如果说 3G 是让人们从步行时代进入到自行车世界,那么 4G 就是让你坐上私家车,体验飞一般的感觉,而想要飞一般的感觉,引擎是关键!那么 4G 引擎是什么呢,对了,就是 TD-LTE 。近年来,越来越多运营商亦开始选择 TD-LTE 作为下一代网络的发展方向,可想而知,TD-LTE 已然成为一块香馍馍了。那么现在就随我一起走进 TD-LTE 的时代吧!

4G 是第四代移动通信及其技术的简称,是集 3G 与WLAN于一体并能够传输高质量视频图像以及图像传输质量与高清晰度电视不相上下的技术产品。TD-LTE 是最强大的 4G 移动通讯主导技术,正异军突起,迅速占领中国市场。TD-LTE Time Division Long Term Evolution(分时长期演进),是由阿尔卡特-朗讯、诺基亚西门子通信、大唐电信、华为技术、中兴通讯、中国移动等,所共同开发的4G移动通信技术与标准。TDD 即时分双工(Time Division Duplexing),是移动通信技术使用的双工技术之一,与 FDD 即频分双工(Frequency Division Duplexing)相对应。TD-LTE 是TDD版本的LTE的技术,FDD-LTE 的技术是 FDD 版本的 LTE 技术。

作为TD-SCDMA的演进技术,TD-LTE 目前已经成为3GPP里面唯一的基于TDD技术的LTE标准。中国已经全面启动的 TD-LTE 产业与国际LTE产业基本同步,而且已被国际广泛接受。TD-LTE 将为中国在引领移动通信产业的发展带来很重要的机遇。

· 国内厂商以TD-SCDMA为基础推动 TD-LTE
· 国外厂商越来越重视 TD-LTE 的投入;
· 工信部鼓励加大芯片研发力度;
· 中国移动启动芯片与系统的互通测试;
· TD-LTE LTE FDD 的并存将使多模芯片成为趋势。

LTE 技术有很多,最关键的技术是基于TDD的双工技术、基于 OFDM 多址接入技术,以及基于 MIMO 多天线技术。通过这些新技术,大大提高了LTE系统的性能。

1. 基于TDD的双工技术
在TDD方式里面,TDD时间切换的双工方式是在一个帧结构中定义了它的双工过程。在讨论TDD系统的同时要考虑FDD系统,在TDD/FDD双模中,LTE规范提供了技术和标准的共同性。 [详情]
2. 基于OFDM多址接入技术
TD-LTE 采用 OFDM 技术为基础,下行采用OFDMA,而上行根据链路特点采用单载波频分多址(SC-FDMA)作为多址方式。 [详情]
3. 基于MIMO的多天线技术
MIMO 根据天线部署形态和实际应用情况可采用发射分集、空间复用和波束赋形三种实现方案。例如,对于大间距非相关天线阵列可采用空间复用方案同时传输多个数据流,实现很高的数据速率;对于小间距相关天线阵列,可采用波束赋形技术,将天线波束指向用户,减少用户间干扰。 [详情]

LC1810
· 采用 40nm 工艺,具备下行 4.2Mbps/上行 2.2Mbps 的 TD-HSPA+承载能力
·支持 Android 4.0 操作系统,并支持 1080P 视频编解码,同时集成双核 Mali400 3D 处理单元,能流畅运转众多大型游戏
·L1810 方案配套提供完整的中国移动定制业务,支持 NFC、CMMB、WLAN、GPS、BT、各类传感器等丰富外设。 [详情]

LC1760
· 支持 TD-LTE Category 3: 100Mbps DL/50Mbps UL
· 支持 TD-HSPA:2.8Mbps DL/2.2Mbps UL
· 专门的通信处理单元包含LTE加速模块,TD 加速模块,射频接口模块
· 内含多种 DMA 模块,完成高效的数据传输 [详情]

PXA1802
· 3GPP Release 9 TDD-LTE, FDD-LTE
· 3GPP Release 8 TD-SCDMA HSPA+和下行双载波(DLDC)
· 多频段LTE、四频EDGE和DigRF3G/4G接口
· 多种无线接入能力:3G /无线局域网(WLAN)/蓝牙(BT)技术的共存、支持IP多媒体子系统(IMS)和IP语音(VoIP)及其它先进的无线技术 [详情]

