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20170117 5G NT02P1

IHS預計美國在5G相關服務花費將高達每年2,000萬美元 (來源:IHS)

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近年來隨著物聯網的蓬勃發展,各式各樣的電子裝置應運而生,並標榜著智慧化的功能,可以無線傳輸資料,亦可以作超強的功能運算,但卻也都面臨了電力持續供應的問題,因此,打造物聯網環境的無線充電技術,實為健全物聯網產業發展不可忽視之一環。
 

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Over the past few years, wires have been cut for everything from internet connections to earphones – but still, almost every device needs to be plugged in at least once a day to charge. That may be about to change.

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圖1 Li-Fi概念實現室內與街道照明通訊傳輸系統。

Li-Fi技術解決訊號干擾與資料安全問題,可大舉應用於室內與室外空間的網路通訊,包含家庭、辦公室、車間通訊、手機或醫療通訊等應用,同時,Li-Fi亦可整合傳統無線射頻技術與高速光纖網路,打造更高效能網路連結環境。

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國立中山大學翁金輅教授及溫朝凱教授研發團隊領先全球成功開發可應用於5G手機的8天線及12天線設計,並透過MIMO(多輸入多輸出Multi-Input Multi-Output)量測系統進行實測,於12 x 8 MIMO操作下,傳輸速度於20MHz頻寬達到940 Mbps,其頻譜效率為目前4G手機的5倍以上,成功加速5G進程,可望確立手機多天線應用的可行性,加速手機開發製程並降低開發成本。

國立中山大學電機系教授翁金輅研發手機多天線設計,成功研發全球唯一手機8天線及12天線實用設計,翁金輅教授說明,手機天線主要功能為接受訊號,在相同外部訊號流量下,8天線設計等於開了八道閘門供訊號傳輸,而12天線設計等於開了十二道閘門供訊號傳輸,以下載一部900MB的電影為例,12天線手機在使用20 MHz頻寬下僅需不到1秒即可下載完成。

天線設計從傳統外露式到隱藏式,隨智慧型手機發展,天線設計挑戰難度日漸加高,目前手機保留2G、3G、4G功能,天線亦並存於手機中,翁金輅教授天線團隊將5G天線設計於手機螢幕側邊與邊框的狹窄區塊,有效利用機體空間,適用於大螢幕手機,並可兼顧外觀美感設計。傳統理論認為,兩個天線需間距0.5波長,才能明顯降低干擾,天線研發團隊打破理論,成功將兩個天線之最小間距壓縮在0.05波長內,未來可實際應用於智慧型手機內部。

傳統單天線設計訊號為單輸入單輸出系統(Single-Input Single-Output,SISO),運算較為簡單,多天線設計另一難度為運算複雜度,需要在訊號相互混雜的情況下,重新排列出正確訊號。中山大學通訊所溫朝凱教授進行MIMO量測系統建構,透過自行開發的軟體接收機,可直接處理來自LTE 12x8、8x8、8x4、4x4 MIMO下行鏈路的訊號,即時分析訊雜比、通道容量、吞吐量、錯誤率等系統效能,在訊號效能與處理速度中取得最佳平衡。

傳統手機開發流程耗時一至兩年,最後階段才導入天線設計,這樣的流程,將可能造成手機生產時程延長甚至完全失敗。中山大學翁金輅教授在研發手機多天線的同時,聯合中山大學通訊所溫朝凱教授進行MIMO量測系統建構,與量測儀器廠商台灣羅德史瓦茲成功展示手機多天線MIMO量測平台,也是目前唯一手機8天線及12天線在5G MIMO實務驗証上捷足先登的先例。未來透過此MIMO量測系統,可即時獲得重要的系統效能指標,在手機開發初期進行天線適用評估,降低開發風險;而在手機開發階段,也可透過實測提供設計建議,加速開發投資。

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國立台灣大學光電所暨電機系宣佈聯手交通大學光電系,共同開發專為資料中心傳輸光源使用的少模態與單模態高速垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)元件,相關產業產值上看十億美金。

在光通訊業界最新技術發展藍圖中,VCSEL已被納入乙太網路的正式規範(IEEE 802.3bs),將成為未來短距傳輸(資料中心、超級電腦)的主要光源。不但具有低功耗、高效率及高速等特性,市場需求量急速上升中,而且能顯著帶動網路事業的效率及功能。

