為因應行動裝置及M2M嵌入系統的高頻寬需求，3G技術吸引前所未有的目光，但受限於3G標準分歧及硬體相容性的影響，仍有諸多問題待解，對此硬體廠商須提出足以相容各區3G標準與簡化開發時程的解決方案，才能加速推展3G在全球各地的涵蓋範圍。
全球許多地區都正積極地從第二代行動通訊(2G)朝第三代行動通訊(3G)網路移轉，特別是在美國、日本、韓國和澳洲等國家，幾乎每天都可以看到電信服務供應商通知全球行動通訊系統(GSM)客戶轉向3G服務的相關新聞報導。例如為百分之五十以上的日本使用者提供行動通訊服務的NTT DoCoMo已經宣布，將於2012年底前終止2G服務。在南韓，前兩大電信業者SKTelecom(SKT)和Korea Telecom Freetel(KTF)也已宣布計畫終止2G網路。
此外，美國的第二大行動服務供應商AT&T於2012年3月通知所有位於紐約和達拉斯地區的客戶轉換至3G服務，以避免受到因逐漸終止2G網路服務導致的GSM服務品質下降。同時，AT&T也正大筆投資，擴展全美的3G網路建置。
而在澳洲，第三大行動電信業者Vodafone Hutchinson也宣布將逐漸淘汰2G服務，朝3G移轉。澳洲最大的電信業者Telstra則正積極鼓勵客戶從2G移轉至3G服務。
這些只是近來新聞報導的幾個例子，顯示出主要的電信業者都將逐漸終止GSM服務/通用封包無線服務(GPRS)。其動機非常清楚：為滿足最新一代智慧型手機和平板電腦帶來的多樣化內容服務和串流視訊功能，使用者對無線資料傳輸的需求正不斷成長，這都需要大量的新增頻寬。因此，語音2G技術所占據的頻譜必須釋出以供3G服務使用。
這與撥接網際網路服務被非對稱式數位用戶迴路(ADSL)取代的情況非常類似，因為ADSL能提供較舊式電話數據機快三百倍的傳輸速率。的確，家用ADSL和有線網際網路服務已經是消費者期望的基準。這樣的期望已延伸至行動上網用戶，他們不在乎服務品質如何達到，只希望不管是連接到家中的Wi-Fi網路或是旅行時用手機上網，都能達到相同的品質與速度。
標準分歧影響M2M應用
從2G移轉到3G(亦稱為W-CDMA或UMTS/HSPA)影響的不僅是行動電話和網際網路使用者。隨著服務朝3G移轉，不管是否需要高傳輸速度，機器對機器(M2M)應用也必須因應新的標準發展。
在為嵌入式M2M應用選擇3G無線數據機時，必須考量幾個重點。主要的問題是，GSM基本上是僅在全球四個頻段上執行的統一標準。但對通用行動通訊系統(UMTS)/高速封包存取(HSPA)服務來說，全球各地不同的標準組織都已為3G服務配置更多的頻段。結果當然是能在一個地區運作良好的3G數據機，在別的地區可能完全不能作用。
在這個全球運輸和製造供應鏈橫跨數個地區、國家或甚至幾個洲際的時代，這樣的頻譜配置可能會對M2M應用帶來嚴重的限制。舉例來說，貨物和貨櫃追蹤系統在國外的碼頭或倉庫中會無法運作。車輛緊急呼叫系統必須根據車輛所使用的地區予以客製化設計；遠端工作者的監控，例如從事緊急服務的員工或油管工人，都可能僅在某些地區適用，其他地方則不行；用來監控老人或其他安養收容病人的裝置，必須特別設計才能在全球不同地區使用；此外，跨越全球不同地區的資產或供應鏈監控安全系統需要額外的設計和物流工作。
這些情況都是UMTS/HSPA頻段在各地都不相同所造成的結果，UMTS/HSPA網路在全球各地採用數個主要頻段，這使得多地區使用的無線終端裝置得面臨更高的設計難度和物流複雜度。
