LTE芯片：多模成主流 明年或商用
时间：2011-09-27 09:54:34
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[导读]当全球3G发展如火如荼之际，LTE也成为越来越多的运营商满足未来移动性和热点地区激增的数据容量需求的参考技术解决方案，成为“后3G时代”的代言人。在2011年巴塞罗那展上，各大通信厂商纷纷推出了LTE终端产品，LTE已
当全球3G发展如火如荼之际，LTE也成为越来越多的运营商满足未来移动性和热点地区激增的数据容量需求的参考技术解决方案，成为“后3G时代”的代言人。在2011年巴塞罗那展上，各大通信厂商纷纷推出了LTE终端产品，LTE已成为目前最主流的4G演进技术。GSA今年7月公布的数据显示，在全球62个国家中有166个LTE商用网络正在计划或已经实施，其中包括24个已经商用的网络；另外还有19个国家的52家运营商正在进行LTE实验网或者技术测试。可以说，LTE已然渐行渐近了。
3G可与LTE技术平行演进
LTE专为实现与3G网络及其演进技术的无缝互通而设计，可以让运营商充分利用现有的3G网络的投资。
LTE的发展离不开3G这一基石。高通相关负责人表示，3G及3G演进技术仍将在相当长一段时间内主导网络建设，LTE及LTE增强版作为3G技术补充，其大范围铺开仍需时日。目前运营商广泛推出的3G网络已可以通过HSPA和EV-DO提供卓越的移动宽带体验，即使在未来，3G及其演进技术也将继续在LTE区域外提供广泛的宽带覆盖以及语音服务。LTE和3G演进技术利用相同的增强技术，可以提供相似的性能。LTE专为实现与3G网络及其演进技术的无缝互通而设计，可以让运营商充分利用现有的3G网络的投资。为使用户体验达到新的高度，3G可以与LTE技术平行演进。
联芯科技市场部总经理刘光军也指出，HSPA和多载波技术均是3G进一步演进的增强技术，HSPA技术已经成熟，3G增强技术与LTE将是一个长期演进共存的过程，3G与LTE的关系就像2G与3G的关系一样。“我们知道GSM技术到目前还在不断演进，运营商在建设3G网络的同时，一直在不断升级GSM系统和终端。没有3G数据业务对市场的培育和普及过程，就不会有LTE高速移动数据网络时代，就像是今天和明天的关系一样，做好3G业务发展才是促进LTE发展最根本的市场基石。”刘光军指出。
面临多重挑战
LTE芯片需具备高集成度、多模、跨操作系统、高处理能力等性能以及低功耗、软硬件结合等特点。
从应用来看，LTE也将带给我们全新的体验。“LTE将显著提升网络业务体验，比如高清视频流以及其他对网络速度要求苛刻的多媒体业务与应用，包括网络在线游戏、实时网络体验、数字家庭、电子医疗等等。”意法·爱立信中国区总裁张代君认为。
与之相随相生的是，随着网络的升级，对终端的性能也提出了很高的要求。高通相关负责人表示，从LTE的芯片技术角度来看，LTE芯片需具备高集成度、多模、跨操作系统、高处理能力、多媒体性能以及低功耗、软硬件结合等特点。
刘光军也提到，LTE终端对基带芯片的要求体现在：首先是需要支持多种可变带宽，这需要芯片支持多种不同的采样率、不同的外部通信接口带宽等。目前全球主要LTE频段，在FDD-LTE方面，欧洲为2.6GHz，790～862MHz，美国为700MHz，日本为1.5、1.7、2.1GHz。在TDD-LTE频段方面，中国则采用2.3GHz、2.6GHz，欧洲采用2.6GHz。频段的变化会对TD LTE射频芯片造成较大影响设计问题，由于射频芯片研制周期比较长，如果是在现有高频段射频芯片上增加一个新的低频段，估计需要两年时间达到商用的稳定性。其次是高数据吞吐量和低时延要求，LTE的TTI(传输时间间隔)是1ms，终端在单倍采样的情况下每毫秒最多需要处理30.72M的数据，1个TTI内终端需要完成对这些数据的时频域变换、信道估计、解调、译码等计算，这就需要通过合理的软硬件划分来减小交互时延，提高芯片处理能力和并行度来减少信号处理时间，提高总线速率和带宽来减少数据搬移的时延等。最后，由于LTE实时处理的数据量非常大，对存储单元的需求也大大增加，这对芯片的面积和功耗也都提出了新的挑战。
而在功耗方面，半导体厂商也是各展身手。高通的策略之一是以先进的微架构设计来实现更好的整体性能，其Snapdragon S3平台采用了Scorpion CPU异步双核设计，每个内核可以在不同的频率和不同的电压下运行，从而以较低的功率实现超高的性能。而意法·爱立信的Thor M7400则通过采用优异的硬件加速器组合，从而带来超低功耗。
“未来4G终端的CPU主频可能要做到4Ghz，此外在大数据量的应用下，功耗也需要进一步降低。”刘光军进一步指出，“芯片的制造工艺要进入20nm时代，因此，芯片的系统架构还要进一步优化。”
多模芯片商用在即
