具備跨領域知識成工程師標配

英國倫敦有數千臺由合格出租車司機駕駛的黑頭出租車。為了取得出租車牌照，這些司機必須通過考試，證明他們對每一條街道名稱、每一個轉彎、從甲地到乙地的路線都了如指掌。考試前，他們花了幾個月的時間進行訓練：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。。

這種情況跟當今的量測產業趨勢很像。傳統量測科學的目標是提供數據（地圖），卻全然忽略過程中的體驗與努力，因此這種方式已經落伍了。現在和未來的設計與量測工具需要提供比原始量測數據還要更多的知識，并提供可繼續向下一步邁進的工具。此外，隨著多功能產品的興起，組件和系統整合將變得愈來愈普遍，但工程師的付出與收獲可能不成正比。

以無線局域網絡為例。新的802.11ac標準即將核準，未來將大幅改善家庭和小型辦公網絡的網絡速度和容量。新標準支持更寬的RF帶寬、更高的調變密度和更多空間多任務串流。過沒多久，市場中將充斥著數以百萬計售價低廉的新型路由器，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，現在它需要在更寬的帶寬中執行線性運作（包括分割后的80+80 MHz 非連續信道，請見圖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，但規格不夠嚴謹的零件，因此需在輸入端修正輸出線性誤差。聽起來好像還好？由于放大器具有數字I/Q輸入和RF輸出，因此必須具備跨越不同領域的知識才能有效進行修正！

數字預失真技術可改善功率放大器線性度，它需產生并量測帶寬比線性化放大器寬3到5倍的信號。此時可使用控制軟件來產生激發波形，然后將它下載到射頻信號產生器并輸入功率放大器， 接著可使用信號分析儀來擷取放大器的響應，并且與可建立預失真矩陣的信號相比較。經過預失真處理的信號會被輸入功率放大器并且檢查響應。

圖2顯示建立修正矩陣所需的預失真系統。

圖二 ： 數位預失真系統

另一方面，行動通訊業者相繼推出基于3GPP LTE標準的第四代蜂巢式網絡。為了改善服務質量，特別是細胞邊緣的傳輸質量，業者在基地臺發射器中使用一種名為波束成形（beamforming）的技術。

此技術非常適合用于采分時多任務（TDD）模式的LTE網絡，其中上行鏈路和下行鏈路在相同頻率下運作。當相同的信號從兩個或多個位于不同空間的發送點發送出來時，波束成形技術可發現干擾碼型。

藉由使用基地臺（或稱為eNB）的線性數組天線來傳送和接收信號，并且小心控制施加于每個天線組件傳送之數據符號副本的相對振幅和相位權重，便可實時修正所產生的波束碼型，并集中特定行動裝置（UE）傳輸方向中的發射能量和接收靈敏度。當其他行動裝置正與相鄰基地臺通訊時，如此有助于減少對它們的干擾。

您必須知道細胞中的UE位置，才能選擇最佳的下行鏈路傳輸波束。eNB通常會直接量測接收到的上行鏈路參考信號，并據此預估最佳權重。您可在整體eNB接收器數組中觀察這些信號，接著可使用這些信息來計算上行鏈路到達角度（AOA），并且分解信道特性矩陣。

圖3顯示eNB1正在與目標裝置UE1通訊，過程中eNB1使用波束成形技術進行傳輸，以便將UE1方向的信號功率最大化。與此同時，它試圖將對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提高其UE2方向的傳輸接收度，并且將對UE1的干擾降到最低。