一般來說，不同UMTS頻段在全球部署的情況如下：頻段1(W-CDMA 2,100)，包括歐洲、印度、非洲、以色列、亞洲、澳洲、紐西蘭、泰國和巴西；頻段2(W-CDMA 1,900)，範圍涵蓋北美和南美洲；頻段4(W-CDMA 1,700)，在美國和加拿大；頻段5(W-CDMA 850)，採用地區為澳洲、香港、泰國、紐西蘭、巴西、加拿大、美國、南美洲、以色列、部分亞洲和波蘭；頻段6(W-CDMA 800)，使用國家是日本；頻段8(W-CDMA 900)，使用範圍包括歐洲、亞洲、澳洲、紐西蘭、多明尼加、委內瑞拉、波蘭。
請注意，取決於電信服務供應商及所支援的服務，同一國家通常會使用一個以上的頻段。
各式因應方案浮現檯面
 |
| 圖1 LISA-U2 W-CDMA數據機系列 |
為解決M2M應用面臨的問題，各家廠商莫不推出各種因應的解決方案，例如u-blox推出LISA-U2模組系列(圖1)。這是以表面黏著技術(SMT)封裝供貨的通用UMTS表面黏著無線數據機，可支援全球部署的UMTS頻段，讓設備製造商能以單一數據機和軟/硬體設計為基礎，開發出全球通用的無線終端裝置。
表1總結了LISA-U2模組的特性，包括多重標準支援、語音和數據功能、歐洲eCall和俄羅斯ERA-GLONASS緊急呼叫系統的同步數據機(In-band Modem)、支援車載資通訊(Telematics)應用的輔助全球衛星定位系統(AGPS)加速定位技術，以及最高21.1Mbit/s的下載速度，如增強版高速封包存取(HSPA+)技術，可供視訊等超高速應用所使用。
由於M2M應用常須依賴全球定位功能，以提供位置、路線，以及速度與加速訊息，LISA-U2數據機可提供連接至多個GNSS(全球導航衛星系統，GPS也是其中之一)系統的簡單標準介面。
LISA-U2模組和u-blox GNSS接收器間的介面，不管是GPS、GLONASS、Galileo或QZSS，都已被簡化至單純的兩線I2C匯流排。這意味著，僅須輕鬆地替換GNSS接收器，就能開發出支援不同衛星定位標準的終端裝置，而毋須重新變更布線或軟體。
兼容多種無線標準
全球行動通訊主要包括GSM(此標準仍會再使用數年)、UMTS和分碼多重存取(CDMA)三個網路協定。通常，一個地理區域會支援不同電信業者提供多種標準。對設備製造商來說，若能推出僅須透過更換數據機模組和升級韌體就能快速適應不同協定的單一硬體設計，將會非常有利。
 |
| 圖2 LISA-U2和LEON無線模組提供3G/2G相容性 |
例如，以單一印刷電路板(PCB)設計因應GSM、UMTS和CDMA網路，以維持跨不同區域需求的相容性。採用一致的外型尺寸做法，可確保下一代SMT元件都能保持與前一代產品的布線相容性，讓裝置製造商能以最少的硬體和PCB變更輕鬆升級設計。此外，與新一代產品間的韌體相容性(圖2)，也能確保設計人員不會因為每次開發新產品就會造成過去多年的軟體開發時間形同白費。
獲取認證確保品質
在今天的全球化市場中，嵌入式無線連接裝置製造商也須要鎖定多重市場，這使得認證成為一項複雜和耗時的過程。因此，預先認證過的無線模組將是最具吸引力的解決方案。
由於已在模組層級取得認證，終端裝置的認證就能大幅簡化，並可省略許多步驟。未能通過最終認證的風險也能被降至最低，因為模組可能發生的設計缺陷都已事先排除。
採現成開發環境 降低開發成本
不管是硬體設計、軟體開發和複雜的車載資通訊系統的除錯，都須耗費大量的時間與研發投資。因此在選用3G數據機時，通常建議採用供應商提供的開發環境，以便能立刻節省數人年的工程成本，以及數個月的開發時間。
舉例來說，為使嵌入式UMTS/HSPA設計能順利執行，u-blox提供LISA-U2系列樣品與評估套件EVK-U23，可提供簡易、靈活和立即可用的環境，以作為評估LISA-U2模組系列，以及無線/GPS車載資通訊應用的設計和測試之用，並具備開發、測試和追蹤的USB和RS232介面。
(本文作者依序為u-blox通訊經理和產品經理)