LC1761
· TD-LTE /LTE FDD/TD-HSPA/GGE多模芯片,采用40nm工艺
· 可实现下行150Mbps,上行50Mbps的高效数据传输
· 支持硬件加速ZUC祖冲之算法 3GPP Release 9 LTE Category 4 TM8,LTE的 F频段(也就是1.9G)和自动重选等出色能力,满足中国移动TD-SCDMA+TD-LTE 全部频段要求
· 基于该方案开发,BOM将更加精简,并具有C2C等丰富的接口,与主流AP适配,可以节省Modem侧Memory
· 不仅支持 LTE 与2/3G双待语音方案,也支持国际主流 CSFB 单待语音方案 [详情]

RS3012
· 满足3G TD-SCDMA/HSPA+ 四频段收发通信,满足四频段 LTE 1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz可变宽带应用
· 满足LTE/MIMO 2+1 及1.4MHz,3MHz,5MHz, 10MHz,15MHz和20MHz可变宽带应用
· 收发接口支持11比特位I/Q JESD207标准
· 接收机前端为低噪声放大器和高线性度无源混频器,直接耦合到高速∑-△ CT ADC设计
· 全集成压控振荡器和小数分频锁相环;全差分的优化设计,降低串扰和谐波干扰
· 14比特 用于AFC控制的DAC,10比特温度、功率控制的ADC [详情]

截止2010年底,6款预商用数据卡发布;
2011年上半年,已有单模LTE数据卡、CPE等测试终端推出;预计下半年多模会出现,其中部分厂商达到预商用水平;
2012年,多模双待手机具备商用能力;
2013年后,多模单待手机可商用。 [详情]

摩托罗拉XT865
· 网络模式:GSM,CDMA2000,TD-LTE
· 外观设计:直板
· 主屏尺寸:4.3英寸 960x540像素
· 触摸屏:电容屏,多点触控
· 操作系统:Android OS 2.3
· 电池容量:1750mAh
· 蓝牙传输:支持蓝牙2.1+EDR
· GPS导航:内置GPS,支持A-GPS
· 存储卡:MicroSD卡,支持App2SD
· 键盘类型:虚拟QWERTY键盘

苹果 概念机
· 网络模式:GSM,TD-SCDMA,TD-LTE
· 外观设计:直板
· 触摸屏:电容屏,多点触控
· 摄像头像素:800万像素
· 操作系统:iOS
· GPS导航:内置GPS,支持A-GPS
· 手机类型:4G手机,3G手机,智能
· 输入方式:手写
· 主屏材质:IPS

索尼爱立信Ultima(概念机)
· 网络模式:GSM,TD-SCDMA,TD-LTE
· 外观设计:直板
· 主屏尺寸:4.3英寸
· 操作系统:Android OS 2.4
· 蓝牙传输:支持
· 可用空间:16GB
· 视频播放:支持
· 手机类型:4G手机,智能手机,拍照手机

HTC
· 网络模式:CDMA2000,TD-LTE
· 外观设计:直板
· 主屏尺寸:4.3英寸 800x480像素
· 触摸屏:电容屏,多点触控
· 操作系统:Android OS 2.2
· 电池容量:1400mAh
· 蓝牙传输:支持蓝牙2.1+EDR
· GPS导航:内置GPS,支持A-GPS
· 存储卡:MicroSD卡,支持App2SD
· 键盘类型:虚拟QWERTY键盘

随着LTE在全球部署的加快,业内普遍认为,2012年是LTE发展的关键一年。而目前在 TD-LTE 发展中,也不可避免的需要面临着很多的挑战。

1、需协调不同频谱资源
    由于LTE是纯数据网络,只提供高速数据业务,因而需要与具有高质量语音业务的2G、3G技术融合发展,多模LTE解决方案成为必备技术。多模LTE解决方案面临多重挑战,主要挑战是要支持日渐增多的频段,以满足部署和漫游需求。在 TD-LTE 方面,目前,中国移动需要为 TD-LTE 应用在38频段、39频段和40频段提供支持;在日本,Softbank在41频段上提供 TD-LTE 服务;而在美国,ClearWire也计划在41频段上部署 TD-LTE 技术。对于LTE FDD,使用的光谱频段更具多样性。在美国,Verizon Wireless利用700兆赫的13频段, 而AT&T则利用700兆赫的不同的次频段。根据GTI的数据,为了支持在不同的LTE应用(网络)上的漫游, 一台终端设备需要支持近17个不同的频段,显而易见,这对成本和性能有很大的影响。如何协调不同地域和国家之间的频谱资源,将对 TD-LTE 乃至LTE得以广泛采纳和部署起着至关重要的作用。[详情]