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是德科技(Keysight Technologies)日前與美國加州大學聖地亞哥分校(UCSD)共同宣佈全球最長的60GHz雙向相位陣列鏈路成功通過驗證。

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根據美國運輸部(DOT)的規劃,5年後所有新車都將強制配備防止撞車的車聯網(vehicle-to-vehicle,V2V)裝置。官員表示,車聯網的目標是為了要給行駛於兩線道的駕駛在超越卡車等危險情境前預警、預估將能避免或減輕80%的非駕駛責失撞車意外。

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藍牙5的重大更新包括:傳輸距離更遠、速度更快、廣播訊息負載量更大。此外更提升了互通性,使其能與其他無線技術並存。藍牙5進一步提升了物聯網體驗,讓各式各樣連網裝置輕鬆無障礙互動。

此次新標準的重點功能升級包括:四倍的傳輸距離、兩倍的傳輸速度、八倍的廣播訊息負載量。其更長的距離將涵蓋整戶家庭或整棟建築,提供更穩定、可靠的連線。而更高的速度將帶來反應更靈敏、效能更高的裝置。更大的廣播訊息負載量則將帶來更優質、更符合情境的解決方案。

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Bluetooth SIG打從去(2015)年11月就已經發新聞稿預告,預告今(2016)年將提出物理性表現大幅提升的新版標準,然而一直到COMPUTEX展的6月,新版標準依然未推出,但在展後的6月中旬終於宣布,新版標準將正命為Bluetooth 5,並預計在今年底、明(2017)年初正式推行。

去年11月就已預告新版是針對物聯網(IoT)應用而訂立,傳輸距離延伸4倍,並在室內、戶外都有更好的連線品質;傳輸速率上也將倍增,此主要用於醫療裝置,期望加快反應時間與減少延遲;然後加入Mesh網路通訊能力,主要期望通訊能覆蓋整棟建築,並提高藍牙在家庭自動化、產業自動化的應用。

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2008年,特斯拉第一輛Roadster下線,距今已有8年時光,此後又推出了大受用戶追捧的Model S和Model X兩款車型。這些年,特斯拉在輔助駕駛及無人駕駛領域的努力有目共睹,而且率先將該技術應用到在售車型中。

不可避免,期間也暴露了很多技術不成熟的問題,還引發了多起交通事故。特別是今年7月的那次自動駕駛致死事故,引發了業界震動。

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2016年11月21日 ,高度集成電源管理、AC/DC電源轉換、固態照明(SSL)和藍牙低功耗(BLE)技術供應商Dialog半導體公司(德國證券交易所交易代碼:DLG)今天宣布,對Energous公司(納斯達克證券交易所交易代碼:WATT)進行戰略投資。Energous公司開發了革命性的無線充電技術WattUp®,可在一定距離內提供無線供電。Dialog公司決定向Energous公司投資1000萬美元,並成為WattUp集成電路的獨家元件供應商,同時Energous將能夠利用Dialog廣泛的銷售和分銷渠道網絡,加速市場採納。

與傳統的有線充電技術相比,Energous的WattUp技術提供了獨一無二且更豐富的無線充電體驗。通過射頻技術安全地將電能進行無線傳輸,WattUp能夠以類似無線路由器的方式傳輸智能、可擴展的電能。不同於電磁感應式或諧振無線充電系統,WattUp可在一定半徑範圍內對多個設備以各種角度進行無線充電,從而改變消費者和工業界為家居、辦公場所、汽車以及更多場景內的電子設備充電和供電的方式。

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Li-Fi is a visible light, infra red communication technology, i.e., it belongs to Optical Wireless Communication. Line of Sight applications can use Li-Fi, and also Li-Fi has very less interference problem from other Li-Fi devices, because it can not overlap.

WiFi: Only one access point or wireless router is enough for whole home for connectivity, because it can reach devices which are not in line of sight.

