摘要： 隨著全球LTE商用網(wǎng)絡(luò)的覆蓋逐漸完善，各大運營商對于LTE終端(手機、平板、數(shù)據(jù)卡)的普及需求越來越緊迫。在今年年初的全球移動通信大會上(MWC)，包括高通、博通、英偉達、意法·愛立信等全球手機芯片大廠紛紛推出了相關(guān)的LTE產(chǎn)品，可以說LTE終端的爆發(fā)已經(jīng)不遠了。而在中國智能機市場與高通抗衡的聯(lián)發(fā)科、展訊也正積極布局，下半年新產(chǎn)品重點將以整合TD-LTE與FDD-LTE的多模LTE產(chǎn)品為主，預(yù)定年底上市。
關(guān)鍵字： 高通芯片組，處理器，調(diào)制解調(diào)器
隨著全球LTE商用網(wǎng)絡(luò)的覆蓋逐漸完善，各大運營商對于LTE終端(手機、平板、數(shù)據(jù)卡)的普及需求越來越緊迫。在今年年初的全球移動通信大會上(MWC)，包括高通、博通、英偉達、意法·愛立信等全球手機芯片大廠紛紛推出了相關(guān)的LTE產(chǎn)品，可以說LTE終端的爆發(fā)已經(jīng)不遠了。而在中國智能機市場與高通抗衡的聯(lián)發(fā)科、展訊也正積極布局，下半年新產(chǎn)品重點將以整合TD-LTE與FDD-LTE的多模LTE產(chǎn)品為主，預(yù)定年底上市。
各大芯片廠商搶跑LTE
作為LTE領(lǐng)域的先行者，高通一直在技術(shù)演進、芯片產(chǎn)品陣容和商用化進程方面保持業(yè)界領(lǐng)先地位。據(jù)高通官方介紹，2012年全球共出貨4，700萬部LTE FDD調(diào)制解調(diào)器，高通的市場份額占據(jù)86%。此外，中國移動在MWC上發(fā)布8款LTE終端，大部分采用高通芯片組。TDD方面，高通與中移動配合默契，在入圍中國移動LTE TDD預(yù)商用試驗的35款終端中，有15款采用高通芯片組。
同樣作為搶先布局LTE領(lǐng)域的美滿電子科技(Marvell)，目前已經(jīng)擁有TDD、FDD、WCDMA、TD-SCDMA、EGPRS全球制式的LTE解決方案。Marvell的全球式，其產(chǎn)品在中國、日本、印度、俄羅斯等世界多個地區(qū)也能得到很好的應(yīng)用。同時，Marvell LTE調(diào)制解調(diào)器也已在美國AT&T的實驗室進行測試。張路博士表示，Marvell PXA1802已經(jīng)可以支持五模十頻，而之后推出的產(chǎn)品也都可以支持，這是一個趨勢。他表示Marvell將會在今明兩年推出更多的低端、中端、高端的LTE多模單芯片終端解決方案平臺，支持LTE演進版，即下一代LTE(Release10)技術(shù)。
在MWC上，意法·愛立信發(fā)布了首個單射頻方案實現(xiàn)載波聚合的極速LTE Advanced Modem平臺Thor M7450，以及采用了FD-SOI技術(shù)的3GHz NovaThor L8580處理器。與市面現(xiàn)有產(chǎn)品對比，意法·愛立信的纖薄型調(diào)制解調(diào)器大幅增加了LTE波段數(shù)量，將助力LTE Advanced(包括載波聚合)技術(shù)進入移動終端主流市場。意法·愛立信中國區(qū)總裁張代君表示，此前意法·愛立信今年將向中國市場推出四款新產(chǎn)品。TD-LTE也在研發(fā)中，支持TD-LTE、LTE FDD、WCDMA、TD-SCDMA以及GSM模式，產(chǎn)品預(yù)計于今年8月份推出。
除了歐美廠商在LTE領(lǐng)域發(fā)力，國產(chǎn)芯片廠商也不遑多讓。展訊已深耕LTE領(lǐng)域三年，目前該公司正開展第二代LTE解決方案，預(yù)計四季度可見基于28nm的LTE芯片。它將涵蓋五種制式基帶，如TDD-LTE，F(xiàn)DD-LTE，WCDMA，TD-SCDMA and EDGE。另一家布局較早的公司為聯(lián)芯科技，從一開始就致力于LTE多模多頻的產(chǎn)品開發(fā)。
2011年，聯(lián)芯推出首款TD-LTE/TD-SCDMA雙模基帶芯片，參與到中移動規(guī)模技術(shù)試驗。2012年，聯(lián)芯推出業(yè)內(nèi)首顆支持祖沖之算法的四模十一頻LTE芯片LC1761，最近，在中國移動杭州外場測試中，該顆芯片實測下載峰值速率達到82Mbps，平均速率73Mbps。據(jù)聯(lián)芯科技副總裁劉積堂介紹，基于LC1761的手持類終端預(yù)計將于今年5月推出。同時，聯(lián)芯還將積極布局全模終端芯片。
多模多頻成LTE平臺選擇重點
面對如此多種類的LTE芯片平臺，終端廠商應(yīng)該如何選擇?
