在技術不斷演進下，無限通訊技術的發(fā)展腳步逐漸從已臻成熟的3G邁向4G通訊技術，目前國際電信聯(lián)盟（ITU）認可的4G技術包括WiMAX、LTE、與TD-LTE。4G除了需與現(xiàn)有網(wǎng)絡兼容外，同時要有更高的數(shù)據(jù)吞吐量、更低時延、更低的建設和運行維護成本。

此外，由于通訊終端能做更多的事情，例如除語音通訊之外的多媒體通訊、遠端控制等，它也提供異業(yè)結盟的更多可能性，多家廠商看好其發(fā)展前景。

本報導由零組件雜志獨家專訪美國國家半導體亞太區(qū)市場經理林偉山，內容將探討從2G到4G的手機技術演進與設計需求。

從2G到3G/4G，其技術層面最大的差異為何？

林偉山：從消費者需求的角度看，4G能為用戶提供更快的速度并滿足其更多的需求。行動通訊之所以從類比到數(shù)位、從2G到4G以及將來的演進，最根本的推動力是用戶需求由無線語音服務向無線多媒體服務轉變，他們要求更快速的傳輸速度、更穩(wěn)定的質量與更高質量的影音服務。在此潮流下，對便攜式設備的設計人員也帶來了更多挑戰(zhàn)，如何提供更全面的電源管理、提升系統(tǒng)效率與穩(wěn)定及消費者增進影音體驗就成為重要的課題。

整體來看，3G/4G技術發(fā)展為用戶帶來更快速的數(shù)據(jù)傳輸、更優(yōu)質的使用經驗，但也必須克服相關的技術挑戰(zhàn)，才能為無限通訊技術發(fā)展開創(chuàng)更美好的康莊大道。

分析3G/4G傳輸技術目前的發(fā)展，您認為現(xiàn)階段面臨的主要問題有哪些?

林偉山：手機功能日趨增加，電源管理成為重要挑戰(zhàn)。隨著3G技術的快速發(fā)展，3G智能型手機的市場需求量越來越大。與2G或2.5G手機相比，3G手機通常需要具備更多的多媒體以及商務處理功能。在手機功能不斷增加、而且要保持產品外型輕巧的趨勢下，就增加了對電池的負擔，這是目前面臨的一大挑戰(zhàn)。

對電源管理芯片來說，在更小的空間里增加更多的電源輸出能力，并且使效率得到最佳化，這些都是需要不斷面對的挑戰(zhàn)。

除此之外，消費者都希望手機有強勁的接收能力，在任何環(huán)境都能確保接收的訊號清晰、不間斷，而且需要有卓越的音頻表現(xiàn)，如噪聲抑制能力，能確保即使身處在機場、戶外地方、酒吧等等喧嘩的環(huán)境，都能讓通話的雙方能保持通訊依然清晰。

愈來愈多行動電話用戶使用頻寬需求很大的應用，如網(wǎng)頁瀏覽、音樂下載和串流視訊，對于此發(fā)展有哪些可能衍生的技術需要克服？

林偉山：視覺體驗的增加如網(wǎng)頁瀏覽、音樂下載和串流視訊等，增加便攜式電子產品的要求，同時消費者正在要求全面的降低功耗設計，以獲得更長待機時間。

提高便攜式電子產品效率的其中一個有效方法是采用D類放大器。由于動圈式揚聲器的體積較大，使音頻系統(tǒng)無法進一步縮小。若采用最新推出的陶瓷揚聲器，便可設計外型更纖薄、效率更高的便攜式電子產品。雖然陶瓷揚聲器需要較高的供電電壓，但耗用的電流則更少，因此陶瓷揚聲器比傳統(tǒng)的動圈式揚聲器驅動器更具優(yōu)勢。

在手機上使用陶瓷揚聲器與動圈式揚聲器有何不同？

林偉山：陶瓷揚聲器與動圈式揚聲器大不相同。陶瓷揚聲器屬于電容負載，而非電阻負載，雖然所需的供電電壓遠比動圈式揚聲器高，但耗用的電流則更少。至于方案大小的問題，傳統(tǒng)的動圈式揚聲器厚達4mm或以上，但陶瓷揚聲器的厚度則不超過1.5mm，重約一克。

陶瓷揚聲器的工作原理較為特別。每當有電壓加在陶瓷揚聲器的兩端時，揚聲器內的壓電膜便會變形及振動，振幅與輸入訊號成正比，而不斷振動的壓電膜拍打四周的空氣，進而產生聲音。揚聲器的電壓越高，壓電膜的振幅便越大，由此而產生的聲壓也就越大，換言之，音量便越大。

不同的便攜式電子產品(如手機、筆記型計算機)之間設計存在一定的差異，請簡述不同產品在無線傳輸?shù)脑O計上會有什么樣的差別需求？

林偉山：其中一個分別，是所采用的音頻系統(tǒng)及電源供應在設計上各有不同。行動電話外型小巧纖薄，因此麥克風及揚聲器往往非?？拷漕l天線，對于設計音頻系統(tǒng)的工程師來說，這是技術上的極大挑戰(zhàn)。但美國國家半導體的技術及音頻子系統(tǒng)可以幫助工程師解決這些設計問題。

至于筆記型計算機及體積較大的便攜式電子設備，雖然這類產品有較大的空間容納更多電子零件，但欣賞高畫質視訊時必須有媲美現(xiàn)場的音響效果才過癮，因此一般來說揚聲器之間都會盡量保持一段較大的距離，以加強立體聲效果。對于這類應用來說，只產生極少電磁干擾的D類放大器最適用。此外，為了提高效率以符合更嚴格的環(huán)保要求，這類放大器可與動圈式揚聲器或陶瓷揚聲器搭配一起使用。

請分析未來的高速傳輸技術(如WiMAX、LTE等)的發(fā)展趨勢，及貴公司未來對此的產品路線規(guī)劃?

林偉山：預計未來一代的便攜式電子產品都可支援多種模式及多種標準，甚至成為業(yè)界的新標準。此外，電池是否耐用、外型是否輕巧也是影響消費者購買決定的關鍵因素，因此如何降低射頻系統(tǒng)的功耗仍然是個極大的挑戰(zhàn)。與此同時，顯示器是否有較高的分析度，音響系統(tǒng)采用的人機界面以及觸控界面是否先進，都是值得關注的問題。美國國家半導體將會繼續(xù)提供各種解決方案，解決客戶的技術問題，讓廣大的用戶可以體驗新產品為他們提供的種種方便及樂趣。