TD-LTE芯片:多模需求強(qiáng)烈功耗難題漸破
在做多頻的同時(shí)，如何保證2G/3G/4G的多模集成在一個(gè)芯片上，并通過(guò)全世界各個(gè)運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)證，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
當(dāng)前，TD-LTE/TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)正在如火如荼地進(jìn)行著，TD-LTE芯片廠商也在為TD-LTE/TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展積極推出相應(yīng)的解決方案。從目前的進(jìn)展情況來(lái)看，顯然，芯片廠商已經(jīng)做好了充分的準(zhǔn)備。
市場(chǎng)對(duì)多模芯片的需求非常強(qiáng)烈，并且透過(guò)各芯片廠商的籌備進(jìn)展情況來(lái)看，多模將成主流;此外，LTE經(jīng)過(guò)幾輪的測(cè)試后，已經(jīng)基本滿足需求，推出商用已經(jīng)指日可待。隨著LTE芯心解決方案的日趨成熟，在功耗和互操作上的難題將會(huì)得到有效解決。
多模將是主流方向
從設(shè)計(jì)之初到后序的擴(kuò)展和互操作，都緊緊圍繞多模進(jìn)行。
LTE終端要想在不同地區(qū)和國(guó)家間具備漫游能力，則需要支持多種通信模式和多個(gè)頻段。LTE與2G、3G有很大不同，一是其頻段相對(duì)比較分散，全世界有40多個(gè)頻段。此外，要覆蓋所有LTE頻段，在技術(shù)上也存在很大的挑戰(zhàn)。協(xié)調(diào)不同地域和國(guó)家間的頻譜資源，這需要TD-LTE乃至LTE進(jìn)行廣泛部署，LTE芯片在設(shè)計(jì)上也需要適應(yīng)不斷提升的LTE互操作需求。
透過(guò)各芯片廠商在芯片設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)上的情況來(lái)看，今后多模將成為主流方向。而且從設(shè)計(jì)之初到后序的擴(kuò)展和互操作上，都應(yīng)緊緊圍繞多模進(jìn)行。
中興通訊微電子研究院技術(shù)總監(jiān)朱曉明指出：“在終端芯片的MODEM設(shè)計(jì)上，從一開(kāi)始就以多模作為最重要的開(kāi)發(fā)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。MODEM軟硬件設(shè)計(jì)從架構(gòu)上即考慮到多模擴(kuò)展和互操作的要求。在多模軟件設(shè)計(jì)上，采用統(tǒng)一的多模軟件架構(gòu)，定義多模之間統(tǒng)一的互操作交互方式和機(jī)制，同時(shí)具有擴(kuò)展性，滿足高效性和易維護(hù)性。在多模硬件設(shè)計(jì)上，采用多模共享和多模融合的思想設(shè)計(jì)，在多模實(shí)現(xiàn)上大大優(yōu)化面積成本，同時(shí)降低功耗。在多模的市場(chǎng)策略上，采取先滿足TDD制式，然后再擴(kuò)展FDD制式的策略，在業(yè)界實(shí)現(xiàn)有一定差異性的多模競(jìng)爭(zhēng)策略。”
中興微電子推出的LTE多模芯片，支持CSFB(CS Fallback)和SR-VCC的語(yǔ)音解決方案，這也是3GPP推薦的LTE語(yǔ)音解決方案。另外，由于中興微電子LTE多模芯片靈活的設(shè)計(jì)，也可以支持LTE/TD-SCDMA+GSM雙待的解決方案，語(yǔ)音通過(guò)GSM模式解決。而展訊首顆TD-LTE芯片SC9610已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了多模單芯片，支持TD-LTE、TD-SCDMA、GSM三種通信制式。
創(chuàng)毅推出的LTE多模手機(jī)目前支持單卡雙待語(yǔ)音解決方案，即實(shí)現(xiàn)了使用一張USIM卡，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)上，話音業(yè)務(wù)承載在TD-SCDMA/GSM上。同時(shí)為支持國(guó)際及港澳臺(tái)漫游，LTE模塊實(shí)現(xiàn)TD-LTE與FDD-LTE的共模。
高通公司產(chǎn)品市場(chǎng)全球副總裁顏辰巍說(shuō)：“從OEM采用驍龍S4的數(shù)量來(lái)看，市場(chǎng)對(duì)多模LTE的產(chǎn)品的需求應(yīng)該說(shuō)是非常強(qiáng)勁的。高通的芯片基本上對(duì)2G、3G、4G的各個(gè)制式都能在同一個(gè)芯片里支持。”
在做多頻的同時(shí)，如何保證2G/3G/4G的多模集成在一個(gè)芯片上，并通過(guò)全世界各個(gè)運(yùn)營(yíng)商的認(rèn)證，這是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。
明后年可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用
現(xiàn)在，幾大芯片廠商經(jīng)過(guò)多輪TD-LTE測(cè)試，已基本進(jìn)入預(yù)商用階段。
