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TD-LTE芯片设计技术面临挑战技术试验获多厂商参与

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工业和信息化部电信研究院通信标准研究所李文字

TD-LTE终端芯片特征和技术要求

自从移动通信终端出现之后，移动终端芯片的发展趋势可以用三个字来概括：第一个字是“潮”，即潮流，通过一些形态的创新，利用新颖的外形和高科技材质把移动终端做得越来越时尚；第二个字是“善”，即通过完善的功能和良好的性能支持广大用户的使用；第三个字是“广”，即通过丰富的应用以及多网络的支持，使终端能够实现在任何地方、任何时间接入网络。这三个字不管是以前、现在还是将来，一直都是移动通信终端发展的主要趋势。

移动通信终端发展到今天，业界对终端芯片的技术发展逐渐总结出十大特点：首先是由摩尔定律带来的芯片工艺小尺度化；第二是高带宽和调制高阶化；第三是处理器多核化；第四是数模混合化；第五是多媒体应用丰富化；第六是随着将来支持物联网和泛在网的实现，多传感器化也成为必然的趋势；第七是随着高处理能力的出现，芯片当中的硬件加速器的设计工作会变得越来越主流；第八是多模和多频段化；第九是随着终端功能的逐渐增强，业务的逐渐丰富，多电源域化应运而生；第十是显示高清化。这十大特征对于TD-LTE芯片来说，也是需要着重考虑和研发的主要方向。综上所述，未来的芯片将会是一种通信、多媒体应用和传感器相结合的综合芯片，从而实现综合泛在的信息处理终端。

在这样一种趋势下，移动终端芯片设计技术面临着多种挑战，具体表现在片上系统设计技术(SOC)上，这一技术发展到今天面临着两个不得不解决的难题，一是软硬件的联合设计和系统验证，二是随着工艺的提升，带来的深亚微米设计的挑战，这些也都是后续TD-LTE芯片开发在面向商用过程当中需要逐渐解决的。

基于上述通信芯片发展的大背景，我们对TD-LTE终端芯片提出如下技术要求，主要表现在6个方面。第一是终端形态，初期以数据卡为主、CPE为辅，后期随着功能逐渐增强，应用需求逐渐明确，手持终端会逐渐进入大家的视野；第二是UE能力，应至少支持Category3，鼓励支持更高类型，具备相应类别的吞吐量和时延上的要求；第三是移动性和互操作，支持TD-LTE同频、异频切换，与LTE-FDD之间的切换和国际漫游，根据不同的多模选择，支持与2G和3C系统间的小区重选和切换；第四是业务要求，初期LTE的应用以高速数据业务为主，后期要求针对VoIP进行优化，并提供MBMS业务；第五是多模支持，包括TD-LTE/EDGE/TD-SCDMA，TD-LTE/EDCE/LTEFDD/TD-SCDMA等多种多模支持能力；第六是多频段及多带宽，应根据终端支持模式提供多种频段和带宽支持能力。

在以上技术要求的前提下，对TD-LTE基带芯片的关键算法要求，体现在4方面，首先是OFDM信号解调，应该实现时间、频率维度的分解，从而达到性能和复杂度之间的平衡；另外，应针对不同信道的特性，进行分别优化；其次在MIMO方面，能够针对不同场景，应能根据系统的判决，灵活采用适宜的MIMO接收算法，并且能够支持完善的参数反馈机制，且参数设置合理；在同频干扰消除算法方面，在实现基本接收性能的基础上，应尽早开发更高性能的同频干扰消除算法，并且为多小区同频干扰环境下的性能优化预留资源，特别是硬件平台上要预留资源。第三，在信道译码算法上，应高效的实现LTE对卷积译码和大数据量Turbo码的译码。第四，在小区有哪些信誉好的足球投注网站和同步上，处理机制应该足够合理和高效，从而有足够的资源进行小区有哪些信誉好的足球投注网站的性能优化。

TD-LTE芯片研发现状和测试进展

目前来看，TD-LTE芯片研发阵营可以分为四类，第一类是国际上传统的芯片厂家，第二类是TD-SCDMA芯片设计和开发厂家，第三类是WiMAX芯片厂家，第四类是新进入的芯片厂家。目前，已有10家以上的芯片企业参与到TD-LTE技术试验当中。

目前的TD-LTE芯片在研发现状上可分为三类。第一类是处于代码验证阶段，通过FPGA原型机进行初步的硬件架构和系统设计，验证各层功能和主要代码。第二类是处于方案验证和完善阶段，此时硬件平台基本体现芯片设计架构，进一步验证和完善芯片级代码和设计方案。第三类是处于ASIC芯片阶段，在这一阶段中，通过多次流片改进完善，硬件架构固定，终端形态成型，芯片代码和软件平台经过了充分的验证。

截至今年6月份，工业和信息化部电信研究院组织了6家TD-LTE芯片厂商进行了2.3GHz频段的TD-LTE终端测试，内容包括功能、协议、性能和IOT四个部分，测试必选项246项，后续还将有三家芯片厂商陆续开始2.3GHz频段的测试工作。

从测试情况可以看到，2010年TD-LTE芯片研发取得了明显进展，目前已经有多家芯片厂商研发出TD-LTE