多模LTE芯片不仅能够支持现有网络接入，还要支持LTE网络接入，这对LTE大规模部署至关重要。
虽然LTE在高速数据传输速率、分组传输以及低时延等方面有诸多优势，但去适应一项全新的技术不是一蹴而就的事情。“因此，多模LTE芯片不仅能够支持现有的网络接入，还要支持LTE网络接入，这对对于LTE的大规模部署显得至关重要。”张代君指出。多模芯片已成为半导体厂商角逐的重点。
而业界对多模制式的发展也有不同看法。刘光军表示，多模终端的制式形态最基本有如下两种：一种是TD/GSM/TD-LTE三模单待，另外一种是TDS/GSMTD-LTE双模双待，其他形态基本均可以从这两种演变而来。由于目前多模技术没有一个统一的规范，每一家的多模技术都是不一样的。“对于2G/3G/LTE单射频芯片至少还需要经过两年甚至更多时间的优化，另外可能还需要采用一些新的软件无线电技术，通过软件参数配置达到满足多模多制式终端需求的目的，让用户通过参数配置选择来自定义终端工作制式和选择网络服务运营商。”刘光军指出。
目前LTE芯片应用主要集中在数据卡和路由器方面，在手机基带方面的应用可能要晚一些，相关厂商也在积极备战。
产品点评
高通Snapdragon S4系列：
性能高150%功耗低65%
高通Snapdragon S4系列芯片集成了多模LTE调制解调器，该系列采用28纳米制造工艺，每个内核最高运行速度可达2.5GHz；较当前CPU内核，全面性能提高150%，并将功耗降低65%。这一系列芯片组覆盖单核、双核及四核版本。图形处理方面，S4系列芯片将包含具有最高达4个3D内核的新Adreno 320 GPU系列，性能将达到原有4Adreno GPU的15倍，可支持最新款游戏以及在大屏幕终端上播放立体3D4视频。Adreno 320为移动终端提供了与最新的游戏机类似的图形性能。另外，该芯片组系列还支持3D和S3D游戏，可以捕捉和播放S3D图像和视频，并可实现通过HDMI向1080P平板显示器的全高清输出。高通公司也已推出多款支持商用化终端的3G/LTE多模芯片。[!--empirenews.page--]
意法·爱立信多模纤型调制解调器：
缩短上市时间赢得先机
意法·爱立信最新推出的两款HSPA/LTE多模纤型调制解调器：Thor M7300以及Thor M7400。这两款方案基于相同的架构，客户通过复用modem的验证以及应用处理器接口跨平台间的复用，从而缩短上市时间。意法·爱立信的Thor M7400支持所有的主流接入技术包括LTE FDD、TD-LTE、HSPA、TD-SCDMA以及EDGE，将支持终端设备商设计出适合全球通用的LTE设备。Thor M7400紧凑的外形以及优异的能耗性能使其能够开发出具有长电池寿命的纤巧的智能手机、平板电脑以及其他支持移动宽带的设备。Thor M7300支持速率高达84Mbps的HSPA，此外还支持TD-SCDMA以及EDGE。
3G可与LTE技术平行演进
LTE专为实现与3G网络及其演进技术的无缝互通而设计，可以让运营商充分利用现有的3G网络的投资。
LTE的发展离不开3G这一基石。高通相关负责人表示，3G及3G演进技术仍将在相当长一段时间内主导网络建设，LTE及LTE增强版作为3G技术补充，其大范围铺开仍需时日。目前运营商广泛推出的3G网络已可以通过HSPA和EV-DO提供卓越的移动宽带体验，即使在未来，3G及其演进技术也将继续在LTE区域外提供广泛的宽带覆盖以及语音服务。LTE和3G演进技术利用相同的增强技术，可以提供相似的性能。LTE专为实现与3G网络及其演进技术的无缝互通而设计，可以让运营商充分利用现有的3G网络的投资。为使用户体验达到新的高度，3G可以与LTE技术平行演进。
联芯科技市场部总经理刘光军也指出，HSPA和多载波技术均是3G进一步演进的增强技术，HSPA技术已经成熟，3G增强技术与LTE将是一个长期演进共存的过程，3G与LTE的关系就像2G与3G的关系一样。“我们知道GSM技术到目前还在不断演进，运营商在建设3G网络的同时，一直在不断升级GSM系统和终端。没有3G数据业务对市场的培育和普及过程，就不会有LTE高速移动数据网络时代，就像是今天和明天的关系一样，做好3G业务发展才是促进LTE发展最根本的市场基石。”刘光军指出。
面临多重挑战
LTE芯片需具备高集成度、多模、跨操作系统、高处理能力等性能以及低功耗、软硬件结合等特点。
从应用来看，LTE也将带给我们全新的体验。“LTE将显著提升网络业务体验，比如高清视频流以及其他对网络速度要求苛刻的多媒体业务与应用，包括网络在线游戏、实时网络体验、数字家庭、电子医疗等等。”意法·爱立信中国区总裁张代君认为。
与之相随相生的是，随着网络的升级，对终端的性能也提出了很高的要求。高通相关负责人表示，从LTE的芯片技术角度来看，LTE芯片需具备高集成度、多模、跨操作系统、高处理能力、多媒体性能以及低功耗、软硬件结合等特点。