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目前有兩個應用領域引起市場越來越濃厚的興趣——安全的頻外(OoB)配對,以及基於BLE物聯網(IoT)系統概念的近場應用。本文將針對這兩個領域進行探討,同時思考如何利用最新的半導體技術和支援工具簡化這兩個領域應用的建置。

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20161114 Keysight TA31P1

表1:即使是基本量測,也會因802.11ax所採用的全新技術而產生許多測試挑戰

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無人車市場可望大幅攀升。車聯網技術為實現無人車不可或缺的關鍵要素,因而吸引各大設備商、晶片商與營運商紛紛揮軍押寶無人車市場,透過一連串的實地測試與產品開發,預計為無人車產業創造另一波成長高峰。
隨著網路服務業者Google、百度、Uber與5G設備大廠三星(Samsung)、華為(Huawei)、諾基亞(Nokia)等,紛紛跨界投入無人車的關鍵軟硬體產品研發,讓無人車再度成為汽車產業的熱門話題,而無人車的關鍵軟硬體搭配5G網路低延遲與高可靠性,可望提升自駕車的安全性與商用普及的可能性。

各廠競相部署 無人車發展前途似錦

自從Google於2014年發表Google X自動駕駛車(以下簡稱無人車)原型車後,隨之2015年中國百度也正式向外宣布,投入資源開發無人車,而後Uber於2016年聯手福特(Ford)汽車,在美國賓夕法尼亞州匹茨堡道路上進行實地測試,在新興業者紛紛跨界投入無人車開發與測試之際,傳統汽車業者如通用汽車(GM)、寶馬(BMW)、奧迪(Audi)、豐田(Toyota)以及電動汽車大廠特斯拉(Tesla),為了穩固汽車市場既有地位,近年來也加速布局無人車關鍵技術研發,如先進駕駛輔助系統(ADAS)與雲端運算技術。

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2017年AirFuel Alliance支持的磁共振(MR)技術導入智慧型手機可望大幅成長。雖然市面上已有一些智慧型手機搭載無線充電技術,但這些手機大多搭載的是基於磁感應(MI)技術的Qi標準。隨著技術不停演進,磁共振已克服諸多技術瓶頸,相關業者預期,明年基於磁共振的無線充電將大舉滲透智慧型手機市場。
興澄副總經理陳萱如認為,AirFuel Alliance無線充電技術已日趨成熟。現階段智慧型手機已無太多額外功能可以增加,故導入無線充電技術,勢必將為新一代手機帶來新的話題,吸引消費者目光。此外,有鑑於許多手機製造商紛紛朝取消手機插孔的趨勢邁進,因此導入無線充電將可呼應此一趨勢。

興澄業務經理崔以柏表示,該公司非常看好磁共振技未來的發展潛力。相較於磁感應技術,磁共振具備隔空充電、快充與一對多充電功能,同時亦可支援平板筆電充電的優勢,大大增加便利性與實用度。

崔以柏透露,該公司雖為新創公司,但公司成員來自於台達電子、緯創與華碩等不同領域的廠商,具備射頻(RF)及功率(Power)相關的技術跟經驗,且在無線充電領域耕耘了2∼3年之久,故於2016年年中已成功開發出通過AirFuel Alliance無線充電認證及FCC/CE認證的16W發射器與5W磁共振接收器,再者,應用於手機市場的接收器模組,亦可適用於採用金屬背蓋的手機。

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國家儀器(NI)發表了全新802.11ad(WiGig)測試解決方案的技術預覽。NI在此隆重介紹毫米波測試領域的全新功能,並透過毫米波儀器的技術示範802.11ad無線電的參數測試。

全新802.11ad測試解決方案所用的NI寬頻毫米波收發器技術,同時也是汽車與無線基礎架構研究人員用於製作雷達與5G系統原型的技術。此解決方案提供了以55~68GHz頻率運作的向量訊號產生器與向量訊號分析器,兩者的瞬時頻寬皆超過2GHz。802.11ad測試所用的這項新技術使得NI無線測試的產品組合更為完整,其他產品還包含測試802.11a/b/h/j/n/p/ac/ax、藍牙、UMTS、LTE/LTE-A、FM/RDS、GNSS等技術的既有解決方案。

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安森美半導體最近收購了Fairchild半導體,為客戶帶來50年的汽車行業經驗,是全球第二大非微控制器的汽車半導體供應商,提供包括用於自動駕駛和汽車功能電子化的全面方案。在汽車快速向智能化邁進的進程中,傳感器尤為關鍵。在這一趨勢下,安森美半導體推出世界上首款無源、無需額外單片機控制的智能傳感器,基於RFID協議,單芯片集成能量收發功能,可檢測溫度、濕度、壓力和距離,開創傳感器應用的新格局。

智能無源傳感器的功能模塊及工作原理

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