大街小巷中穿梭，以便熟悉所有街道路線、單行道，以及快速的快捷方式。。

這種情況跟當(dāng)今的量測(cè)產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)很像。傳統(tǒng)量測(cè)科學(xué)的目標(biāo)是提供數(shù)據(jù)（地圖），卻全然忽略過(guò)程中的體驗(yàn)與努力，因此這種方式已經(jīng)落伍了。現(xiàn)在和未來(lái)的設(shè)計(jì)與量測(cè)工具需要提供比原始量測(cè)數(shù)據(jù)還要更多的知識(shí)，并提供可繼續(xù)向下一步邁進(jìn)的工具。此外，隨著多功能產(chǎn)品的興起，組件和系統(tǒng)整合將變得愈來(lái)愈普遍，但工程師的付出與收獲可能不成正比。

以無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)為例。新的802.11ac標(biāo)準(zhǔn)即將核準(zhǔn)，未來(lái)將大幅改善家庭和小型辦公網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)速度和容量。新標(biāo)準(zhǔn)支持更寬的RF帶寬、更高的調(diào)變密度和更多空間多任務(wù)串流。過(guò)沒(méi)多久，市場(chǎng)中將充斥著數(shù)以百萬(wàn)計(jì)售價(jià)低廉的新型路由器，因此如果能省下幾毛錢的材料或零件成本，便可顯著降低制造成本并提高公司獲利能力。射頻放大器是成本最高的組件之一，現(xiàn)在它需要在更寬的帶寬中執(zhí)行線性運(yùn)作（包括分割后的80+80 MHz 非連續(xù)信道，請(qǐng)見(jiàn)圖1）。

圖一 ： 歐洲、日本及全球之IEEE 802.11ac頻譜分配

為了降低成本，廠商嘗試使用較便宜，但規(guī)格不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牧慵?，因此需在輸入端修正輸出線性誤差。聽(tīng)起來(lái)好像還好？由于放大器具有數(shù)字I/Q輸入和RF輸出，因此必須具備跨越不同領(lǐng)域的知識(shí)才能有效進(jìn)行修正！

數(shù)字預(yù)失真技術(shù)可改善功率放大器線性度，它需產(chǎn)生并量測(cè)帶寬比線性化放大器寬3到5倍的信號(hào)。此時(shí)可使用控制軟件來(lái)產(chǎn)生激發(fā)波形，然后將它下載到射頻信號(hào)產(chǎn)生器并輸入功率放大器， 接著可使用信號(hào)分析儀來(lái)擷取放大器的響應(yīng)，并且與可建立預(yù)失真矩陣的信號(hào)相比較。經(jīng)過(guò)預(yù)失真處理的信號(hào)會(huì)被輸入功率放大器并且檢查響應(yīng)。

圖2顯示建立修正矩陣所需的預(yù)失真系統(tǒng)。

圖二 ： 數(shù)位預(yù)失真系統(tǒng)

另一方面，行動(dòng)通訊業(yè)者相繼推出基于3GPP LTE標(biāo)準(zhǔn)的第四代蜂巢式網(wǎng)絡(luò)。為了改善服務(wù)質(zhì)量，特別是細(xì)胞邊緣的傳輸質(zhì)量，業(yè)者在基地臺(tái)發(fā)射器中使用一種名為波束成形（beamforming）的技術(shù)。

此技術(shù)非常適合用于采分時(shí)多任務(wù)（TDD）模式的LTE網(wǎng)絡(luò)，其中上行鏈路和下行鏈路在相同頻率下運(yùn)作。當(dāng)相同的信號(hào)從兩個(gè)或多個(gè)位于不同空間的發(fā)送點(diǎn)發(fā)送出來(lái)時(shí)，波束成形技術(shù)可發(fā)現(xiàn)干擾碼型。

藉由使用基地臺(tái)（或稱為eNB）的線性數(shù)組天線來(lái)傳送和接收信號(hào)，并且小心控制施加于每個(gè)天線組件傳送之?dāng)?shù)據(jù)符號(hào)副本的相對(duì)振幅和相位權(quán)重，便可實(shí)時(shí)修正所產(chǎn)生的波束碼型，并集中特定行動(dòng)裝置（UE）傳輸方向中的發(fā)射能量和接收靈敏度。當(dāng)其他行動(dòng)裝置正與相鄰基地臺(tái)通訊時(shí)，如此有助于減少對(duì)它們的干擾。