刘光军也提到，LTE终端对基带芯片的要求体现在：首先是需要支持多种可变带宽，这需要芯片支持多种不同的采样率、不同的外部通信接口带宽等。目前全球主要LTE频段，在FDD-LTE方面，欧洲为2.6GHz，790～862MHz，美国为700MHz，日本为1.5、1.7、2.1GHz。在TDD-LTE频段方面，中国则采用2.3GHz、2.6GHz，欧洲采用2.6GHz。频段的变化会对TD LTE射频芯片造成较大影响设计问题，由于射频芯片研制周期比较长，如果是在现有高频段射频芯片上增加一个新的低频段，估计需要两年时间达到商用的稳定性。其次是高数据吞吐量和低时延要求，LTE的TTI(传输时间间隔)是1ms，终端在单倍采样的情况下每毫秒最多需要处理30.72M的数据，1个TTI内终端需要完成对这些数据的时频域变换、信道估计、解调、译码等计算，这就需要通过合理的软硬件划分来减小交互时延，提高芯片处理能力和并行度来减少信号处理时间，提高总线速率和带宽来减少数据搬移的时延等。最后，由于LTE实时处理的数据量非常大，对存储单元的需求也大大增加，这对芯片的面积和功耗也都提出了新的挑战。
而在功耗方面，半导体厂商也是各展身手。高通的策略之一是以先进的微架构设计来实现更好的整体性能，其Snapdragon S3平台采用了Scorpion CPU异步双核设计，每个内核可以在不同的频率和不同的电压下运行，从而以较低的功率实现超高的性能。而意法·爱立信的Thor M7400则通过采用优异的硬件加速器组合，从而带来超低功耗。
“未来4G终端的CPU主频可能要做到4Ghz，此外在大数据量的应用下，功耗也需要进一步降低。”刘光军进一步指出，“芯片的制造工艺要进入20nm时代，因此，芯片的系统架构还要进一步优化。”
多模芯片商用在即
多模LTE芯片不仅能够支持现有网络接入，还要支持LTE网络接入，这对LTE大规模部署至关重要。
虽然LTE在高速数据传输速率、分组传输以及低时延等方面有诸多优势，但去适应一项全新的技术不是一蹴而就的事情。“因此，多模LTE芯片不仅能够支持现有的网络接入，还要支持LTE网络接入，这对对于LTE的大规模部署显得至关重要。”张代君指出。多模芯片已成为半导体厂商角逐的重点。
而业界对多模制式的发展也有不同看法。刘光军表示，多模终端的制式形态最基本有如下两种：一种是TD/GSM/TD-LTE三模单待，另外一种是TDS/GSMTD-LTE双模双待，其他形态基本均可以从这两种演变而来。由于目前多模技术没有一个统一的规范，每一家的多模技术都是不一样的。“对于2G/3G/LTE单射频芯片至少还需要经过两年甚至更多时间的优化，另外可能还需要采用一些新的软件无线电技术，通过软件参数配置达到满足多模多制式终端需求的目的，让用户通过参数配置选择来自定义终端工作制式和选择网络服务运营商。”刘光军指出。
目前LTE芯片应用主要集中在数据卡和路由器方面，在手机基带方面的应用可能要晚一些，相关厂商也在积极备战。
产品点评
高通Snapdragon S4系列：
性能高150%功耗低65%
高通Snapdragon S4系列芯片集成了多模LTE调制解调器，该系列采用28纳米制造工艺，每个内核最高运行速度可达2.5GHz；较当前CPU内核，全面性能提高150%，并将功耗降低65%。这一系列芯片组覆盖单核、双核及四核版本。图形处理方面，S4系列芯片将包含具有最高达4个3D内核的新Adreno 320 GPU系列，性能将达到原有4Adreno GPU的15倍，可支持最新款游戏以及在大屏幕终端上播放立体3D4视频。Adreno 320为移动终端提供了与最新的游戏机类似的图形性能。另外，该芯片组系列还支持3D和S3D游戏，可以捕捉和播放S3D图像和视频，并可实现通过HDMI向1080P平板显示器的全高清输出。高通公司也已推出多款支持商用化终端的3G/LTE多模芯片。[!--empirenews.page--]
意法·爱立信多模纤型调制解调器：
缩短上市时间赢得先机
意法·爱立信最新推出的两款HSPA/LTE多模纤型调制解调器：Thor M7300以及Thor M7400。这两款方案基于相同的架构，客户通过复用modem的验证以及应用处理器接口跨平台间的复用，从而缩短上市时间。意法·爱立信的Thor M7400支持所有的主流接入技术包括LTE FDD、TD-LTE、HSPA、TD-SCDMA以及EDGE，将支持终端设备商设计出适合全球通用的LTE设备。Thor M7400紧凑的外形以及优异的能耗性能使其能够开发出具有长电池寿命的纤巧的智能手机、平板电脑以及其他支持移动宽带的设备。Thor M7300支持速率高达84Mbps的HSPA，此外还支持TD-SCDMA以及EDGE。
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