據(jù)了解，目前全球共有40種不同的射頻頻段，業(yè)界的共識是，頻段不統(tǒng)一是當(dāng)今全球LTE終端設(shè)計的最大障礙。GSA最近證實，1800MHz(頻段3)是LTE商用網(wǎng)絡(luò)中使用最為廣泛的頻段，排在其后的是2600MHz(頻段7)和800MHz(頻段20)。目前支持2600MHz的有280款終端，支持1800MHz的有233款終端，支持800MHz的有207款終端。
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劉積堂認為，終端廠商首先應(yīng)該根據(jù)自身的定位以及針對市場來制定產(chǎn)品計劃，同時要對運營商的需求有一定的了解。LTE終端芯片需要支持LTE-FDD、TDD-LTE、WCDMA/HSPA+/DC-HSPA+、TD-SCDMA/HSPA+、CDMA2000、GSM/GPRS/EDGE多種移動通信制式，支持通信頻段也從FDD Band1-25，TDD Band 33-44，數(shù)量繁多，支持頻率從700Mhz到3.5Ghz跨度巨大。
為應(yīng)對中國移動等運營商“多模多頻”的需求，高通在MWC期間推出RF360前端解決方案，針對解決蜂窩網(wǎng)絡(luò)射頻頻段不統(tǒng)一的問題，首次實現(xiàn)了單個移動終端支持全球所有4G LTE制式和頻段的設(shè)計。該方案包含一系列芯片組，在緩解“頻段復(fù)雜”這一問題的同時，能夠提高射頻的性能，幫助OEM廠商更容易地開發(fā)支持所有七種網(wǎng)絡(luò)制式(LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA和GSM/EDGE)的多頻多模移動終端。此外，RF360解決方案在無縫運行、降低功耗和提高射頻性能的同時，縮小射頻前端尺寸，使之與當(dāng)前的終端相比，所占空間縮減50%。
全球LTE商用網(wǎng)絡(luò)部署概況
全球主流的LTE主要包括三種標(biāo)準(zhǔn)，大部分國家將會選用FDD-LTE，中國移動以及日本的運營商會選擇TD-LTE，而印度將會選擇TDD-LTE。不同的標(biāo)準(zhǔn)和選擇之間對設(shè)備特別是基帶芯片上會有一定的差異，因此終端廠商在選擇LTE的供應(yīng)商時需要將兼容性和可擴展性作為重要的考慮依據(jù)。
張路博士認同這一觀點，他表示，Marvell于2012年推出的LTE產(chǎn)品PXA1802，是一款多模調(diào)制解調(diào)器，無論在TDD、FDD還是TD-SCDMA/EGPRS、WCDMA領(lǐng)域，五模十頻，其技術(shù)和應(yīng)用方面都已經(jīng)擁有很高的成熟度，在中國移動所有的測試中表現(xiàn)也非常不錯(這些測試都是實網(wǎng)測試，而不只是實驗室測試)。此外，他還提出功耗在LTE設(shè)備中越來越重要，目前Marvell 1802的待機功耗與Marvell 3G平臺的功耗相當(dāng)。[!--empirenews.page--]
張代君認為，當(dāng)前很多運營商在每個頻段只分配到5MHz或10MHz的帶寬，這無法滿足數(shù)據(jù)速率高達100Mbps或150Mbps的LTE 3類或4類的技術(shù)要求。運營商要求終端支持更多的頻段，消費者則期望終端的數(shù)據(jù)速率更快，電池續(xù)航時間更長。然而，終端廠商不能以犧牲產(chǎn)品設(shè)計為代價換取更多功能，因此，他們要求新的調(diào)制解調(diào)器解決方案能夠在不增加占位面積的前提下支持更多的頻段和功能。此外，全球通用移動寬帶終端還必須支持傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)?！癟hor M7450克服了所有設(shè)計挑戰(zhàn)，在有提高封裝尺寸的條件下增加了多項新功能，讓手機廠商能夠?qū)?strong>LTE advanced調(diào)制解調(diào)器安裝到對占位限制嚴(yán)格的智能手機主板上。”張代君表示。
單芯片支持多模多頻，主要的技術(shù)難點在于以下幾個方面：
支持多模多頻的單射頻芯片設(shè)計：單片支持的無線接入技術(shù)各類和頻段數(shù)量正在不斷增加，增加諸如MIMO和載波聚合等功能使無線收發(fā)器變得更加復(fù)雜，所有這些功能都必須支持，同時不得大幅增加射頻方案的尺寸和成本。
針對多模的單芯片基帶設(shè)計：業(yè)內(nèi)目前傳統(tǒng)的設(shè)計是采用多個模式的堆棧設(shè)計，即不同模式，使用不同的硬件處理單元。好處是芯片設(shè)計簡單周期短。缺點是，硬件資源占用多，成本高。意法·愛立信多?；鶐Р捎玫氖且环N更領(lǐng)先的設(shè)計，在硬件架構(gòu)設(shè)計上，實現(xiàn)了多種模式共享存儲器及處理器的資源，做到了硬件資源占用最小化和利用率的最大化。好處是芯片尺寸更小，成本更低。
軟件協(xié)議棧的多模設(shè)計：與基帶設(shè)計類似，目前多模軟件設(shè)計的傳統(tǒng)做法是：針對不同的接入模式是采用單獨的協(xié)議棧。其優(yōu)點是相對較短的產(chǎn)品設(shè)計時間，缺點是軟件缺乏靈活性和可伸縮性，每增加或刪減一種模式，將帶來極其復(fù)雜的與其他模式交互控制部分的改變和測試。例如，增加一個新的N+1 RAT，新的RAT必須在每個協(xié)議層與以前的所有的N RAT通信，以前的所有的N RAT必須更新才能接受新的N+1 RAT。
意法·愛立信的多模軟件設(shè)計特色是從架構(gòu)上實現(xiàn)了公共集中式內(nèi)部RAT框架和公共數(shù)據(jù)處理框架，可以實現(xiàn)靈活的模式增加和刪減。在軟件的可伸縮性和可靠性方面具有極大的優(yōu)勢。
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