您必須知道細(xì)胞中的UE位置，才能選擇最佳的下行鏈路傳輸波束。eNB通常會(huì)直接量測(cè)接收到的上行鏈路參考信號(hào)，并據(jù)此預(yù)估最佳權(quán)重。您可在整體eNB接收器數(shù)組中觀察這些信號(hào)，接著可使用這些信息來(lái)計(jì)算上行鏈路到達(dá)角度（AOA），并且分解信道特性矩陣。

圖3顯示eNB1正在與目標(biāo)裝置UE1通訊，過(guò)程中eNB1使用波束成形技術(shù)進(jìn)行傳輸，以便將UE1方向的信號(hào)功率最大化。與此同時(shí)，它試圖將對(duì)UE2的干擾降到最低，因此控制了UE2方向的功率零值位置。同樣的，eNB2亦使用波束成形技術(shù)提高其UE2方向的傳輸接收度，并且將對(duì)UE1的干擾降到最低。

圖三 ： 透過(guò)波束成形技術(shù)提升細(xì)胞邊緣的傳輸效率

要如何檢查新開(kāi)發(fā)的裝置是否支持前述流程呢？ 波束成形技術(shù)的一項(xiàng)主要測(cè)試挑戰(zhàn)是需在實(shí)體RF天線數(shù)組上驗(yàn)證波束成形的信號(hào)傳輸效能，并以可視化方式呈現(xiàn)結(jié)果。這樣做的目的是為了驗(yàn)證eNB RF天線校驗(yàn)準(zhǔn)確度和基頻編碼的波束成形加權(quán)算算法的正確性。

由此可見(jiàn)，系統(tǒng)校驗(yàn)是獲得出色量測(cè)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵要素。圖4顯示典型的波束成形測(cè)試系統(tǒng)。

圖四 ： 典型的TD-LTE波束成形測(cè)試系統(tǒng)配置

如圖4所示，修正精靈會(huì)引導(dǎo)用戶完成系統(tǒng)校驗(yàn)、提示用戶將信號(hào)分析儀的信道1量測(cè)纜線，連接到位于注入點(diǎn)（以虛線表示）之雙向校驗(yàn)分路器的第一輸出埠。所有的跨信道特性量測(cè)都將參考信道1。修正精靈可對(duì)跨信道修正進(jìn)行分析，以便針對(duì)量測(cè)纜線、連接器、分路器，和衰減器固有的不匹配效應(yīng)，補(bǔ)償信號(hào)分析儀之波束成形量測(cè)結(jié)果。

從產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的角度來(lái)看，多天線波束成形傳輸技術(shù)帶來(lái)不少測(cè)試挑戰(zhàn)，比方說(shuō)工程師需驗(yàn)證基地臺(tái)基頻接收/發(fā)送算法是否正確部署，以便產(chǎn)生波束成形權(quán)重。在此情況下，工程師必須在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)兼容性測(cè)試過(guò)程中，在各種不同的運(yùn)作狀況下，同時(shí)驗(yàn)證內(nèi)建于基地臺(tái)和行動(dòng)裝置的量測(cè)功能。

所得的量測(cè)結(jié)果是否的正確，取決于工程師是否清楚認(rèn)識(shí)這個(gè)量測(cè)概念、是否充分掌握整體系統(tǒng)特性，以及是否執(zhí)行準(zhǔn)確的校驗(yàn)性能驗(yàn)證。其中牽涉到許多復(fù)雜的因素，包括在實(shí)時(shí)且不停變動(dòng)的環(huán)境中使用的RF組件、數(shù)字基頻和復(fù)雜的運(yùn)算設(shè)計(jì)組件。唯有如此，消費(fèi)者才會(huì)對(duì)新的行動(dòng)裝置感到滿意。否則，他們將立即棄而不用并轉(zhuǎn)而投向競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的懷抱。

所以，未來(lái)是不是還會(huì)有所謂的純RF工程師？答案是：沒(méi)有。很多例子顯示，工程師需要更廣泛地了解系統(tǒng)特性，在技術(shù)領(lǐng)域中這種情形屢見(jiàn)不鮮，包括航空電子、汽車和隱密通訊產(chǎn)業(yè)的工程師，都需具備跨域知識(shí)。

以前的工程師只要專精一個(gè)領(lǐng)域即可（例如運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理、邏輯分析儀、射頻等等），但是現(xiàn)在卻行不通了，因?yàn)樵S多新的設(shè)計(jì)需要用到不只一個(gè)領(lǐng)域的工程技能，而且不同領(lǐng)域的技術(shù)必須交互運(yùn)作。如何在廣大的整合系統(tǒng)中，快速?gòu)哪硞€(gè)領(lǐng)域跨越到另一個(gè)領(lǐng)域，成了21世紀(jì)的工程師亟需克服的難題。