現(xiàn)在，幾大芯片廠商經(jīng)過(guò)多輪TD-LTE測(cè)試，已基本進(jìn)入預(yù)商用階段。未來(lái)，還將支持更多的通信制式和頻段，整個(gè)芯片的設(shè)計(jì)和算法也都要根據(jù)多模的特性進(jìn)行優(yōu)化。芯片的集成度將會(huì)更高，射頻芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度和配套外圍器件的復(fù)雜度也會(huì)更高，而且還要根據(jù)實(shí)際需求定制相關(guān)的元器件。
記者通過(guò)采訪了解到，展訊目前已經(jīng)滿足TD-LTE芯片的測(cè)試要求，客戶也在基于展訊TD-LTE芯片開(kāi)發(fā)TD-LTE多模數(shù)據(jù)終端，預(yù)計(jì)明年可以滿足TD-LTE芯片的商用需求。
在TD-LTE的測(cè)試上，目前創(chuàng)毅參加兩輪測(cè)試的WarpDrive5000為試商用芯片，基于該芯片的各種類型終端，已經(jīng)提供給中國(guó)移動(dòng)做規(guī)模試驗(yàn)甚至在杭、深、廣三地進(jìn)行試商用。在今年底，將會(huì)推出WarpDrive6000正式商用，實(shí)現(xiàn)FDD和TDD共模。
高通去年推出了TDD-LTE的商用芯片，以香港推出的4G LTE服務(wù)為例，采用高通驍龍S3和S4芯片的四款手機(jī)，都是同時(shí)支持TDD和FDD的。高通現(xiàn)在的8960和9215的芯片也都是同時(shí)支持TDD-LTE和FDD-LTE的，并向下兼容到3G/2G。
“中興微電子的LTE/TD-SCDMA/GSM多模終端芯片ZX297502已經(jīng)小規(guī)模發(fā)貨，達(dá)到了商用水平。產(chǎn)品形態(tài)包括數(shù)據(jù)卡、CPU和uFi。今年年底將推出測(cè)試手機(jī)，明年中興微電子將推出LTE/TD-SCDMA/WCDMA/GSM全模終端基帶芯片，以及和AP集成的LTE單芯片智能手機(jī)解決方案，這些芯片將在2014年支持LTE終端的大規(guī)模發(fā)貨。”朱曉明告訴記者。
功耗和多模切換需下工夫
在多模的互操作方面，未來(lái)仍需要做大量的測(cè)試與驗(yàn)證工作。
多模切換是TD-LTE試商用第二階段測(cè)試和未來(lái)新的測(cè)試重點(diǎn)，是系統(tǒng)、終端、芯片解決方案進(jìn)入擴(kuò)大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)的前提條件。因?yàn)?，在TD-LTE發(fā)展初期，在TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋不是非常好的情況下，需要TD-LTE/TD-SCDMA/GSM多種模式保證用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性，因此支撐多模的系統(tǒng)設(shè)備和多模終端，以及不同廠商多模產(chǎn)品互操作的穩(wěn)定性、可靠性將關(guān)系到未來(lái)商用的用戶體驗(yàn)。此外，多模LTE智能手機(jī)一般需要配備3G芯片和LTE基帶芯片，這樣的架構(gòu)對(duì)功耗優(yōu)化帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。如何解決，也考驗(yàn)著芯片企業(yè)的能力。
目前，中興微電子推出的ZX297502支持LTE Cat-3的峰值速率，在FDD模式下能達(dá)到下行100Mbps、上行50Mbps的并發(fā)。功耗上，峰值速率下的DBB功耗也控制在400mW以內(nèi)，能夠滿足商用要求。在多模切換上，ZX297502的多模互操作能力和測(cè)試在TDD互操作上也表現(xiàn)突出。“明年我們將LTE峰值速率提升到Cat-4，下行速率增加到150Mbps，同時(shí)進(jìn)一步優(yōu)化功耗滿足手機(jī)的要求，在多模切換上進(jìn)一步支持FDD多模支撐。”朱曉明指出。
展訊市場(chǎng)經(jīng)理王舒翀指出：“展訊LTE芯片在測(cè)試中表現(xiàn)出良好的性能，在數(shù)據(jù)傳輸速率、功耗等方面都有較好的表現(xiàn)。展訊也會(huì)通過(guò)新的低功耗技術(shù)和優(yōu)化算法，加強(qiáng)與儀器儀表和系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的測(cè)試，進(jìn)一步提升芯片速率和多模切換性能，降低芯片功耗。”
創(chuàng)毅視訊則表示，目前芯片的速率、功耗、多模切換性能方面能夠滿足要求。創(chuàng)毅視訊TD-LTE多模智能手機(jī)采用的是40nm工藝WarpDrive 5000基帶芯片，支持D-LTE/TDS/GSM/GPRS/EDGE多模制式。WarpDrive 5000采用超低功耗設(shè)計(jì)，最高可實(shí)現(xiàn)150Mbps的下載速率和50Mbps的上傳速率，支持多種上下行配比及同頻、異頻測(cè)量和切換，支持CAT4速率等級(jí)。此外，WarpDrive 5000是率先支持先進(jìn)的雙流波束賦形TM8傳輸技術(shù)的基帶芯片。未來(lái)，創(chuàng)毅將進(jìn)一步降低芯片功耗，即將于年底推出的WarpDrive6000的目標(biāo)就是為手持類終端而準(zhǔn)備。
總之，目前市場(chǎng)對(duì)多模芯片的需求非常強(qiáng)烈，雖然目前多模終端還面臨射頻方面的挑戰(zhàn)，但各個(gè)廠家都逐漸形成自己的應(yīng)對(duì)之道，但在多模的互操作方面，未來(lái)仍需要做大量的測(cè)試與驗(yàn)證工作。
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