2、TD-LTE 芯片对功耗的挑战
    而由于多模LTE智能手机一般需要配备3G芯片和LTE基带芯片,这样的架构对功耗优化带来很大的挑战。因为3G和4G无线接收发射器各自独立运行,这样在测量、处理、协调等方面会造成许多重复。
    工艺也是影响 TD-LTE 芯片功耗的关键,业界认为 TD-LTE 芯片较为适用28nm工艺,而目前这一工艺尚未成熟。虽然包括28nm甚至是14nm在内的、更高的半导体制程节点使芯片设计面积和相关功耗能得以降低,但是最根本的问题是怎样开发出一个系统级的解决方案,以提高OFDM无线电技术的功率。OFDM信号的特性是它包含了多个窄频讯号,其信号轮廓和峰均比值很高,导致了发射效率的降低,因此需要针对OFDM信号开发更好的解决方案。
因而在设计上,需要能够适应不断提升的LTE互操作需求;在技术上,需要提供稳健的切换能力及低功耗性能。

3、TD-LTE 芯片必须支持大量的实时数据的处理
    整个芯片就是一个多核多线程的架构,每个核可采用一个多线程的设计结构。这样的处理架构能够降低整个芯片的功耗以及运行频率压力。每个硬件加速模块一定有它所拥有的独立的存储单元,如果没有独立的存储单元,总线带宽的压力非常大,这方面的因素将是未来需要考虑的重点。

4、芯片科研方面的挑战
    芯片主要分三大块,一是单芯片的功能、基本性能,射频指标,以及场性能。二是芯片和系统调试,保证双方对协议,算法的理解,为后期的商用进行很好的铺垫。三是在各系统下,进行多终端同时接入,真实加载的终端性能测试。
    中国在信息产业上的芯片、系统方面的短板,让 TD-LTE 受到很大影响 ,虽然国内的芯片厂商展讯,大唐电信下面的联芯一直致力于 TD-LTE 芯片的发展,但终归是实力有限,作为标准这样的东西需要得到更多的厂家支撑才能做起来。 包括展讯在内的芯片厂商面对的难题主要在科研方面,芯片集成技术是在原有单核技术本身要通过质量关的基础上,还要把众多技术融合,实现无缝对接也是一个很大的问题,所以,单核技术和集成多核技术都有难度。 业内分析称,TD-LTE 网络建设对终端芯片的要求非常迫切。获悉,王建宙对正在研发的 TD-LTE 芯片亦提出了四个需求:首先是支持多个频段,其次是支持2G和3G的多种网络模式,三是语音通话的技术标准需要界定,四是4G网络终端需要相对确定。面对以上 TD-LTE 技术发展中的最大困难,芯片企业需挑起这艰巨的任务。

目前,中国 TD-LTE 终端芯片总体仍然处于规模试验测试阶段,下游终端市场尚未打开,国内外芯片厂商市场参与热情有限,但鉴于中国庞大的潜在市场,众多芯片厂商也积极布局 TD-LTE 终端芯片市场,加紧研发 TD-LTE 多模终端芯片技术,择机进入终端芯片市场。TD-LTE 商用前期蓄势待发的国内外芯片厂商也将快速形成终端产品解决方案,配合通信设备厂商抢占市场先机。

而目前 TD-LTE 的发展瓶颈在于终端方面,成熟还有一段时间,而利用这段宝贵时间,通过 TD-LTE 试验来做到万事俱备,在终端成熟之后能够顺利、快速的发展尤为重要。对于 TD-LTE 的发展现状,可以这么说,东方鱼肚白的曙光已经出现了。而中国 TD-LTE 市场空间非常大,若政策放开,中国的LTE市场规模将可能高于全球LTE市场的规模总量。就让我们一起拭目以待,看未来的 TD-LTE 技术如何真正成为世界的主流!